FR2498951A1 - Formation of thin films by spray pyrolysis - from solns. contg. film element salts and a reducer in large excess and at high concn. - Google Patents

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Abstract

In the formation of a film by spraying onto a heated substrate an atomised soln. contg. a salt of a constituent element of the film and a reducing agent, the concn. of the reducing agent is greater than 1M and greater than 10X stoichiometric, pref. greater than 900X stoichiometric. Used esp. in deposition of CdTe films, but also in deposition of films of HgCdTe, Z CdS, CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, GaAs, GaAlAs, InP, BN, NiCoCr, ZnP, ZnSnP, etc. Large excess of reducer at high concn. results in formation of films of high purity.

Description

Procédé de fabrication d'une couche mince
La présente invention concerne la pyrolyse par pulvérisation, qui consiste a former une couche mince en pulvérisant sur un substrat chauffé une solution atomisée contenant les sels appropriés des éléments constitutifs (par exemple Te) du composé de la couche. La réaction chimique se produit du fait de la pulvérisation sur le substrat chauffé, et les éléments des sels qui ne sont pas des constitu-ants de la couche sont enlevés par évaporation en compagnie du solvant, qui est de façon caractéristique de l'eau.Par exemple, le brevet US 3 148 084 décrit, entre autres exemples, la formation de CdS au moyen de la pyrolyse par pulvérisation, conformément à l'équation suivante CdC12 + H2NC (=S) NH2 +# CdS avec Cu en dispersion +
Cu++ > produits volatils
On abaisse ensuite la résistivité de la couche par une opération de recuit après dépit.
Method for manufacturing a thin layer
The present invention relates to spray pyrolysis, which consists in forming a thin layer by spraying onto a heated substrate an atomized solution containing the appropriate salts of the constituent elements (for example Te) of the layer compound. The chemical reaction occurs due to spraying on the heated substrate, and the elements of the salts which are not constituents of the layer are removed by evaporation together with the solvent, which is typically water. For example, US Pat. No. 3,148,084 describes, among other examples, the formation of CdS by means of spray pyrolysis, in accordance with the following equation CdC12 + H2NC (= S) NH2 + # CdS with Cu in dispersion +
Cu ++> volatile products
The resistivity of the layer is then lowered by an annealing operation after spite.

Antérieurement a la conception de l'invention, Steven
A. Lis et Harvey B. Serreze ont proposé d'utiliser 82 dans le gaz ambiant et/ou le gaz de pulvérisation pour agir en tant qu'agent réducteur, afin de convertir les impuretés sous une forme volatile, et également pour permettre l'utilisation de Te dans un état d'oxydation différent dans la matière de départ et dans la couche. Les tentatives faites par les inventeurs pour mettre en oeuvre une telle suggestion ont été infructueuses.
Prior to the conception of the invention, Steven
A. Lis and Harvey B. Serreze proposed using 82 in ambient gas and / or spray gas to act as a reducing agent, to convert the impurities to a volatile form, and also to allow the use of Te in a different oxidation state in the starting material and in the layer. The attempts made by the inventors to implement such a suggestion have been unsuccessful.

Les inventeurs ont couvert qu'en ajoutant un agent directement à la solution de pulvérisation, on pouvait provoquer diverses réactions d'oxydation/réduction souhaitables, au moment où la solution de pulvérisation vient en contact avec le substrat chauffé. En conséquence, une caractéristique de l'invention consiste en ce que la solution contient également un agent en quantité suffisante pour changer l'état d'oxydation de l'un au moins des éléments dissous, après contact avec le substrat chauffé. The inventors have covered that by adding an agent directly to the spray solution, various desirable oxidation / reduction reactions could be caused when the spray solution comes into contact with the heated substrate. Consequently, a characteristic of the invention consists in that the solution also contains an agent in an amount sufficient to change the oxidation state of at least one of the dissolved elements, after contact with the heated substrate.

Des modes de réalisation avantageux présentent les caractéristiques suivantes : la réaction d'oxydation réduction fait intervenir la réduction d'un élément constitutif de la couche ; cet élément constitutif est le tellure, et la couche consiste en tellurure de cadmium; les sels utilisés dans la solution de pulvérisation sont par exemple (NH4) 2TeO4 et Cd (OH)2 ; le substrat est maintenu à une température comprise entre 325 et 5500C (de préférence entre 370 et 4250C) ; on utilise des gaz inertes pour le gaz de pulvérisation et le gaz ambiant on introduit également dans la solution de pulvérisation un agent de dopage (on utilise ici l'expression "agent de dopage" dans le sens qui est défini à la page 372 de l'ouvrage de Kittel intitulé Introduction to
Solide State Physics, 4ème Edition, John Wiley & Sons"), et cet agent de dopage change d'état d'oxydation après autre venu en contact avec le substrat chauffé ; et l'agent de dopage est du cuivre. Dans un autre mode de réalisation, la couche consiste en ZnCdS avec un agent de dopage constitué par de l'indium, et l'agent de dopage est également ajouté a la solution de pulvérisation et il change d'état d'oxydation après'entre venu en contact avec le substrat chauffé.Dans d'autres modes de réalisation encore, la réaction d'oxydation/réduction fait intervenir la conversion d'une impureté sous une forme volatile, et dans encore un autre mode de réalisation, on utilise une quantité d'un élément constitutif d'une couche qui est supérieure a la quantité nécessaire pour régir avec un autre élément constitutif de la couche, et la quantité en excès produit une modification de la conduc tivité de la couche.De plus, dans des modes de réalisa- tion, l'agent réducteur est un acide organique (de préférence de l'acide formique ou de l'acide acétique) fortement soluble (c'est-à-dire avec une solubilité supérieure à 1 M) ; et la solubilité de ces acides dans le solvant permet d'augmenter la force de l'agent réducteur jusqu'3 des niveaux qui permettent la formation de produits de pureté accrue. En outre, dans des modes de réalisation préférés, la concentration de l'agent réducteur est très supérieure à 10 fois et de préférence supérieure à 900 fois la quantité stoechiométrique), ce qui conduit de façon inattendue à la formation d'une couche de grande pureté.
Advantageous embodiments have the following characteristics: the reduction oxidation reaction involves the reduction of a component of the layer; this constituent element is tellurium, and the layer consists of cadmium telluride; the salts used in the spray solution are for example (NH4) 2TeO4 and Cd (OH) 2; the substrate is maintained at a temperature between 325 and 5500C (preferably between 370 and 4250C); inert gases are used for the spraying gas and the ambient gas a doping agent is also introduced into the spraying solution (the expression "doping agent" is used here in the sense which is defined on page 372 of the Kittel's work entitled Introduction to
Solid State Physics, 4th Edition, John Wiley & Sons "), and this doping agent changes its oxidation state after other contact with the heated substrate; and the doping agent is copper. In another mode embodiment, the layer consists of ZnCdS with a doping agent constituted by indium, and the doping agent is also added to the spraying solution and it changes oxidation state after coming into contact with the heated substrate. In still other embodiments, the oxidation / reduction reaction involves the conversion of an impurity to a volatile form, and in yet another embodiment, an amount of an element is used. constitutive of a layer which is greater than the amount necessary to govern with another constituent element of the layer, and the excess amount produces a modification of the conductivity of the layer. In addition, in embodiments, the reducing agent is an organic acid (preferably of formic acid or acetic acid) highly soluble (that is to say with a solubility greater than 1 M); and the solubility of these acids in the solvent makes it possible to increase the strength of the reducing agent up to levels which allow the formation of products of increased purity. Furthermore, in preferred embodiments, the concentration of the reducing agent is much more than 10 times and preferably more than 900 times the stoichiometric amount), which unexpectedly leads to the formation of a large layer. purity.

Une application avantageuse des couches fabriquées conformément à l'invention consiste dans l'utilisation dans des dispositifs photovoltalques, et une utilisation particulièrement avantageuse concerne un dispositif multicouche comportant une couche de CdTe couverte de graphite, sur une couche de CdZnS place a elle-même sur un substrat revêtu d'oxyde d'étain-indium. Une autre application très avanta- geuse est relative à un panneau d'absorption de la chaleur solaire qui comporte une couche de A1203-Ag, la réaction d'oxydation/réduction consistant dans la réduction de l'argent à l'état métallique, dans lequel il absorbe la chaleur. An advantageous application of the layers manufactured in accordance with the invention consists in the use in photovoltaic devices, and a particularly advantageous use relates to a multilayer device comprising a layer of CdTe covered with graphite, on a layer of CdZnS placed in itself on a substrate coated with tin-indium oxide. Another very advantageous application relates to a solar heat absorption panel which comprises a layer of A1203-Ag, the oxidation / reduction reaction consisting in the reduction of silver to the metallic state, in which it absorbs heat.

L'invention permet également d'utiliser une matière de départ dans un état d'oxydation différent de l'état d'oxydation dans la couche, et ceci est particulièrement avantageux lorsqu'on désire avoir dans la couchevun Oldmeut dans un état qui est fortement insoluble dans la solution de pulvérisation. Il devient également possible de produire des couches de grande pureté en convertissant des impuretés sous forme volatile, afin qu'elles ne soient pas incorporées dans la couche.On peut aisément inclure des agents de dopage dans la couche pour modifier sa conductivité électrique, sans nécessiter une opération de recuit après dépôt, et on peut également modifier les caractéristiques électriques de la couche en utilisant une quantité d'un éLément constitutlf s'ipérI## à la quantité nécessaire pour réagir avec l'autre élément constitutif. Enfin, l'invention permet d'utiliser la pyrolyse par pulvérisation pour produire une grande variété de couches, comprenant la préparation de couches des matières suivantes :
CdTe, CdZnS, Ag, Cr, Bi2Te3, ZnTe, HgxCd1~xTe, Zn#Cdî#1S,
CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, GaAs, GaxAll~x As, InP, BN, alliages
Ni-Co-Cr, Zn3P2, et ZnSnP2.
The invention also makes it possible to use a starting material in an oxidation state different from the oxidation state in the layer, and this is particularly advantageous when it is desired to have in the layer an Oldmeut in a state which is strongly insoluble in spray solution. It also becomes possible to produce high purity layers by converting impurities into volatile form, so that they are not incorporated into the layer. It is easy to include doping agents in the layer to modify its electrical conductivity, without requiring an annealing operation after deposition, and it is also possible to modify the electrical characteristics of the layer by using an amount of a constituent element which is spiked to the amount necessary to react with the other constituent element. Finally, the invention allows spray pyrolysis to be used to produce a wide variety of layers, including the preparation of layers of the following materials:
CdTe, CdZnS, Ag, Cr, Bi2Te3, ZnTe, HgxCd1 ~ xTe, Zn # Cdî # 1S,
CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, GaAs, GaxAll ~ x As, InP, BN, alloys
Ni-Co-Cr, Zn3P2, and ZnSnP2.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est une représentation en élévation d'un dispositif photovoltaïque fabriqué conformément à l'invention.
The invention will be better understood on reading the following description of embodiments, given without limitation. The following description refers to the accompanying drawings in which
Figure 1 is an elevational representation of a photovoltaic device manufactured in accordance with the invention.

La figure 2 est une coupe schématique verticale et partielle d'un panneau d'absorption de la chaleur solaire fabriqué conformément à l'invention. Figure 2 is a schematic vertical and partial section of a solar heat absorption panel manufactured in accordance with the invention.

La figure 3 est une représentation schématique d'un appareil de pulvérisation et de moyens de chauffage utili sables pour fabriquer les dispositifs des figures 1 et 2, conformément à l'invention. Figure 3 is a schematic representation of a spraying apparatus and heating means usable for manufacturing the devices of Figures 1 and 2, in accordance with the invention.

Structure et appareil
On va maintenant considérer le mode de réalisation de la figure 1 sur laquelle on voit un dispositif photovoltai- que 10 qui comprend un substrat de verre 12, une couche d'oxyde d'étain-indium 14 (d'une épaisseur d'environ 100 nm) sur le substrat, une couche 16 de sulfure de zinc-cadmium pulvérisé (100 à 200 nm d'épaisseur) sur la couche 12, une couche 17 de tellurure de cadmium pulvérisé (250 à 500 nm d'épaisseur) sur la couche 16, une couche 18.d'Aquadag (suspension séchée de graphite dans de l'eau) sur la couche 17, un fil métallique 20 fixé à la couche d'o.vvde d'étainsindium 14 et un fil métallique 24 connecté à l'Aquadag par une couche de peinture à l'argent 22.
Structure and device
We will now consider the embodiment of FIG. 1 in which we see a photovoltaic device 10 which comprises a glass substrate 12, a layer of tin-indium oxide 14 (with a thickness of approximately 100 nm) on the substrate, a layer 16 of pulverized zinc-cadmium sulfide (100 to 200 nm thick) on the layer 12, a layer 17 of pulverized cadmium telluride (250 to 500 nm thick) on the layer 16, a layer 18 of Aquadag (dried suspension of graphite in water) on the layer 17, a metal wire 20 fixed to the layer of tinindium o.vvde 14 and a metal wire 24 connected to the 'Aquadag with a coat of silver paint 22.

Dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 2, on voit un panneau d'absorption de la chaleur solaire, 25, qui comprend un substrat de verre 26 sur lequel se trouve une couche 28 (100 à 200 nm d'épaisseur) en un cermet A1203-Ag. Les points 29 représentent des régions d'argent métallique dispersées dans tout le volume de Au203.  In the embodiment which is represented in FIG. 2, there is seen a solar heat absorption panel, 25, which comprises a glass substrate 26 on which is a layer 28 (100 to 200 nm thick) into an A1203-Ag cermet. Dots 29 represent regions of metallic silver dispersed throughout the volume of Au203.

On va maintenant considérer la figure 3 sur laquelle on voit un appareil de pulvérisation et de chauffage 30 qui comporte une enceinte hermétique 32. Une buse de pulvérisation 34 (1/4 J avec un capuchon pour fluide 1050 SS de la firme
Spraying Systems Company) est alimentée par une bouteille de solution 36 et par une source de gaz de pulvérisation 38, consistant en azote. Le débit de gaz est régulé par une valve 40 et la pression est contrôlée par un manomètre 42. Les substrats 44 (par exemple le substrat 12 et la couche 14 ou le substrat 26) sont chauffés par un élément chauffant 46, par l'intermédiaire d'un bain d'étain 48. La buse 34 se trouve à 30 cm audessus des substrats 44. les moyens externes commandent la température de l'élément chauffant 46 et ce dernier est monté dans l'enceinte 32 sur un bloc isolant 50.L'accès à l'élément chauffant est assuré par un passage 52 (représenté schématiquement), et une valve 54 régule l'alimentation en gaz de purge, consistant en azote, qui circule à l'intérieur de l'encein te 32. On utilise des écrans thermiques 56 pour protéger la solution, l'appareillage de commande et la buse, 34, 36, 40, contre les températures élevées et les vapeurs provenant de l'appareil de chauffage qui se trouve au-dessous.
We will now consider FIG. 3 in which we see a spraying and heating device 30 which includes a sealed enclosure 32. A spraying nozzle 34 (1/4 J with a cap for fluid 1050 SS from the firm
Spraying Systems Company) is supplied by a bottle of solution 36 and by a source of spray gas 38, consisting of nitrogen. The gas flow is regulated by a valve 40 and the pressure is controlled by a pressure gauge 42. The substrates 44 (for example the substrate 12 and the layer 14 or the substrate 26) are heated by a heating element 46, via of a tin bath 48. The nozzle 34 is located 30 cm above the substrates 44. the external means control the temperature of the heating element 46 and the latter is mounted in the enclosure 32 on an insulating block 50. Access to the heating element is provided by a passage 52 (shown diagrammatically), and a valve 54 regulates the supply of purge gas, consisting of nitrogen, which circulates inside the enclosure 32. uses heat shields 56 to protect the solution, the control gear and the nozzle, 34, 36, 40, from high temperatures and vapors from the heater below.

Fabrication
Pour fabriquer le dispositif photovoltaïque de la figure 1, on pulvérise les couches 16 et 17 sur le verre revêtu d'oxyde d'étain-indium (le substrat 12 et la couche 14 du dispositif de la figure 1, qui peuvent être fournis par la firme Pittsburg Plate Glass-Inc.) en de la figure 3. On prépare tout d'abord une solution de pulvérisation I pour la couche 16 et une solution de pulvérisation Il pour la couche 17, en réalisant des solutions aqueuses comprenant les ingrédients indiqués dans le tableau suivant, avec les concentrations indiquées.
Manufacturing
To manufacture the photovoltaic device of FIG. 1, the layers 16 and 17 are sprayed on the glass coated with tin-indium oxide (the substrate 12 and the layer 14 of the device of FIG. 1, which can be supplied by the Pittsburg Plate Glass-Inc.) in of Figure 3. A spray solution I is first prepared for layer 16 and a spray solution II for layer 17, by making aqueous solutions comprising the ingredients indicated in the following table, with the concentrations indicated.

TABLEAU 1
Solution I
Ingrédient Concentration dans la
solution solution tM)
CdCl2.2,5 H20 0,0167
ZnC12 0,0083
Thio-urée 0,025
In (OH)3 0,00025
Acide formique 9,62
Solution II
Ingrédient Concentration dans la
solution solution (M)
Cd(OH)2 0,021
(NH4)2Te 4 0,085
Cu++ 0,00064
Acide formique 9,62
On prépare l'hydroxyde de cadmium en dissolvant 20 g de Cd (NO3)2 de qualité réactif dans 100 cm3 d'eau dis- tillée et- en titrant cette solution avec une solution de
NaOH saturée, jusqu' 1 précipitation complète de Cd(OH)2. On filtre le précipité, on le lave plusieurs fois avec de l'eau et on le sèche à 8000 pendant 16 heures.
TABLE 1
Solution I
Ingredient Concentration in
solution solution tM)
CdCl2.2.5 H20 0.0167
ZnC12 0.0083
Thio-urea 0.025
In (OH) 3 0,00025
Formic acid 9.62
Solution II
Ingredient Concentration in
solution solution (M)
Cd (OH) 2 0.021
(NH4) 2Te 4 0.085
Cu ++ 0,00064
Formic acid 9.62
Cadmium hydroxide is prepared by dissolving 20 g of Cd (NO3) 2 of reactive quality in 100 cm3 of distilled water and- by titrating this solution with a solution of
Saturated NaOH, up to 1 complete precipitation of Cd (OH) 2. The precipitate is filtered, washed several times with water and dried at 8000 for 16 hours.

On prépare la solution de départ pour le cuivre en attaquant de la grenaille de cuivre (d'une pureté de 99 %, fournie par la firme Fisher Scientific Co.), en dissolvant le produit obtenu dans un léger excès d'acide nitrique concentré, et en le diluant jusqu'à O,G5 M. The starting solution for copper is prepared by attacking copper shot (99% purity, supplied by the company Fisher Scientific Co.), by dissolving the product obtained in a slight excess of concentrated nitric acid, and diluting it to O, G5 M.

Tous les produits chimiques sont de qualité réactif et sont fournis par la firme Fisher Scientific Comparu, à l'ex- ception de In(OH)3, qui est ultra-pur et est fourni par la firme Ventron Corp., Alpha Division, Danvers, MA, E.U.A.,et de (NH4)2TeO4 qui est fourni sous forme de poudre par la firme Ventron. All chemicals are reactive grade and are supplied by Fisher Scientific Comparu, with the exception of In (OH) 3, which is ultra-pure and is supplied by Ventron Corp., Alpha Division, Danvers , MA, EUA, and (NH4) 2TeO4 which is supplied in powder form by the firm Ventron.

En dépit du fait qu'on utilise une grande quantité d'agent réducteur, le Te dans la solution Il demeure dans l'état d'oxydation +6, ce qui autorise une concentration de
Te plus élevée que ce qui serait possible si le Te était dans l'état ~2,très insoluble.
Despite the fact that a large amount of reducing agent is used, the Te in the solution It remains in the +6 oxidation state, which allows a concentration of
Te higher than would be possible if the Te was in the ~ 2 state, very insoluble.

On purge la chambre de pulvérisation à l'intérieur de l'enceinte 32 en utilisant de l'azote . On évacue trois fois le volume de la chambre avec de l'azote, puis on purge continuellement pendant cinq minutes supplémentaires. On nettoie les substrats de verre re-sr8tus d'oxyde d'étain-indium par dégraissage par vapeur en utilisant du trichlor4thylène de qualité réactif, on les place sur le bain d'étain chauffé et en fusion, 48, et on les amène à une température comprise entre 325 et 55000 (de préférence entre 370 et 4250C, la température de 40000 étant avantageuse).On pulvérise 35 cm3 de la solution I sur les substrats chauffés, avec la buse 34, le gaz de pulvérisation circulant à 2,0 cm3/mn sous une pression de 0,70 à 0,84 bar, et le liquide étant pompé à partir de la bouteille 36 par siphonnement. On arrête la pulvérisation en arr8tant la circulation du fluide à partir de la bouteille 36.Ceci conduit à la formation de la couche 16 en ZnCdS sur la couche 14, et la réaction qui se produit sur le substrat chauffé est la suivante CdC12 + ZnCl2 + ZnCdS dopé avec In +
H2NC < =S)NH2 + > produits de réaction (1)
In(OH)3 + Agent réducteur volatils
L'indium est apparemment réduit de l'état +3 en indium métallique lorsqu'il est pulvérisé sur le substrat, et cet agent de dopage métallique rend la couche plus conductrice, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer une opération de recuit après dépôt.
The spray chamber is purged inside the enclosure 32 using nitrogen. The volume of the chamber is evacuated three times with nitrogen, then purged continuously for five more minutes. The glass substrates re-sr8tus of indium tin oxide are cleaned by vapor degreasing using reagent grade trichlor4thylene, they are placed on the heated and molten tin bath, 48, and they are brought to a temperature between 325 and 55000 (preferably between 370 and 4250C, the temperature of 40,000 being advantageous). 35 cm3 of solution I is sprayed on the heated substrates, with the nozzle 34, the spray gas circulating at 2.0 cm3 / min under a pressure of 0.70 to 0.84 bar, and the liquid being pumped from the bottle 36 by siphoning. The spraying is stopped by stopping the circulation of the fluid from the bottle 36. This leads to the formation of the layer 16 in ZnCdS on the layer 14, and the reaction which occurs on the heated substrate is as follows CdC12 + ZnCl2 + ZnCdS doped with In +
H2NC <= S) NH2 +> reaction products (1)
In (OH) 3 + Volatile reducing agent
Indium is apparently reduced from the +3 state to metallic indium when it is sprayed onto the substrate, and this metallic doping agent makes the layer more conductive, without it being necessary to carry out an annealing operation after deposit.

Immédiatement à la suite de la pulvêrisation de la solution I, on pulvérise 200 cm3 de la solution Il sur les substrats 44, dans les mêmes conditions de pulvérisation et de température, et la réaction suivante se produit sur les substrats chauffés Cd (OH)2 + (NH4)2TeO4 CdTe dopé avec Cu + + Ou + > produits de réaction (2) agent réducteur volatils
Le tellure est réduit à l'état -2, ce qui permet ++ le combiner avec le cadmium. le Ou est apparemment réduit en cuivre métallique, ce qui rend la couche plus conductrice.
Immediately following the spraying of solution I, 200 cm3 of solution II are sprayed on the substrates 44, under the same spraying and temperature conditions, and the following reaction occurs on the heated substrates Cd (OH) 2 + (NH4) 2TeO4 CdTe doped with Cu + + Or +> reaction products (2) volatile reducing agent
Tellurium is reduced to the -2 state, which allows ++ to combine it with cadmium. the Ou is apparently reduced to metallic copper, which makes the layer more conductive.

Ici encore, une opération de recuit après dépôt n'est pas nécessaire. Here again, an annealing operation after deposition is not necessary.

La présence de l'agent réducteur en concentration élevée dans les deux solutions I et Il entrasse également un enlèvement des impuretés, en les convertissant en produits de réaction volatils, et on utilise l'azote, c'est-àdire un élément inerte, à la fois en tant que gaz de pulvérisation et en tant que gaz ambiant, pour éviter l'introduction parasite d'impuretés provenant de l'atmosphère. The presence of the reducing agent in high concentration in the two solutions I and II also collects a removal of the impurities, converting them into volatile reaction products, and nitrogen, that is to say an inert element, is used. both as a spray gas and as an ambient gas, to avoid the parasitic introduction of impurities from the atmosphere.

On enlève les substrats de l'élément chauffant au bout d'une durée ne dépassant pas trois minutes après la pulvérisation de la solution Il. On refroidit les substrats dans l'atmosphère purgée pendant cinq minutes, puis on les extrait de la chambre par le passage 52. The substrates are removed from the heating element after a period not exceeding three minutes after spraying solution II. The substrates are cooled in the purged atmosphere for five minutes, then extracted from the chamber through passage 52.

On applique sur la surface supérieure des substrats soumis à la pulvérisation une suspension d'Aquadag-E (25 % de graphite dans de l'eau ; fournie par la firme Acheson Colloids
Company), en utilisant un applicateur en bois, et on la fait sécher à la température ambiante. On applique la peinture à l'argent 22 sur la surface de la couche d'Aquadag-E, 18, et on fixe le fil de cuivre 24 sur la peinture 22 pour établir une connexion électrique externe. La peinture à l'argent doit etre séchée pendant plusieurs heures à la température ambiante. On connecte directement un second conducteur en cuivre 20 à l'oxyde d'étain-indium 14, en utilisant une soudure à l'indium, après avoir décapé une partie des couches 16 et 17.La concentration de cadmium dans la solution Il est supérieure à ce qui est nécessaire pour réagir avec le tellure, du fait qu'on a trouvé que le cadmium était plus volatil que le tellure pendant la pulvérisation sur le substrat chauffé.
A suspension of Aquadag-E (25% graphite in water; applied by the firm Acheson Colloids) is applied to the upper surface of the substrates subjected to the spraying.
Company), using a wooden applicator, and dried at room temperature. The silver paint 22 is applied to the surface of the Aquadag-E layer 18, and the copper wire 24 is fixed to the paint 22 to establish an external electrical connection. The silver paint should be dried for several hours at room temperature. A second copper conductor 20 is directly connected to the tin-indium oxide 14, using an indium solder, after having stripped part of the layers 16 and 17. The concentration of cadmium in the solution It is higher to what is necessary to react with tellurium, since it has been found that cadmium is more volatile than tellurium during spraying on the heated substrate.

L'acide formique est un agent réducteur particulièrement utile du fait qu'il est fortement soluble dans des solutions aqueuses, et ceci permet d'augmenter la concentration de l'agent réducteur, jusqu'aux concentrations élevées qui se- sont avérées nécessaires pour obtenir les réactions d'oxydation/réduction désirées, pratiquement complètes, sur la surface du substrat chauffé. L'acide acétique constitue une alternative très avantageuse. En général, il est préférable que l'agent réducteur soit un acide organique fortement soluble dans l'eau. Formic acid is a particularly useful reducing agent since it is highly soluble in aqueous solutions, and this makes it possible to increase the concentration of the reducing agent, up to the high concentrations which have been found necessary to obtain the desired substantially complete oxidation / reduction reactions on the surface of the heated substrate. Acetic acid is a very advantageous alternative. In general, it is preferable that the reducing agent is an organic acid highly soluble in water.

La concentration d'acide formique doit être supérieure à 1 M et elle doit également être supérieure à dix fois la quantité stoechiométrique pour que les réactions d'oxydation/réduction désirées se produisent au moment du contact avec le substrat chauffé. The concentration of formic acid must be greater than 1 M and it must also be greater than ten times the stoichiometric amount for the desired oxidation / reduction reactions to occur upon contact with the heated substrate.

Le cermet Al203-Ag de la figure 2 est fabriqué par la même procédure que pour le dispositif de la figure 1, en pulvérisant une solution III (tableau 2) sur le substrat de verre 26, en utilisant les mêmes conditions de pulvérisation et de température et les mêmes caractéristiques de la buse que dans la description précédente.  The Al203-Ag cermet of FIG. 2 is manufactured by the same procedure as for the device of FIG. 1, by spraying a solution III (table 2) on the glass substrate 26, using the same spraying and temperature conditions. and the same characteristics of the nozzle as in the previous description.

TABLEAU 2
Solution III
Ingrédients Concentration dans
la solution (M) Al (NO3) 3.9H20 0,003 AgNO3 0,0015
Acide formique 9,62
Ici encore, tous les produits chimiques sont de qualité réactif et sont fournis par la firme Fisher
Scientific Company.
TABLE 2
Solution III
Ingredients Concentration in
solution (M) Al (NO3) 3.9H20 0.003 AgNO3 0.0015
Formic acid 9.62
Here again, all the chemicals are of reactive quality and are supplied by the firm Fisher
Scientific Company.

Le tableau suivant présente des exemples d'autres solutions qu'on peut pulvériser avec l'appareil de la figure 3:
TABLEAU 3
Solution Ingrédients Concentration dans la solution (M)
IV Bi(C2H302)3 0,01
(NH4)2TeO4 0,0150
Acide formique 9,62
V Zn(N3)2 0,21
(NH4)2Te04 0,21
Acide formique 9,62
VI AgNO3 0,1
Acide formique 9,62
VIII Cr(N03)3 0,1
Acide formique 9,62
Les réactions paraissent être les suivantes 2 Bi(C2H302)3 + Bi2Te3 + produits 3 (NH4)2TeO4 + > de réaction volatils (4)
Agent réducteur Zn(N3)2 + (NH4)2Te04 4 ZnTe + produits de (5) + acide formique réaction volatils
AgNO3 + acide formique > AgO + produits de
réaction volatils (6) Cr(NO3) + acide formique o CrO + produits de
réaction volatils (7)
On peut utiliser un élément constitutif lui-meme en tant que source d'agent de dopage métallique, en utilisant un excès de cet élément dans la pulvérisation. Par exemple, on peut augmenter la partie Cd de CdTe, de la manière décrite par l'équation suivante :
Excès de Cd(OH)2 + Cd1,01Te + (NH4)2Te04 --* produits de réaction (8)
volatils
Dans la réaction ci-dessus, pour maintenir un excès de Cd dans la couche, on doit utiliser un excès beaucoup plus grand de sel de Cd dans la solution de pulvérisation.
The following table shows examples of other solutions that can be sprayed with the device in Figure 3:
TABLE 3
Solution Ingredients Concentration in solution (M)
IV Bi (C2H302) 3 0.01
(NH4) 2TeO4 0.0150
Formic acid 9.62
V Zn (N3) 2 0.21
(NH4) 2Te04 0.21
Formic acid 9.62
VI AgNO3 0.1
Formic acid 9.62
VIII Cr (N03) 3 0.1
Formic acid 9.62
The reactions appear to be as follows 2 Bi (C2H302) 3 + Bi2Te3 + products 3 (NH4) 2TeO4 +> volatile reaction (4)
Reducing agent Zn (N3) 2 + (NH4) 2Te04 4 ZnTe + products of (5) + formic acid volatile reactions
AgNO3 + formic acid> AgO + products of
volatile reaction (6) Cr (NO3) + formic acid o CrO + products
volatile reactions (7)
A constituent element itself can be used as a source of metallic doping agent, using an excess of this element in the spray. For example, we can increase the Cd part of CdTe, as described by the following equation:
Excess Cd (OH) 2 + Cd1,01Te + (NH4) 2Te04 - * reaction products (8)
volatile
In the above reaction, to maintain an excess of Cd in the layer, a much larger excess of Cd salt must be used in the spray solution.

Dans tous les exemples ci-dessus, la présence d'un agent réducteur avec une concentration élevée a également pour fonction de convertir les impuretés sous une forme volatile. In all of the above examples, the presence of a reducing agent with a high concentration also has the function of converting the impurities into a volatile form.

Autres modes de réalisation
Autres modes de réalisation entrent dans le cadre de l'invention. Par exemple, les principes exposés ci-dessus peuvent être appliqués à l'utilisation d'un agent oxydant, lorsqu'on désire qu'un élément de la couche soit dans un état d'oxydation plus élevé dans la couche que dans la matière de départ. De plus, on peut utiliser d'autres agents de dopage.
Other embodiments
Other embodiments fall within the scope of the invention. For example, the principles set out above can be applied to the use of an oxidizing agent, when it is desired that an element of the layer is in a higher oxidation state in the layer than in the material departure. In addition, other doping agents can be used.

Il n'est pas nécessaire que le solvant soit de l'eau ; le méthanol constitue une alternative intéressante. The solvent need not be water; methanol is an interesting alternative.

Enfin, les principes exposés ci-dessus s'appliquent à la fabrication d'un grand nombre d'autres couches, comme par exemple HgxCd1~xTe, ZnxCdi#xS, CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, GaAs, GaxAl1 xAs, InP, BN, alliages Ni-Co-Cr, 2n3P2 et ZnSnP2. Finally, the principles set out above apply to the manufacture of a large number of other layers, such as for example HgxCd1 ~ xTe, ZnxCdi # xS, CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, GaAs, GaxAl1 xAs, InP, BN, Ni-Co-Cr alloys, 2n3P2 and ZnSnP2.

Il va de soi que de nombreuses autres modifications peuvent être apportées au procédé et au dispositif décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.  It goes without saying that many other modifications can be made to the method and to the device described and shown, without departing from the scope of the invention.

Claims (35)

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une couche mince (16, 28) dans lequel on prépare une première solution avec des premiers éléments dissous comprenant un sel d'un premier élément constitutif de la couche, et on pulvérise cette so- lution sur un substrat chauffé (12, 14 ; 26) pour former une première couche sur ce substrat, les éléments dissous et les éléments solvants ne faisant pas partie de la couche formant des produits de réaction volatils après Rtre venus en contact avec le substrat chauffé, caractérisé en ce que la solution contient également un agent en quantité suffisante pour changer l'état d'oxydation de l'un au moins des éléments dissous, après contact avec le substrat chauffé. 1. Method for manufacturing a thin layer (16, 28) in which a first solution is prepared with first dissolved elements comprising a salt of a first component of the layer, and this solution is sprayed onto a substrate heated (12, 14; 26) to form a first layer on this substrate, the dissolved elements and the solvent elements not forming part of the layer forming volatile reaction products after coming into contact with the heated substrate, characterized in that that the solution also contains an agent in an amount sufficient to change the oxidation state of at least one of the dissolved elements, after contact with the heated substrate. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément dissous est un élément constitutif de la couche. 2. Method according to claim 1, characterized in that said dissolved element is a constituent element of the layer. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agent est un agent réducteur. 3. Method according to claim 1, characterized in that said agent is a reducing agent. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément dissous est le premier élémeat constitutif et il consiste en tellure, les éléments dissous comprend également un sel d'un second élément constitutif et ce second élément constitutif est du cadmium. 4. Method according to claim 3, characterized in that said dissolved element is the first constituent element and it consists of tellurium, the dissolved elements also comprises a salt of a second constituent element and this second constituent element is cadmium. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sel du premier élément constitutif est(lGI4)2TeO4 et le sel du second élément constitutif est Cd(0H)2.  5. Method according to claim 4, characterized in that the salt of the first constituent element is (lGI4) 2TeO4 and the salt of the second constituent element is Cd (OH) 2. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat (12, 14; 26) est maintenu à une température comprise entre 325 et 5500C.  6. Method according to claim 1, characterized in that the substrate (12, 14; 26) is maintained at a temperature between 325 and 5500C. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le substrat est maintenu à une tewpérature comprise entre 370 et 4250C.  7. Method according to claim 6, characterized in that the substrate is maintained at a temperature between 370 and 4250C. 8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche consiste en CdTe, Ag, Cr, Bi2Te3, CdZnS ou 8. Method according to claim 2, characterized in that the layer consists of CdTe, Ag, Cr, Bi2Te3, CdZnS or ZnTe.ZnTe. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de pulvérisation comprend la pulvérisation d'un gaz inerte dans une chambre (32) qui contient un gaz ambiant qui est inerte. 9. Method according to claim 1, characterized in that the spraying operation comprises spraying an inert gas into a chamber (32) which contains an ambient gas which is inert. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément dissous est un agent de dopage et cet agent de dopage change d'état d'oxydation après être venu en contact avec le substrat chauffé. 10. The method of claim 1, characterized in that said dissolved element is a doping agent and this doping agent changes oxidation state after coming into contact with the heated substrate. 11. Procédé selonla revendication 10, caractérisé en ce que l'agent de dopage est In ou Cu. 11. Method according to claim 10, characterized in that the doping agent is In or Cu. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la couche consiste en CdZnS et l'agent de dopage consiste en In. 12. Method according to claim 10, characterized in that the layer consists of CdZnS and the doping agent consists of In. 13. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un autre élément dissous est un agent de dopage cet agent de dopage change d'état d'oxydation après être venu en contact avec le substrat chauffé, et cet agent de dopage est du Cu. 13. Method according to claim 4, characterized in that another dissolved element is a doping agent this doping agent changes its oxidation state after coming into contact with the heated substrate, and this doping agent is Cu. 14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément dissous est une impureté qui se convertit sous une forme volatile avec le changement d'état d'oxydation. 14. Method according to claim 1, characterized in that said dissolved element is an impurity which is converted into a volatile form with the change of oxidation state. 15. Procédé selon la revendication t, caractérisé en ce que la couche comporte un second élément constitutif, le premier élément constitutif est en quantité supérieure à ce qui est nécessaire pour réagir avec le second élément constitutif, et l'excès du premier élément constitutif produit une modification de la conductivité de la couche. 15. Method according to claim t, characterized in that the layer comprises a second component, the first component is in an amount greater than what is necessary to react with the second component, and the excess of the first component produced a change in the conductivity of the layer. 16. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltalque, caractérisé en ce qu'on forme une couche par pulvérisation sur un substrat, conformément au procédé de la revendication 4, et on fixe des connexions électriques externes à cette couche. 16. A method of manufacturing a photovoltaic device, characterized in that a spray layer is formed on a substrate, in accordance with the method of claim 4, and external electrical connections are fixed to this layer. 17. Procédé selon la revendication 16,caractérisé en ce que le substrat consiste en verre (12) revêtu d'oxyde d'étain-indium (14). 17. The method of claim 16, characterized in that the substrate consists of glass (12) coated with tin-indium oxide (14). 18. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après avoir pulvérisé la première solution sur le substrat, on pulvérise une seconde solution contenant des éléments dissous qui comprennent un troisième sel différent ds sel d'un premier élément constitutif, et un agent en quarx  18. The method of claim 1, characterized in that, after spraying the first solution on the substrate, spraying a second solution containing dissolved elements which comprise a third salt different from the salt of a first constituent element, and an agent in quarx si,ffis##te pour modifier l'un au moins des seconds éléments dissous,après contact avec la première couche (16) se trouvant sur le substrat chauffé, afin de donner une structure multicouche qui comporte une seconde couche (17) de composition différente de celle de la première couche (16). if, ffis ## te to modify at least one of the second dissolved elements, after contact with the first layer (16) being on the heated substrate, in order to give a multilayer structure which comprises a second layer (17) of composition different from that of the first layer (16). 19. Procédé selon la revendiOation 1#, caractérisd en ce que la première couche (16) consiste en ZnCdS. 19. Method according to claim 1 #, characterized in that the first layer (16) consists of ZnCdS. 20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la seconde couche (17) consiste en CdTe. 20. Method according to claim 19, characterized in that the second layer (17) consists of CdTe. 21 Procédé selon la revendication 2O, caractérisé en ce que le troisième sel consiste en (NH4)TeO4.  21 Method according to claim 2O, characterized in that the third salt consists of (NH4) TeO4. 22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que la première solution comprend un premier agent de dopage qui change d'état d'oxydation après Etre venu en contact avec le substrat chauffé. 22. Method according to claim 21, characterized in that the first solution comprises a first doping agent which changes the oxidation state after having come into contact with the heated substrate. 23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la seconde solution comprend un second agent de dopage qui change d'état d'oxydation après être venu en contact avec la première couche (16) sia le substrat chauffé. 23. The method of claim 22, characterized in that the second solution comprises a second doping agent which changes the oxidation state after coming into contact with the first layer (16) sia the heated substrate. 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le premier agent de dopage ccnsiste en In et le second agent de dopage consiste en Ou.  24. The method according to claim 23, characterized in that the first doping agent consists of In and the second doping agent consists of Or. 25. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'on prépare une structure multicouche (16, 17) conformément au procédé de l'une quelconque des revendications 18, 20 ou 24, et on fixe une premiere connexion électrique externe sur la première couche et une seconde connexion électrique externe sur la seconde ceu- che. 25. A method of manufacturing a photovoltaic device, characterized in that a multilayer structure (16, 17) is prepared according to the method of any one of claims 18, 20 or 24, and a first external electrical connection is fixed on the first layer and a second external electrical connection on the second layer. 26. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'on prépare une structure multicouche (16, 17) conformément au procédé de l'une quelconque des revendications 18, 20 ou 24, le substrat comportant une couche d'oxyde d'étain-indium (14) sui la surface de laquelle on pulvérise la première solution ; on applique sur la seconde couche une couche (18) de suspension de graphite dans de l'eau ; on laisse sécher la suspension ; on fixe une première connexion électrique sur la première couche ; et on fixe une seconde connexion électrique (24) sur la couche séchée de suspension de graphite. 26. A method of manufacturing a photovoltaic device, characterized in that a multilayer structure (16, 17) is prepared according to the method of any one of claims 18, 20 or 24, the substrate comprising an oxide layer tin-indium (14) on the surface of which the first solution is sprayed; a layer (18) of graphite suspension in water is applied to the second layer; the suspension is allowed to dry; a first electrical connection is fixed on the first layer; and a second electrical connection (24) is fixed to the dried layer of graphite suspension. 27. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche (28) consiste en Ail203 et ledit élément dissous consiste en Ag. 27. The method of claim 3, characterized in that the layer (28) consists of Ail203 and said dissolved element consists of Ag. 28. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche consiste en Hg x Cd l-x Te, CdS, CdSe, 28. Method according to claim 1, characterized in that the layer consists of Hg x Cd l-x Te, CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, GaAs, GaxAli#xAs, InP, BN, alliages Ni-Co-Cr,ZnS, ZnSe, GaAs, GaxAli # xAs, InP, BN, Ni-Co-Cr alloys, Zn3P2, ZnSnP2 ou ZnxCdi#xS. Zn3P2, ZnSnP2 or ZnxCdi # xS. 29. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agent est un acide organique ayant une solubilité supérieure à 1 M dans le solvant, tel que l'acide formique ou l'acide acétique. 29. Method according to claim 1, characterized in that said agent is an organic acid having a solubility greater than 1 M in the solvent, such as formic acid or acetic acid. 30. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la concentration de l'agent réducteur est supérieure à 1 M et supérieure à 10 fois la quantité stoechiométrique nécessaire pour réagir avec ledit élément dissous et avantageusement supérieure s #oeE-#':fots*- métrique. 30. The method of claim 3, characterized in that the concentration of the reducing agent is greater than 1 M and greater than 10 times the stoichiometric quantity necessary to react with said dissolved element and advantageously greater s #oeE - # ': fots * - metric. 31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que ledit élément dissous est un élément constitutif de la couche. 31. Method according to claim 30, characterized in that said dissolved element is a constituent element of the layer. 32. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que ledit élément dissous est le premier élément constitutif et consiste en tellure, les éléments dissous comprennent un composé inorganique soluble d'un second élément constitutif, et ce second élément constitutif est du cadmium. 32. Method according to claim 30, characterized in that said dissolved element is the first constituent element and consists of tellurium, the dissolved elements comprise a soluble inorganic compound of a second constituent element, and this second constituent element is cadmium. 33. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que le sel du premier élément constitutif est (NH4)2 33. Method according to claim 30, characterized in that the salt of the first constituent element is (NH4) 2 TeO4 et le composé inorganique soluble du second élément constitutif est Cd(OH)2.TeO4 and the soluble inorganic compound of the second building block is Cd (OH) 2. 34. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'un autre élément dissous est un agent de dopage qui change d'état d'oxydation après être venu en contact avec le substrat chauffé. 34. Method according to claim 30, characterized in that another dissolved element is a doping agent which changes the oxidation state after coming into contact with the heated substrate. 35. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que ledit élément dissous est une impureté qui se convertit sous une forme volatile sous l'effet du changement d'état d'oxydation.  35. The method of claim 30, characterized in that said dissolved element is an impurity which is converted into a volatile form under the effect of the change of oxidation state.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0905278A1 (en) * 1997-09-30 1999-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Method of manufacturing a ceramic coating
WO2006064059A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Glaverbel Substrate with antimicrobial properties

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101098834B (en) * 2004-12-16 2011-08-24 旭硝子欧洲玻璃公司 Substrate with antimicrobial properties

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3148084A (en) * 1961-08-30 1964-09-08 Ncr Co Process for making conductive film
US3598657A (en) * 1968-04-30 1971-08-10 American Cyanamid Co Method of platinization of a fuel cell electrode

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3148084A (en) * 1961-08-30 1964-09-08 Ncr Co Process for making conductive film
US3598657A (en) * 1968-04-30 1971-08-10 American Cyanamid Co Method of platinization of a fuel cell electrode

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0905278A1 (en) * 1997-09-30 1999-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Method of manufacturing a ceramic coating
WO2006064059A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Glaverbel Substrate with antimicrobial properties

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