FR2507822A1 - Procede de fabrication de cellules solaires et cellules solaires correspondantes - Google Patents

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Abstract

ON FABRIQUE DES CELLULES SOLAIRES EN REVETANT UNE TRANCHE DE SEMI-CONDUCTEUR 11 AVEC UNE MATIERE DE DOPAGE 12 ET EN CHAUFFANT LA SURFACE DE LA TRANCHE AU MOYEN DE MICRO-ONDES UNIPOLAIRES. LE CHAUFFAGE RESULTANT FAIT PENETRER LES ATOMES DE LA MATIERE DE DOPAGE A L'INTERIEUR DE LA TRANCHE, CE QUI FORME UNE JONCTION 11D A UNE PROFONDEUR QU'ON PEUT CHOISIR. CE PROCEDE PERMET DE FABRIQUER DES CELLULES SOLAIRES A PARTIR DE SILICIUM POLYCRISTALLIN, DU FAIT QU'AVEC CETTE TECHNIQUE DE CHAUFFAGE, LES FRONTIERES ENTRE GRAINS SONT BEAUCOUP MOINS CHAUFFEES, ET DONC DOPEES, QUE LES GRAINS INDIVIDUELS.

Description

Procédé de fabrication de cellules solaires et cellules solaires correspondantes.
La présente invention concerne les cellules solaires et un procédé de fabrication de cellules solaires utilisant des champs micro-ondes unipolaires.
L'utilisation de l'énergie solaire en tant que source d'énergie de remplacement a été limitée par le fait qu'on ne disposait pas de mécanismes de conversion d'énergie ayant un bon rendement. Les cellules photovoltaïques offrent un moyen pour convertir directement l'énergie solaire en électricité. Pour que de telles cellules solaires soient avantageuses au point de vue économique, le "temps de récupération d'énergie" doit être faible. Ceci signifie que l'énergie solaire convertie cumulée produite par chaque cellule doit dépasser, en un temps relativement court, la quantité d'énergie qui a été consommée pour fabriquer la cellule. Un but de l'invention est de réaliser une cellule solaire présentant un temps de récupération d'énergie relativement court.
Dans le passé, on a réalisé des cellules solaires photovoltaïques en employant les techniques de diffusion classiques pour former des jonctions de faible profondeur et d'aire étendue dans un substrat semiconducteur monocristallin. De façon caractéristique, on place des tranches de silicium monocristallin, de qualité "semiconducteur", et d'environ 10 cm de diamètre dans un four à chauffage par infrarouge ou par résistance porté à haute température (environ 9800C), et on soumet ces tranches à l'action d'une atmosphère appropriée contenant du phosphore, du bore ou d'autres atomes de matières de dopage. Selon une variante, on pulvérise la matière de dopage sur la tranche, ou on en revêt la tranche par rotation, après quoi on place la tranche revêtue dans un four du même type pour faire diffuser et pénétrer les atomes de dopage à l'intérieur du substrat.
Dans un cas comme dans l'autre, on utilise de très grandes quantités d'énergie pour fabriquer la cellule.
Les tranches demeurent de façon caractéristique pendant une demi-heure à une heure dans le four de diffusion, pour chaque opération de diffusion. Cependant, le four doit demeurer en fonctionnement pendant un temps beaucoup plus long, soit de façon caractéristique de nombreuses heures, afin d'assurer la stabilité de la température. De plus, le chauffage de la tranche peut être répété plusieurs fois pendant la fabrication d'une seule cellule solaire. Ainsi, on peut utiliser des opérations de diffusion séparées pour former la jonction à faible profondeur à la surface avant de la tranche de semiconducteur , et pour former la diffusion de champ arrière, d'un type de conductivité différent, sur le côté opposé de la tranche. On utilise encore une troisième opération faisant intervenir un four à haute température pour agglomérer les conducteurs métalliques nécessaires avec la tranche.On doit faire fonctionner pendant longtemps chaque cellule solaire résultante avant que l'énergie solaire cumulée qui est récupérée dépasse la quantité d'énergie très élevée qui a été utilisée (essentiellement au cours des opérations de diffusion et de recuit dans un four) pour fabriquer la cellule solaire.
En plus de la valeur élevée du temps de récupération d'énergie, les cellules solaires de l'art antérieur présentent d'autres inconvénients inhérents. Par exemple, il peut être impossible d'atteindre le rendement théorique des cellules à cause des effets nuisibles qui résultent du chauffage de l'ensemble du substrat de silicium dans le four. Les contraintes thermiques dans le silicium peuvent produire des pièges profonds entraînant des fuites plus élevées et une durée de vie plus courte des porteurs dans le volume du silicium. Ceci peut conduire à un rendement photovoltaïque réduit, avec une réduction corrélative du rendement de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique.
Un autre inconvénient de cette technique de l'art antérieur consiste en ce qu'il est difficile en pratique de compenser les variations d'une tranche à une autre. Un certain nombre de tranches sont généralement placées simultanément dans le four. Bien qu'elles soient soumises à la même température et à la même atmosphère, il apparaît souvent des différences dans la profondeur et l'uniformité de la diffusion et/ou dans la concentration de la matière de dopage. Une correction individuelle n'est pas réalisable en pratique. De ce fait, les dispositifs qui ne satisfont pas aux spécifications doivent être éliminés, ce qui entraîne une diminution du rendement de fabrication global.
Un autre inconvénient de l'art antérieur consiste en ce que les cellules solaires doivent être fabriquées en matière monocristalline. Si on utilise un semiconducteur polycristallin, la diffusion des impuretés de dopage dans les frontières entre grains convertit ces frontières en conducteurs qui court-circuitent les jonctions des dispositifs. On obtient ainsi des dispositifs qui ne fonctionnent pas.
On peut décrire ceci différemment en considérant que la matière semiconductrice polycristalline contient de nombreux grains de silicium monocristallin noyés dans une matrice ou séparés par des frontières entre grains, en silicium qui n'est pas monocristallin.
Lorsqu'une telle tranche est placée dans un four de diffusion en phase vapeur, les atomes de matière de dopage diffusent dans chaque grain jusqu'à une faible profondeur, ce qui forme la jonction nécessaire. Cependant, les atomes d'impureté diffusent beaucoup plus profondément, et avec un niveau de concentration supérieur, dans les frontières entre grains. Les frontières deviennent ainsi conductrices et court-circuitent les jonctions des grains individuels, ou font fonction de chemin de conduction vers la masse. Lorsqu'un tel dispositif est utilisé en tant que cellule solaire, le courant photovoltaïque est ainsi court-circuité à la masse et n'est pas disponible en tant que courant de sortie utile de la cellule.
Un autre but de l'invention est de réaliser une cellule solaire photovoltaïque ayant un rendement élevé qui puisse être fabriquée à partir d'une matière semiconductrice polycristalline. Du fait qu'une telle matière polycristalline est généralement moins coûteuse qu'un monocristal de même taille, il en résulte une diminution de coût. En outre, il est possible de réaliser des tranches de silicium polycristallin d'aire notablement supérieure à celle qu'on peut obtenir avec de la matière monocristalline.
Un autre but de l'invention est d'offrir une technique perfectionnée de recuit de métal qui est particulièrement utile pour former des conducteurs sur une cellule solaire. A l'heure actuelle, les conducteurs métalliques sont réalisés par évaporation ou par dépôt chimique sur la face d'une cellule solaire, après formation de la jonction. On place la cellule dans un four classique à infrarouge ou à résistance pour agglomérer le métal avec le silicium. Ceci augmente la consommation d'énergie pendant la fabrication du dispositif et peut entraîner une dégradation supplémentaire de la durée de vie des porteurs en volume. En outre, un four séparé peut être nécessaire dans ce but, ce qui augmente les investissements en matériel et la surface au sol qui est nécessaire pour les installations de fabrication.Un but de l'invention est de supprimer ces exigences en utilisant de l'énergie micro-onde unipolaire pour accomplir les opérations de recuit ou d'agglomération des conducteurs métalliques.
Ceci est avantageusement accompli simultanément à la pénétration des atomes de matière de dopage formant les jonctions.
L'invention a également pour but d'offrir une technique pour le recuit de structures soumises à implantation ionique, en utilisant des micro-ondes.
Ces buts de l'invention, ainsi que d'autres, sont atteints grâce à des techniques de fabrication de cellules solaires qui utilisent des champs micro-ondes unipolaires pour la pénétration des atomes de matière de dopage,l'agglomeraton des conducteurs métalliques et pour d'autres buts. Il en résulte une faible consommation d'énergie et des exigences minimales en ce qui concerne la surface au sol et le matériel. Les cellules solaires produites conformément à l'invention ont un temps de récupération d'énergie qui est très court. Le coût des cellu les peut être réduit, en particulier du fait de la possibilité de fabriquer à partir d'une matière semiconductrice polycristalline des cellules solaires ayant un bon rendement.
Dans un mode de réalisation caractéristique, on fabrique une cellule solaire en pulvérisant initialement une couche d'une matière de dopage sur une tranche de silicium monocristallin ou polycristallin. On dépose ensuite sur la matière de dopage un réseau de conducteurs métalliques, en utilisant des techniques d'évaporation ou de dépôt chimique. Facultativement, on peut pulvériser une matière de dopage différente sur le côté arrière de la tranch#e, pour la formation d'un champ de surface arrière.
On expose ensuite la tranche à de l'énergie microonde unipolaire, #avantageusement orientée de façon que la composante de champ magnétique soit parallèle à la surface de la tranche et que la composante de champ électrique soit perpendiculaire à cette surface. Les micro-ondes unipolaires chauffent la surface de la tranche jusqu'à une profondeur faible qu'on peut définir. Les atomes de matière de dopage pénètrent ainsi dans le substrat semiconducteur pour former une jonction peu profonde d'aire étendue, dont on peut définir la profondeur. Simultanément, le chauffage par micro-ondes de type unipolaire provoque l'agglomération des conducteurs métalliques avec le semiconducteur, ce qui assure la formation de contacts ohmiques.La différence de constante diélectrique entre le métal et le semiconducteur fait en sorte que les conducteurs métalliques s'agglomèrent effectivement avec la couche adjacente à la surface du substrat, et ne courtcircuitent ni ne perturbent la jonction peu profonde qui est formée simultanément. La surface arrière de la tranche peut être exposée simultanément à une seconde source micro-onde unipolaire qui fait pénétrer les atomes de matière de dopage pour former le champ de surface arrière.
Dans un mode de réalisation caractéristique, le volume principal du semiconducteur peut être du silicium de type N et on utilise du phosphore comme matière de dopage de type N+ pour former la jonction peu profonde, et du bore pour former une région de champ arrière de type P+ sur le côté arrière du dispositif.
De telles cellules solaires peuvent avantageusement être fabriquées en semiconducteur polycristallin.
Du fait de la différence importante de constante dlélec- trique entre les grains monocristallins et les frontières entre grains, le champ micro-onde unipolaire ne produit que peu ou pas de chauffage des frontières entre grains.
Ainsi, alors que les grains monocristallins sont chauffés suffisamment pour assurer la pénétration de la matière de dopage et la formation des jonctions, il n'y a que très peu de pénétration de la matière de dopage et de conversion de conductivité dans isfrontiè entre grains.
Il en résulte que, contrairement à l'art antérieur, les frontières entre grains ne deviennent pas conductrices et n'établissent pas des court-circuits ou des circuits d'absorption de courant pour les jonctions peu profondes qui sont formées dans les grains individuels. Ceci permet d'utiliser le dispositif en tant que cellule solaire, lorsqu'il est muni d'un réseau approprié de conducteurs ohmiques. Comme on l'a indiqué précédemment, le chauffage micro-onde unipolaire assure également l'agglomération de ces conducteurs.
On peut également utiliser un champ micro-onde unipolaire pour effectuer un recuit, dans des conditions définies, de structures soumises à une implantation ionique. Ainsi, les ions implantés dans des positions interstitielles dans une région adjacente à la surface d'un bloc de semiconducteur peuvent être convertis de façon à occuper des positions de substitution à l'intérieur du réseau du semiconducteur, par une exposition et un chauffage définis de la surface du semiconducteur, au moyen de micro-ondes unipolaires.
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 représente schématiquement le procédé de l'invention destiné à la fabrication de cellules solaires ou de dispositifs semiconducteurs analogues, en utilisant des micro-ondes unipolaires , et
La figure 2 est une représentation partielle agrandie d'une cellule solaire fabriquée conformément à l'invention en une matière polycristalline.
On doit considérer que les caractéristiques de fonctionnement attribuées aux formes de l'invention qui sont décrites en premier s'appliquent également aux formes décrites ultérieurement, sauf si ces caractéristiques sont inapplicables de façon évidente, ou sauf lorsqu'une exception est spécialement indiquée.
On va maintenant considérer la figure 1 qui montre la fabrication d'une cellule solaire 10 à partir de silicium monocristallin. La tranche ou le substrat 11 peut par exemple consister en silicium brut de sciage, ayant une résistivité comprise entre 0,5 et lOL.cm.
L'orientation du cristal n'est pas critique et peut être par exemple 110 ou 111.
On revêt initialement la face avant lla de la tranche avec une matière de dopage classique 12, déposée par pulvérisation, Par exemple, si la tranche 11 consiste en silicium de type N, on peut pulvériser sur la face lîa de la tranche un revêtement constitué par du phosphore ou de la silice au phosphore dans de l'eau.
Le revêtement 12 peut être très mince, soit de façon caractéristique environ 2 jum. Dans un système automatisé, on peut accomplir ceci en utilisant une buse qui accomplit un mouvement alternatif dans la direction transversale de la face lIa de la tranche pendant que la tranche 11 est transportée sur un convoyeur de façon à passer devant la buse.
Une opération facultative 1A, qu'on peut accomplir simultanément à la pulvérisation de la matière de dopage 12, ou à la suite, consiste à pulvériser une couche de dopage différente 13 sur la face arrière llb de la tranche 11. On peut par exemple pulvériser sur la face llb de la silice au bore ou une autre matière de dopage du type borate de métal, en solution dans un alcool ou un autre solvant volatil, pour produire finalement un champ de surface arrière P+.
Bien que ceci ne soit pas représenté sur la figure 1, la tranche 11 portant les revêtements 12 et 13 peut être placée dans un four à infrarouge ou d'un autre type, dans le but de faire évaporer l'eau ou les solvants volatils contenus dans ces revêtements. La température relativement peu élevée qui est nécessaire pour faire évaporer ces solvants est considérablement inférieure à celle à laquelle des effets défavorables sur la durée de vie des porteurs en volume se manifesteraient dans le substrat de silicium 11.
A titre d'opération facultative suivante, 1B, on peut placer un réseau de conducteurs métalliques 15 au sommet de la surface revêtue lla de la tranche, en utilisant des techniques classiques d'évaporation ou de dépôt chimique. Le réseau de conducteurs peut de façon caractéristique couvrir environ 8 à 10% de l'aire de la face supérieure lia. Ceci représente un compromis entre les objectifs consistant à maximiser l'aire de jonction qui est exposée à la lumière (ce qui nécessite une aire de conducteurs minimale), et à maximiser simultanément la capacité de recueil de courant du réseau 15 (qui est renforcée par une augmentation de l'aire des conducteurs).
Les conducteurs métalliques peuvent avoir de façon caractéristique une largeur de 2,5 mm et une épaisseur de 2 pm.
ta tranche 11 est ensuite soumise à un champ micro-onde unipolaire (représenté par les flèches 16 sur la figure 1) qui provient d'une source micro-onde 17. On a constaté qu'on obtenait des résultats préférés lorsque la composante de champ magnétique Hs est orientée parallèlement à la face lia de la tranche et lorsque la composante de champ électrique Es est perpendiculaire à la face pila.
Ce champ micro-onde unipolaire 16 a pour effet de produire un échauffement localisé de la surface lia de la tranche, ce qui favorise la pénétration des atomes de matière de dopage depuis le revêtement 12 jusqu'à une profondeur définie à l'intérieur du substrat 11, et il produit simultanément une agglomération des conducteurs métalliques 15 avec la tranche de semiconducteur. La pénétration de la matière de dopage convertit une région adjacente à la surface, llc, de la tranche 11 en une région de conductivité de type N+ et produit une jonction peu profonde lld, d'aire étendue, à une profondeur définie.
L'opération de chauffage par micro-ondes 2 est avantageusement accomplie en employant un magnétron ou une autre source micro-onde 17, placé de façon à produire le champ micro-onde unipolaire nécessaire. Le champ généré peut par exemple avoir un mode TEM 001 ou TEM 100.
Contrairement aux fours micro-ondes classique destiné à la cuisson des aliments, on n'utilise pas de mélangeur de modes. Le but est d'obtenir un champ micro-onde unipolaire qui ne chauffe effectivement que la face îîa de la tranche 11 qui est traitée.
La source micro-onde peut avantageusement, mais non obligatoirement, fonctionner en régime d'impulsions, afin de réduire la puissance moyenne et de favoriser le chauffage défini de la surface du semiconducteur. A titre d'exemple uniquement, la source micro-onde peut avoir une fréquence caractéristique de 2450 MHz et un rapport cyclique de 50%, avec une durée de 5 ns à l'état de marche et une durée de 5 ns à ltétat d'arrêt. Les valeurs particulières de la fréquence, du rapport cyclique et des durées marche/arrêt peuvent être déterminées de façon empirique pour obtenir des valeurs particulières de concentration de matière de dopage et de profondeur de jonction.
La constante diélectrique de la couche de dopage 12 est de façon générale considérablement inférieure à celle du substrat semiconducteur 11. Il en résulte que le revêtement 12 est pratiquement "transparent" aux microondes. Il en résulte que les micro-ondes ne chauffent essentiellement que la surface lla de la tranche 11.
En outre, la constante diélectrique effective du silicium lui-même change sous l'effet du chauffage. Ainsi, lorsque l'impulsion micro-onde initiale atteint la tranche 11, le chauffage ne porte que sur une couche très mince à la surface supérieure. La constante diélectrique de cette couche change. Ainsi, lorsque l'impulsion microonde suivante atteint la tranche 11, elle chauffe essentiellement la couche semiconductrice suivante, qui se trouve immédiatement au-dessous de la couche supérieure.
Pendant les impulsions micro-ondes consécutives, des couches de plus en plus profondes du silicium sont chauffées. La commande du rapport cyclique, des durées marche/ arrêt, de la fréquence et de la puissance de crête de la source micro-onde permet ainsi de réaliser un chauffage incrémentiel défini de la tranche 11, par pas très fins, portant sur des régions de plus en plus profondes.
Ce chauffage de plus en plus profond de la tranche 11 aboutit à une commande très fine de la profondeur de pénétration et de la concentration des atomes de matière de dopage, depuis le revêtement 12. On obtient ainsi une jonction peu profonde, d'aire étendue dont la profondeur et la concentration de matière de dopage sont uniformes et peuvent être définies. En outre, les gradients thermiques dans la tranche 11 sont réduits au minimum et il n'y a que peu ou pas de chauffage du volume du silicium.
Ainsi, l'effet défavorable de réduction de la durée de vie des porteurs en volume qui se manifeste dans le chauffage dans les fours de diffusion de l'art antérieur est éliminé. En outre, il n'y a que peu ou pas de détérioration de la surface de la tranche 11, contrairement aux techniques de diffusion en phase vapeur de l'art antérieur, dans lesquelles la détérioration de la surface par les molécules de gaz réduit souvent le rendement photovoltaque. Ainsi, en utilisant la technique de l'invention consistant en un chauffage de la surface par un champ micro-onde unipolaire pour former les jonctions, on réalise des cellules solaires ayant un rendement plus élevé.
La technique qu'on vient de décrire, consistant (1) à pulvériser un revêtement de matière de dopage, et (2) à effectuer un chauffage par un champ micro-onde unipolaire pour faire pénétrer les atomes de matière de-dopage dans une couche adjacente à la surface du substrat semiconducteur, peut être utilisée par elle#ême pour former une jonction peu profonde, ou en association avec l'opération facultative 1B (figure 1), pour recuire ou agglomérer simultanément des conducteurs ohmiques avec la jonction qui est ainsi formée. Cette dernière technique tire parti du fait que les atomes de matière de dopage provenant du revêtement 12 pénètrent plus rapidement dans le silicium que le fait un métal.Ainsi, le champ micro-onde unipolaire incident fait que les atomes de dopage forment la jonction llb, comme décrit ci-dessus, et il provoque simultanément une très légère pénétration dans le silicium du métal qui provient des con#ducteurs 15. L'agglomération résultante se produit très près de la surface lla du silicium, à une profondeur notablement inférieure à celle de la jonction lld qui est formée simultanément. Un bon contact électrique est établi entre les conducteurs 15 et la région dopée lic, sans mise en court-circuit de la jonction lld.
On peut utiliser une seconde source micro-onde unipolaire semblable, 18, pour chauffer la surface inférieure llb de la tranche 11, afin de faire pénétrer dans la face arrière de la tranche 11 les atomes de matière de dopage qui proviennent du revêtement 13. Ceci forme le champ de surface arrière île qui a de façon caractéristique une conductivité de type P+. On obtient ainsi une cellule solaire fabriquée par un procédé simple, représenté sur la figure 1, qui nécessite peu d'énergie, peut être totalement automatisé et nécessite considérablement moins d'espace pour la fabrication qutune installation utilisant les techniques de fabrication de l'art antérieur.
On peut avantageusement utiliser le même procédé pour fabriquer des cellules solaires en matière semiconductrice polycristalline, comme le montre la figure 2. Le dispositif 20 représenté sur cette figure consiste en une tranche 21 de silicium polycristallin dans laquelle des grains individuels 22 (qui ne sont pas représentés à l'échelle) sont séparés par des frontières entre grains 23. Les frontières entre grains 23, qu'on peut considérer comme des imperfections dans la structure cristalline d'ensemble, ont une constante diélectrique notablement inférieure à celle des grains de silicium monocristallin 22. De ce fait, en présence d'un champ micro-onde unipolaire, la profondeur de pénétration des micro-ondes et donc la profondeur de chauffage sont moindres dans les frontières 23 que dans les grains 22.
Lorsqu'on met en oeuvre le procédé de fabrication de cellule solaire de la figure 1 en utilisant une tranche polycristalline 20, les atomes de matière de dopage pénètrent dans les grains 22 pour former une jonction peu profonde nécessaire, 21d, dans les grains individuels. Bien que les atomes de matière de dopage pénètrent également légèrement dans les frontières entre grains 23, le dopage résultant est insuffisant, aussi bien en profondeur qu'en concentration, pour convertir ces frontières en conducteurs. Ceci supprime le problème de l'art antérieur qui consiste en ce que si une tranche polycristalline était traitée dans un four de diffusion en phase vapeur, les frontières entre grains seraient dopées si fortement qu'elles deviendraient conductrices et court-circuiteraient les jonctions formées dans les grains 22.Ainsi, alors que le procédé de l'art antérieur était inutilisable pour produire à partir d'une matière polycristalline des cellules solaires qui fonctionnent et qui aient un bon rendement, l'invention permet effectivement de fabriquer de telles cellules. Les cellules solaires polycristallines résultantes peuvent avoir un coût inférieur ou une taille#supérieure à celles fabriquées à partir de semiconducteurs monocristallins.
Une autre application des effets de chauffage de surface défini qu'on obtient en utilisant des microondes unipolaires consiste dans le recuit des structures soumises à une implantation ionique. Dans la fabrication de certains dispositifs à semiconducteur, on implante des ions dans des régions adjacentes à la surface d'un semiconducteur. Lorsqu'on utilise le matériel classique de bombardement ionique, ces ions sont normalement implantés dans des positions interstitielles. Un recuit est nécessaire pour faire passer ces atomes de positions interstitielles à des positions de substitution, afin de les rendre électriquement actifs.
Dans le passé, on effectuait ceci soit par chauffage dans un four classique à infrarouge ou à résistance, soit par balayage avec un laser. Les deux procédés nécessitent des puissances très élevées. On a cependant trouvé qu'il était possible de réaliser très effica cement un tel recuit par chauffage superficiel défini de la surface du semiconducteur soumise à un bombardement ionique, en utilisant des micro-ondes unipolaires ayant l'orientation décrite ci-dessus, avec la composante de champ magnétique parallèle à la surface du semiconducteur et la composante de champ électrique perpendiculaire à cette surface. En commandant de façon appropriée les paramètres constitués par la puissance, le rapport cyclique, la fréquence et les durées de marche/arrêt, on peut accomplir un recuit de façon définie avec une consommation d'énergie relativement faible et sans effets nuisibles sur la durée de vie des porteurs en volume, pour le semiconducteur.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées-au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de cellules solaires ou de dispositifs à jonctions de type similaire, caractérisé en ce que: on place une matière de dopage contre la surface d'un substrat semiconducteur en silicium polycristallin (21); et on expose la matière de dopage et de substrat à un champ micro-onde unipolaire de façon à faire pénétrer les atomes de la matière de dopage dans le substrat, jusqu'à une profondeur choisie, tout en commandant un ou plusieurs des paramètres du champ microonde constitués par la fréquence, la puissance, le rapport cyclique et les durées de marche/arrêt, afin d'obtenir la profondeur choisie ; et en ce qu'on choisit ces paramètres de façon que les atomes de matière de dopage pénètrent dans des grains (22) du substrat jusqu'à une profondeur suffisante pour y former une jonction peu profonde (21d), la pénétration simultanée des atomes de matière de dopage dans les frontières entre grains (23) du substrat étant insuffisante pour convertir ces frontières en courts-circuits conducteurs pour la jonction peu profonde et le niveau de dopage des frontières entre grains étant inférieur à celui des grains.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on pulvérise la matière de dopage sur la surface du substrat semiconducteur.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on place une seconde matière de dopage contre la surface arrière du substrat semiconducteur (21), et on expose également cette seconde matière de dopage à un champ micro-onde unipolaire, afin de faire pénétrer les atomes de la seconde matière de dopage dans le substrat, à partir de la surface arrière, jusqu'à une seconde profondeur choisie.
4. Procédé de fabrication de cellules solaires ou de dispositifs à jonctions de type semblable, caractérisé en ce que : on place une matière de dopage (12) contre la surface (lla) d'un substrat semiconducteur (11); on expose la matière de dopage et le substrat à un champ micro-onde unipolaire, afin de faire pénétrer les atomes de la matière de dopage dans le substrat, jusqu'à une profondeur choisie; et on dispose un ou plusieurs conducteurs métalliques (15) sur le substrat, au-dessus de la matière de dopage, l'opération d'exposition s'effectuant en exposant également, simultanément ou successivement, les conducteurs métalliques au champ micro-onde unipolaire, afin d'agglomérer ces conducteurs métallique avec le-subs- trat pour former une connexion électrique avec la partie du substrat dans laquelle pénètrent les atomes de la matière de dopage.
5. Procédé de fabrication d'une cellule solaire, caractérisé en ce que : on pulvérise un revêtement de matière de dopage (12) sur une surface (pila) d'un substrat semiconducteur (11); on dépose au moins un conducteur métallique (15) sur le revêtement de matière de dopage ; et on expose le revêtement de matière de dopage (12), le conducteur (15) et ladite surface (lia) du semiconducteur à un champ micro-onde unipolaire, ce champ faisant pénétrer les atomes de matière de dopage du revêtement dans le substrat, afin de former une jonction peu profonde (lîd),et agglomérant simultanément le conducteur métallique au substrat, ce qui établit une connexion électrique avec cette jonction.
6. Cellule solaire, caractérisée en ce qu'elle comprend : un substrat en silicium polycristallin (21) une jonction peu profonde (21d) formée dans un pourcentage appréciable des grains individuels (22) en silicium monocristallin de ce substrat, les frontières entre grains (23) dans le substrat étant dopées à un niveau qui est inférieur à celui du niveau de dopage des grains monocristallins et insuffisant pour court-circuiter lesdites jonctions. et des conducteurs électriques placés sur une partie de la surface du substrat, ces conducteurs étant agglomérés avec une partie adjacente à la surface du substrat et établissant un contact électrique avec les jonctions (21d), ces jonctions peu profondes étant formées en revêtant le substrat avec une matière de dopage et en faisant pénétrer les atomes de cette matière de dopage à l'in antérieur du substrat, au moyen d'un champ micro-onde unipolaire, la constante diélectrique des frontières entre grains (23) étant suffisamment différente de celle des grains de silicium (22) pour que le champ produise une pénétration suffisante des atomes dans les grains, de façon à former une jonction peu profonde dans ceux-ci, tandis que le champ chauffe insuffisamment les frontières entre grains pour que ce-lles-ci soient dopées notablement par les atomes de la matière de dopage, le champ agglomerant simultanément les conducteurs à ladite partie adjacente à la surface.
7. Cellule solaire ou dispositif à jonction de type semblable, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par le procédé de la revendication 1.
8. Procédé de fabrication de cellules solaires ou de dispositifs à jonctions de type semblable, caractérisé en ce que : on place une matière de dopage (12) contre la surface (lia) d'un substrat semiconducteur (11), on expose la matière de dopage et le substrat à un champ micro-onde unipolaire en régime d'impulsions, de façon à chauffer par incréments des couches de plus en plus profondes du substrat, l'impulsion micro-onde initiale effectuant un chauffage, et donc une modification de la constante diélectrique, qui ne portent que sur une couche de surface supérieure mince du substrat, tandis que, progressivement, les impulsions micro-ondes unipolaires suivantes chauffent et changent la constante diélectrique de couches incrémentielles successives de plus en plus profondes du substrat, les atomes provenant de la matière de dopage pénétrant dans les couches chauffées de plus en plus profondes du substrat, sous l'effet du chauffage micro-onde unipolaire en régime d'impulsions, l'opération d'exposition étant effectuée avec la composante de champ magnétique (Hs) du champ micro-onde unipolaire orientée parallèlement à la surface du substrat et avec la composante de champ électrique (Es) du champ micro-onde orientée perpendiculairement au substrat; et on commande les paramètres de fréquence, de puissance, de rapport cyclique des impulsions et de durées marche/arrêt du champ micro-onde unipolaire de façon à obtenir un chauffage incrémentiel des couches et une profondeur de pénétration et une concentration correspondantes de la matière de dopagevarBntparpas fins, à une profondeur progressivement croissante.
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