FR2549642A1 - Cellule solaire - Google Patents
Cellule solaire Download PDFInfo
- Publication number
- FR2549642A1 FR2549642A1 FR8411316A FR8411316A FR2549642A1 FR 2549642 A1 FR2549642 A1 FR 2549642A1 FR 8411316 A FR8411316 A FR 8411316A FR 8411316 A FR8411316 A FR 8411316A FR 2549642 A1 FR2549642 A1 FR 2549642A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- layer
- type
- solar cell
- substrate
- cell according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 152
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 244
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 49
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 47
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 26
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 21
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 15
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 15
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- OTRPZROOJRIMKW-UHFFFAOYSA-N triethylindigane Chemical compound CC[In](CC)CC OTRPZROOJRIMKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N triethylgallium Chemical compound CC[Ga](CC)CC RGGPNXQUMRMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 6
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Substances OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017401 Au—Ge Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006011 Zinc phosphide Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003471 anti-radiation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- HOKBIQDJCNTWST-UHFFFAOYSA-N phosphanylidenezinc;zinc Chemical compound [Zn].[Zn]=P.[Zn]=P HOKBIQDJCNTWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- GKCNVZWZCYIBPR-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneindium Chemical compound [In]=S GKCNVZWZCYIBPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229940048462 zinc phosphide Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
- H01L31/0693—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells the devices including, apart from doping material or other impurities, only AIIIBV compounds, e.g. GaAs or InP solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0304—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
- H01L31/03042—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds characterised by the doping material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE CELLULE SOLAIRE INP. SELON L'INVENTION, ELLE COMPREND UN SUBSTRAT MONO-CRISTALLIN1 EN INP DU TYPE P AYANT UNE CONCENTRATION EN PORTEUR DE 210 A 210 CM ET UNE COUCHE EN INP 2 DU TYPE N A LAQUELLE EST AJOUTE UN DOPANT D'AU MOINS UN ELEMENT CHOISI DANS LE GROUPE VIB COMPRENANT S, SE, ET TE ET QUI EST DISPOSEE SUR LE SUBSTRAT SUR UNE EPAISSEUR DE 0,05 A 1M. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'ENERGIE SOLAIRE.
Description
I La présente invention se rapporte à une cellule solaire In P et plus
particulièrement à une cellule solaire de forte efficacité ayant des caractéristiques
supérieures de résistance aux radiations.
La recherche va maintenant vers des dispositifs pour des systèmes de satellite de communication de grande capacité orientés vers l'architecture INS (système de réseau d'information) Les capacités de forte transmission de ces systèmes de communication nécessitent des sources 10 importantes de courant électrique Comme les satellites artificiels récents ont une durée de vie d'au moins 10 ans, bien plus longue que tout système satellite artificiel précédent, il y a une forte nécessité pour que les cellules
solaires alimentant ces satellites aient une bien plus 15 forte efficacité et une bien plus longue durée de vie.
Les cellules solaires sont sujettes à divers types de radiationsdans l'environnement de l'espace o fonctionnent les satellites, donc ces radiations provoquent des défauts de réseau dans les semi-conducteurs Ces défauts de réseau ont pour résultat des chutes de sortie (dégradation par radiations) dans les cellules solaires La dégradation par radiations est décisive pour la durée de vie d'une
cellule solaire.
Les cellules solaires conventionnelles à utiliser 25 dans l'espace sont du type cellule solaire Si Les cellules solaires Si conventionneles manquent de résistance à la
dégradation par radiations parce que Si est un semiconducteur ayant un intervalle de bande indirect.
Des mesures sont adoptées pour traiter des fac30 teurs dans la cellule solaire Si comme l'optimisation du type de conductivité et la résistivité de sa couche de substrat en Si et l'utilisation de recouvrements en verre anti-radiations, qui réduisent la dégradation par radiations Cependant, la durée de vie de ces cellules solaires 35 dans l'environnement de l'espace est encore de l'ordre de
cinq ans seulement.
Des cellules solaires utilisant Ga Ab ayant un
intervalle direct de bande sont testées pour des applications dans l'espace (voir le brevet US No 4 156 310).
Bien que les cellules solaires Ga A 4 représentent une amélioration par rapport aux cellules solaires Si par la 5 résistance aux radiations, la durée de vie d'une cellule solaire Ga As dans l'espace est estimée à environ 10 ans et ainsi elle est encore inadéquate Par ailleurs, Ga As a une forte vitesse de combinaison de surface, donc la cellule solaire Ga AG nécessite une couche de fenêtre pour 10 supprimer l'influence d'une telle forte vitesse de recombinaison de surface L'addition d'une telle couche de fenêtre signifie une structure plus compliquée et un
processus plus compliqué de fabrication du dispositif.
La figure 1 montre des exemples des changements 15 relatifs de l'efficacité de conversion de la puissance photo-électrique du fait d'une irradiation de l'électron à 1 Me V pour une cellule solaire Si à jonction n±p
conventionnelle et une cellule solaire Ga As hétérofaciale.
Lorsqu'on utilise une cellule solaire dans l'environnement de radiations de l'espace, il faut considérer, parmi les faisceaux de particules, l'électron à 1 Me V ayant un flux important La fluence de I x 1015 cm 2 correspond sensiblement à la fluence de radiation totale des cellules solaires dans une orbite de satellite géo25 stationnaire pendant environ 10 ans C'est-à-dire que si l'on utilise les cellules solaires indiquées ci-dessus dans l'environnement de l'espace pendant environ 10 ans, l'efficacité de conversion des cellules solaires Si sera réduite à moins de la moitié et l'efficacité des cellules solaires 30 Ga As sera réduite à environ 70 % des efficacités initiales de conversion Les cellules solaires Si et les cellules solaires Ga As conventionnelles sont déficientes par leur
résistance à la dégradation par radiation.
Par ailleurs, l'efficacité de conversion théorique 35 pour des cellules solaires In P est d'environ 23 % (AMO; Masse d'Air zéro) comme celle des cellules Ga As Tandis que des efficacités de conversion de 14-15 % (AM 2) ont été obtenues pour des cellules à hétérojonction Cd S/In P et indiumétain-oxyde (IT 0)/In P, seuls les premiers travaux donnant des efficacités d'environ 2 % ont été rapportés pour les cellules homojonctions In P. Comme les structures cristallines des couches de Cd S et In P des deux c Otés de sa jonction diffèrent dans ces cellules hétérojonctions, des défauts cristallins se présentent facilement dans les jonctions De plus, comme on fait croître Cd S à de hautes températures, Cd S peut se 10 diffuser dans In P et In P peut se diffuser dans Cd S, donc une telle diffusion change les caractéristiques de la jonction. Selon "high-efficiency In P homojunction solar cells", de G W Turner, et autres, aux pages 400-402 de Applied Physics Letter 37 ( 4), 15 Août 1980, la fabrication des cellules à homojonction In P avec des efficacités de conversion atteignant 14,8 % (AM 1) est rapportée Les cellules solaires à homojonction In P ont été formées à partir d'une structure n+/p/p+ tirée par épitaxie en phase liquide (LPE) sur des substrats de In P monocristallin p+(Zn 1018 cm-3) orienté ( 100) Une couche de p(Zn, 2 x 1017 cm-3) d'environ 2), d'épaisseur a d'abord été tirée avec ensuite une couche de n+(Sn ( 2-5) x 1018 cm-3) sur une plage d'épaisseur comprise entre 0,05 et 1,0 p. Cependant, dans ce cas, la résistance aux radiations et une efficacité de conversion atteignant 18 % pour les cellules Ga As n'ont pu être obtenues et cette cellule solaire n'a pas été considérée pour une ttilisation dans l'espace. La présente invention a par conséquent pour objet l'élimination des inconvénients ci- dessus mentionnés et la création d'une cellule solaire ayant une forte efficacité et des caractéristiques supérieures de résistance aux radiations, formée en utilisant In P cristallin ayant des 35 caractéristiques supérieures de résistance aux radiations
et en optimisant la concentration en porteur du substrat ou de la couche épitaxiée et une profondeur de jonction.
Pour atteindre les objectifs ci-dessus, une cellule solaire In P selon la présente invention comprend un substrat monocristallin In P du type p, ayant une concentration en porteur de 2 x 10 l 2 x 1018 cm-3 et une couche de In P du type N à laquelle est ajouté un dopant d'au moins un élément choisi dans le groupe V Ib comprenant S, Se et Te et qui est disposéesur le substrat
sur une épaisseur de 0,05 à ly-.
Il est préférable que la couche de In P du type n 10 ait une concentration en porteur de 5 x 1017 à 1 x 1019 cm 3.
Selon un second aspect de l'invention, une cellule solaire In P comprend un substrat monocristallin semiconducteur du type p, une couche de In P du type p tirée par épitaxie, formée par croissance épitaxiée sur le 15 substrat et ayant une concentration en porteur de 2 x 1016 à 2 x 1018 cm3 et une couche de In P du type n à laquelle est ajouté un dopant d'au moins un élément choisi dans le groupe V Ib comprenant S, Se et Te et qui est disposéesur la couche de In P du type p tirée par 20 épitaxie sur une épaisseur de 0,05 à 1 Il est préférable que la couche de In P du type n
ait une concentration en porteur de 5 x 1017 à 1 x 1019 cm-3.
Le substrat monocristallin semi-conducteur du type p
peut être In P ou Si.
Selon un troisième aspect de l'invention, une cellule solaire In P comprend un substrat monocristallin In P du type N ayant une concentration en porteur de 1 x 1015 à 1 x 1018 cm-3 et une couche In P du type p formée sur le substrat et ayant une épaisseur de 0,1 à 2 p. 30 Une couche formant fenêtre peut être prévue sur la couche de In P du type p La couche formant fenêtre peut être
(Al x Gax)O 47 Ino,53 As ( O x < 1) ou A 10 47 In 0,53 As.
Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne une cellule solaire In P qui comprend un substrat monocristallin semi-conducteur du type n, une couche de In P du type N tirée par épitaxie formée par croissance épitaxiée sur le substrat et ayant une concentration en porteur de 5 x 1014 à 1 x 1018 cm-3 et une couche de In P du type p formée sur la couche de In P du type N tirée par épitaxie, sur une épaisseur de 0,1 à 2 p. Une couche formant fenêtre peut être formée sur la couche de In P du type p La couche formant fenêtre peut être (Alx Ga 1 _x)0,47 Ino,53 As ( O O x 1) ou Alo,47 Ino,53 As. 10 Le substrat monocristallin semi-conducteur du
type p peut être In P ou Si.
Il est préférable qu'une grille soit agencée sur la couche de In P du type n Une grille peut être agencée 15 sur la couche de In P du type p ou sur la couche formant
fenêtre Un revêtement anti-réflexion peut être formé sur la couche de In P du type N ou du type p et la grille.
Un revêtement anti-réflexion peut être agencé sur la couche formant fenêtre et la grille Une électrode de 20 surface arrière peut être agencée à la surface arrière
du substrat du type p ou du type n.
Selon un-cinquième aspect de l'invention, une cellule solaire In P comprend un substrat monocristallin en Si, des première et seconde couches de In P formant une 25 jonction p-n qui est parallèle à la surface du substrat et une couche de Gax Inlx P ( 03 x 51) agencée entre le substrat et la première couche de In P, la couche de Gax Inx P ayant une partie de couche de Ga P ou une partie de couche de Gax In 1 _x P ayant un fort rapport de composi30 tion de Ga du côté du substrat et ayant une partie de couche de In P ou une partie de couche de Ga In x P ayant un fort rapport de composition de In du côté de la première couche de In P. Le rapport de composition x de la couche de Gax In 1 x P peut diminuer graduellement du côté du substrat vers la première couche de In P. La couche de Gax Inix P peut être une couche super réticulée ayant des couches de In P et des couches de Ga P qui sont alternativement laminées et dont la couche adjacente au substrat est l'une des couches de Ga P et la couche adjacente à la première couche de In P est l'une des couches de In P. L'invention sera mieux comprise, et d'autres
buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins 10 schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple
illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: -la figure 1 est un graphique des courbes caractéristiques illustrant des exemples de dégradation + par radiationsdans une jonction conventionnelle N -p de Si et une cellule solaire Ga As hétérofaciale, a indiquant la fluence de l'électron à 1 Me V, b indiquant la puissance maximale normalisée, c indiquant l'équivalence des années en orbite géostationnaire, d indiquant 20 la cellule solaire Ga A; et e indiquant la cellule solaire Si; la figure 2 est un graphique des courbes caractéristiques pour la comparaison des effets des radiations sur la longueur de diffusion du porteur mino25 ritaire dans un monocristal de Ga As à ceux dans le monocristal de In P qui forme la base de la présente invention, f indiquant la longueur de diffusion du porteur minoritaire normalisée à la valeur initiale; les figures 3 et 4 sont des graphiques de courbes caractéristiques illustrant les effets des types de conductivité et de la concentration du porteur sur les effets des radiations du monocristal In P qui forme la base de la présente invention, la concentration en porteur étant indiquée sur l'axe des abscisses et la constante de 35 dégradation relative pour la longueur de diffusion du porteur minoritaire sur l'axe des ordonnées pour la figure 3 et pour la figure 4 le taux relatif d'enlèvement du porteur avec l'irradiation de l'électron sur l'axe des ordonnées; les figures 5, 6, 7 A, 7 D, 7 E, 8, 9, 10 et 11 sont des vues en coupe transversale montrant neuf modes 5 de réalisation de structures d'une cellule solaire In P selon la présente invention; les figures 7 B et 7 C sont des diagrammes de bande d'énergie de cellules solaires In P selon l'invention et selon l'art antérieur, respectivement; la figure 12 est un graphique des courbes caractéristiques pour la comparaison des changements de l'efficacité de conversion provoqués par une irradiation d'un électron à 1 Me V sur une cellule solaire Ga As conventionnelle et une cellule solaire selon la présente invention, o g désigne l'efficacité de conversion, h la sortie relative, i la structure n+p et j la + structure p n; la figure 13 est un graphique illustrant l'effet d'une concentration en porteur d'un substrat ou 20 d'une couche épitaxiée sur la résistance aux radiations d'une cellule solaire selon la présente invention, o k désigne la concentration en porteur du substrat ou de la couche épitaxiée (cm-3), 1 la durée de vie dans l'environnement de radiationsde l'espace (année), m la fluence de l'électron à 1 Me V (cm-2) produisant une réduction de 25 % de la puissance de sortie initiale de la cellule solaire, N la cellule solaire Ga As hétérofaciale
+ +
et p la structure p-n-ns; la figure 14 est un graphique illustrant l'effet 30 d'une profondeur de jonction (q) sur la résistance aux radiations ( 1) et sur l'efficacité initiale de conversion (r) d'une cellule solaire selon la présente invention; et la figure 15 est un graphique des courbes caractéristiques pour la comparaison du mode de dégradation 35 par radiations des efficacités de conversion pour des cellules solaires conventionnelles et pour une cellule
solaire selon l'invention.
Il faut noter que l'explication qui suit de la présente invention n'est donnée qu'à titre d'exemple et qu'en conséquence diverses améliorations et modifications peuvent bien entendu être faits dans le cadre de la présente invention. D'abord, la figure 2 illustre la comparaison entre les changements de la longueur de diffusion du porteur minoritaire du fait d'une irradiation d'électron
à 1 Me V pour un monocristal Ga As et celle pour un mono10 cristal In P qui est la base de la présente invention.
La longueur de diffusion du porteur minoritaire est mesurée ici pour la surface clivée d'une structure de jonction pn en utilisant la méthode du courant induisant un faisceau d'électrons (concentration en porteur p O 2 x 1016 cm-3) Une longueur de diffusion du porteur minoritaire est importante en tant que paramètre physique
gouvernant les caractéristiques des cellules solaires.
Les résultats d'expérience montrent que la chute de la longueur de diffusion du porteur minoritaire due à l'irradiation est moindre avec un monocristal In P qu'avec
un monocristal Ga As.
La figure 3 montre qu'une constante de dégradation relative de la longueur de diffusion du porteur minoritaire dans des monocristaux de In P dépend des concentra25 tions en porteur lorsque les monocristaux de In P sont irradiés d'électrons à 1 Me V, ce qui forme la base de la présente invention Il faut noter que dans ce cas égalament, la longueur de diffusion du porteur minoritaire est mesurée par la méthode du courant induisant le 30 faisceau d'électrons Les résultats de l'expérience montrent que la dégradation desradiationsest moindre avec un monocristal In P du type N qu'avec un monocristal In P du type p Les résultats suggèrent que, lorsqu'une cellule solaire In P ayant une faible profondeur de jonction est fabriquée, la résistance aux radiations de +
la configuration du type à jonction p -n est supérieure +à celle de la configuration du type à jonction n±p. àcelle de la configuration du type à jonction N -p.
On trouve également qu'il y a une moindre diminution de la longueur de diffusion du porteur minoritaire pour un monocristal In P ayant une plus forte concentration
en porteur.
La figure 4 montre la dépendance entre le taux d'enlèvement relatif du porteur sur la concentration du porteur de monocristaux In P du type p et N lorsqu'ils sont irradiés d'un électron à 1 Me V Selon ce résultat, le taux relatif d'enlèvement du porteur pour un mono10 cristal In P du type N du fait de l'irradiation, est plus faible que pour un monocristal In P du type p. On trouve également qu'un monocristal In P, ayant une plus forte concentration en porteur, présente le plus faible
taux d'enlèvement du porteur.
En effet, à partir des résultats des expériences ci-dessus, un monocristal In P a des caractéristiques de résistance aux radiations supérieures à un monocristal de Ga As On peut également reconnaître par les expériences que les degrés de réduction de la longueur de diffusion 20 du porteur minoritaire et de la concentration du porteur dans un monocristal In P du fait d'une irradiation d'électron à 1 Me V dépendent du type de conductivité et de la concentration en porteur du monocristal In P. La présente invention utilise avantageusement ces 25 phénomènes Par leur utilisation, les expériences montrent qu'une cellule solaire In P peut être fabriquée ayant une plus forte résistance à une dégradation par les radiations
que des cellules solaires Ga As.
Dans ce qui suit, on expliquera en détail divers 30 modes de réalisation d'une cellule solaire In P selon la présente invention en se référant aux figures 5, 6, 7 A, 7 D,
7 E, 8, 9, 10 et 11.
La figure 5 montre un mode de réalisation d'une
configuration d'une cellule solaire In P selon l'invention.
Le chiffre de référence 1 désigne un substrat monocristallin In P du type p sur lequel est formée une couche 2 de In P du type N par croissance épitaxiée ou processus de diffusion thermique Des contacts ohmiques 3 en Au-Ge ou analogues ayant un motif de grille sont formés sur la couche 2 du type N Ensuite, un revêtement antiréflexion 4, en Si O 2, Si 3 N 4 ou analogue, est appliqué à 5 la surface de la couche 2 du type N en recouvrant les contacts 3 Le chiffre de référence 5 désigne une électrode ohmique de surface arrière, par exemple en
Au-Zn, qui est disposée sur le côté arrière du substrat 1.
La lumière solaire est incidente à partir du côté du 10 revêtement antiréflexion 4.
La figure 6 montre un second mode de réalisation d'une configuration d'une cellule solaire selon l'invention Dans ce cas, une couche In P 16 du type p est tirée par épitaxie sur un substrat monocristallin 11 en 15 In P du type p La couche 2 de In P du type N est tirée
par épitaxie sur la couche 16.
La-figure 7 A montre un troisième mode de réalisation d'une cellule solaire In P selon l'invention Dans ce mode de réalisation, une couche 27 de Gax In lx P du type p 20 ( 0:ix < 1) est tirée par épitaxie sur un substrat monocristallin en Si du type p 21 Une couche 26 de Inp du type p est de plus tirée par épitaxie sur la couche 27 du type p Alors, la couche 2 en In P du type N est formée par croissance épitaxiée sur la couche 26 en In P 25 du type p L'explication de la structure restante du présent mode de réalisation sera omise, car elle est
identique à celle de la figure 5.
Le substrat monocristallin en In P est plus coûteux qu'un substrat monocristallin en silicium et In P 30 a une densité de 4,8 g/cm 3, c'està-dire qu'il est deux fois plus lourd que le Si Par conséquent, une cellule solaire ayant un substrat en In P est coûteuse et lourde, c'est-àdire désavantageuse en termes de capacité de
puissance par poids unitaire.
Dans le cas d'une cellule solaire Ga A, un substrat en silicium peut facilement être adapté en agençant une couche monocristalline de Ge, ayant une constante de réseau sensiblement égale à celle de Gaks, entre le substrat monocristallin en Si et la couche monocristalline en Ga As Par ailleurs, dans le cas d'une cellule solaire In P, la différence des constantes de réseau entre In P et Si est plus importante qu'entre Ga As et Si et il n'existe pas de semi-conducteur ayant une constante de réseau sensiblement égale à In P, comme Ge dans le cas de Ga As, donc l'on n'a pu réaliser une cellule solaire In P ayant un substrat en silicium. 10 Dans le mode de réalisation montré sur la figure 7 A, la couche épitaxiée 27 en Gax Inlx P du type p est agencée entre le substrat 21 en Si du type 'p et la couche 26 en In P du type p pour satisfaire à la condition ci- dessus Plus particulièrement, la couche 27 a, 15 par exemple, une couche de Ga P ou une couche de Gax In P ayant un fort rapport de composition de Ga du 1-x côté du substrat 21 en Si et une couche de In P ou une couche de Gax Inx P ayant un fort rapport de composition de In du côté de la couche 26 de In P. La figure 7 D montre un second mode de réalisation de ce type de cellule solaire In P selon l'invention Sur la figure 7 D, une couche 50 de Ga P du type p est formée sur le substrat 21 en Si du type p Une couche 57 de Gax Inj x P du type p est formée sur la couche 50 en Ga P 25 du type p ayant un rapport de composition x qui change continuellement ou graduellement, comme on l'a mentionné ci-dessus Sur la couche 57 en Gax In 1 _x P du type p, est forméela couche 26 en In P du type p. La croissance séquentielle de la couche 50 de Ga P, 30 de la couche 57 de Gax Inix P, de la couche 26 de p-In P et de la couche 2 de n- In P sur le substrat 21 en Si du type p peut être avantageusement traitée par une méthode de dépôt de vapeur chimique organique d'un métal (MOCVD) permettant de contrôler-facilement les compositions des 35 couches en croissance et ayant une bonne capacité de production en masse Par ailleurs, une méthode d'épitaxie par faisceau moléculaire ou une méthode de dépôt de vapeur en utilisant des composés halogénés peut également être
utilisée avec de bons résultats.
Dans cette structure, la constante de réseau ( 0,545 nm) de Ga P est sensiblement égale à la constante de réseau de Si ( 0,543 nm), donc une couche de Ga P de haute qualité peut être tirée sur le substrat monocristallin en Si Sur la couche de Ga P, la couche de Gax In 1 _x P ayant un changement graduel de son rapport de composition x entre 1 et O est tirée et finalement la couche de In P (x= 0) 10 est tirée, donc une distorsion possible du réseau due à la différence des constantes de réseau entre Si et In P est supprimée par la couche 27 de Gax Inix P et la couche tirée 26 de In P est une couche de haute qualité sans
défaut comme une dislocation par manque d'ajustement 15 ou analogue.
Le rapport de composition x ci-dessus mentionné peut être modifié continuellement graduellement ou continuellement de manière échelonnée par échelons de 0,05-0,2, par exemple, entre le substrat 21 en Si du type p et la 20 couche 26 de In P. Entre le substrat 21 en Si du type p et la couche 26 de In P, on peut interposer une couche super réticulée de In P/Ga P ayant environ 50 couches très minces, dont des couches minces de In P et de Ga P, chacune ayant une épaisseur d'environ 10 nm sont laminées-de manière alternee de façon que la couche mince de Ga P soit placée à proximité du substrat en Si et que la couche mince de In P soit adjacente à la couche 26 de In P. La figure 7 E montre un mode de réalisation employant un super réseau Sur la figure 7 E, une couche de super réseau ou super réticulée 67 de In P/Ga P est disposée sur la couche 50 en Ga P du type p de façon que des couches très minces de In P et des couches très minces de Ga P, ayant chacune une épaisseur d'environ 10 nm soient 35 laminées et que l'une des couches très minces de Ga P se trouve sur le substrat 21 en Si du type p et l'une des couches très minces en In P se trouve sur la couche 26 en In P La couche 26 est formée sur la couche 67 du super réseau. Dans ce cas, la production d'une dislocation par manque d'ajustement ou analogue est supprimée, même s'il 5 y a une différence des constantes de réseau entre In P et Gs P Par suite, la couche 26 en In P du type p formée sur la couche de super réseau a une haute qualité et il
y a moins de défauts des cristaux.
Dans le mode de réalisation montré sur la figure 7 A, la couche 27 en Gax In,_x P a un fort intervalle de bande et en conséquence il se forme une barrière de potentiel contre le porteur minoritaire produit dans la
couche 26 en In P, ce qui améliore l'efficacité de conversion.
L'effet de barrière de potentiel sera mieux expliqué en se référant aux figures 7 B et 7 C, correspondant
au mode de réalisation montré sur la figure 7 A et à une cellule solaire In P du type à jonction n±p selon l'art antérieur, respectivement Sur les figures 7 B et 7 C, e 20 indique un électron ou un écoulement d'électrons.
Comme on peut le voir sur la figure 7 B, le porteur minoritaire (électron e) produit dans la couche en In P du type p ne peut se diffuser vers l'arrière à cause de la barrière de potentiel formée par la couche de 25 p-Gax In 1 _x P Par suite, le nombre d'électrons s'écoulant
dans la couche de In P du type n+ augmente et en conséquence cela améliore l'efficacité de conversion.
Sur la figure 7 C, l'électron e produit dans la couche en In P du type p se diffuse plus amplement vers 30 l'intérieur que la couche en In P du type p, donc le nombre d'électrons s'écoulant dans la couche en In P du type n+ est plus faible que dans le cas de la figure 7 B. Cela signifie une diminution de l'efficacité
de conversion.
In P a une plus faible vitesse de recombinaison de surface que Ga A-, donc une structure de cellule solaire In P ne nécessite pas une couche de fenêtre qui est essentielle dans une cellule solaire Ga As En conséquence, une cellule solaire In P peut être fabriquée avec une simple structure comme le montrent les figures 5, 6, 7 A, 7 D ou 7 E.
La figure 8 montre un quatrième mode de réalisa5 tion d'une cellule solaire In P selon la présente invention.
Dans ce cas, le chiffre de référence 31 désigne un substrat monocristallin en In P du type N et 32 désigne une couche en In P du type p tirée sur le substrat 31 Les contacts ohmiques 3 ayant un motif de grille sont disposés sur la couche 32 en Irn P du type p Le revêtement anti-réflexion 4
est placé pour couvrir les contacts 3 sur la couche 32.
L'électrode de surface arrière 5 est disposée sur la
surface arrière du substrat 31.
La figure 9 montre un cinquième mode de réalisa15 tion d'une cellule solaire In P selon l'invention Dans ce cas, une couche épitaxiée 46 en In P du type N est tirée par épitaxie sur un substrat monocristallin en In P 41 du type N, ayant une forte concentration en porteur La couche 32 en In P du type p est agencée sur la couche épitaxiée 46 Les contacts ohmiques 43 ayant un motif de grille, le revêtement anti-réflexion 4 et l'électrode de surface arrière 5 ont le même agencement que dans le mode
de réalisation de la figure 8.
La figure 10 montre un sixième mode de réalisation 25 d'une cellule solaire In P selon la présente invention.
Dans ce cas, dne couche de fenêtre 8 du type p, par exemple, en (Alx Ga 1 _x)0,47 Ino 53 As ou en A 10,47 In 0,53 As, dont le réseau est adapté à In P, est fabriquée sur la couche 32 de In P du type p dans la structure de cellule solaire de la figure 8 Le revêtement anti-réflexion 4 est fabriqué sur la couche de fenêtre 8 du type p La
configuration restante est la même que pour la figure 8.
La figure 11 montre un septième mode de réalisation d'une cellule solaire In P selon l'invention Dans ce 35 cas, une couche de fenêtre 8 du type p, par exemple en (Alx Galx)0,47 In O,53 As ou A 10 o, 47 In 0,53 As est fabriquée sur la couche 32 en In P du type p dans la structure de cellule solaire de la figure 9 Le revêtement antiréflexion 4 est fabriqué sur la couche de fenêtre 8 du type p La configuration restante est la même que pour la structure de la figure 9. Les couches de substrat 1 et 31 des figures 5, 8 et 10 servent à la fois de couche active pour unfonctionnement photovoltalque et de couche de substrat Dans le mode de réalisation montré sur les figures 6, 7 A, 7 D, 7 E, 10 9 et 11, la couche active et la couche de substrat sont formées séparément, c'est-à- dire en tant que couches 16 et 11; 26 et 21; et 46 et 41 Tandis que ces couches séparées forment une structure assez compliquée, cette
structure est avantageuse en ce qui concerne les problèmes 15 de résistance accrue en série résultant d'une concentration réduite en porteur du fait de l'irradiation.
De plus, cette structure multicouche peut utiliser un substrat en silicium, comme le montrent les figures 7 A, 7 D ou 7 E qui est léger et peu coûteux, donc on peut 20 réaliser une cellule solaire In P de poids léger et à
faible prix.
Il faut noter la structure de la cellule solaire In P de la figure 5 o une couche de fenêtre en un matériau de grand intervalle de bande, comme dans des cellules
solaires Ga As conventionnelles, n'est pas requis et une.
structure simple (comme dans le mode de réalisation des figures 5 à 9) offre des avantages de fabrication Cet avantage de la cellule solaire In P peut être attribué à une plus faible vitesse de recombinaison de surface pour
In P, d'environ trois ordres de grandeur par rapport à Ga Ag.
La figure 12 montre le contraste entre une cellule solaire Ga As hétérofaciale conventionnelle (courbe F) et une cellule solaire In P selon la présente invention, par les changements d'efficacité du fait d'une irradiation d'électron à 1 Me V lorsque la profondeur de jonction xj est de 0,7 p- Les courbes A, B et C correspondent aux cas o le substrat 1 en In P du type p de la figure 5 a une concentration en porteur p O 5 x 1015 cm-3,
p O 2 x 1016 cm-3 et p O -z 1 x 1017 cm 3, respectivement.
Les courbes D et E montrent les cas o le substrat 31 en In P du type N de la figure 8 a une concentration en porteur no O 5 x 1015 cm-3 et N 1 x 1016 cm-3, respectivement. Comme le montre la figure 12, les caractéristiques d'une cellule solaire In P selon l'invention sont supérieures à celles d'une cellule solaire Ga As hétéro10 faciale, qui était jusqu'à maintenant considérée comme ayant une bonne résistance aux radiations Si l'on suppose que la durée de vie de la cellule solaire est définie comme une période pendant laquelle l'efficacité de la cellule solaire est maintenue à 75 % ou plus par rapport à son efficacité initiale, la figure 12 montre clairement que lorsque l'on utilise une cellule solaire In P dans un environnement dans l'espace, on peut s'attendre à ce qu'une cellule solaire In P ayant la structure n±p ait une durée de vie d'au moins 10 ans et qu'une cellule solaire In P ayant la structure p±n ait une durée de vie d'au moins ans. Une cellule solaire In P selon la présente invention montre que la dégradation par radiation diminue tandis que la concentration en porteur de la couche p 25 ou de la couche N augmente et que la dégradation par radiation dans la structure p±n est plus faible que
dans la structure n±p.
Dans une cellule solaire de la présente invention telle que montrée sur les figures 5 à 11, la relation montrée sur la figure 13 est vérifiée entre la concentration en porteur n O, po(cm-3) du substrat monocristallin en In P ou de la couche épitaxiée en In P et la fluence de l'électron à I Me V produisant une réduction de 25 % de la puissance de sortie initiale, c'est-à-dire la résistance 35 aux radiations de la cellule solaire La relation peut être obtenue en représentant la fluence de l'électron pour diverses concentrations en porteur sur un graphique tel que celui de la figure 12, qui montre la-relation entre la fluence d'un électron à I Me V et l'efficacité relative
de sortie ou de conversion.
Sur la figure 13, la courbe I est pour une cellule solaire In P du type à jonction p±n selon la présente invention montrée sur la figure 9 ou 11 La courbe II est pour une cellule solaire In P du type à jonction p±n selon l'invention montrée sur la figure 8 ou 10 La courbe III de la figure 13 est pour une cellule 10 solaire In P du type à jonction n±p selon la présente invention montrée sur les figures 5, 6, 7 A, 7 D ou 7 E. La courbe IV de la figure 13 est pour une cellule solaire
Ga As conventionnelle.
Sur la figure 13, l'axe horizontal indique la 15 concentration en porteur p O d'un substrat en In P du
type p (figure 5) ou d'une couche épitaxiée du type p (figures 6, 7 A, 7 D ou 7 E), une concentration en porteur n O d'un substrat en In P du type N (figure 8 ou 10) ou d'une couche épitaxiée du type N (figure 9 ou 11) dans 20 une cellule solaire selon l'invention.
La courbe IV de la figure 13 est plate parce que dans le cas de la cellule solaire Ga As, le degré de diminution de la longueur de diffusion du porteur minoritaire du fait d'une irradiation par un électron à I Me V est presqu'indépendant de la concentration en porteur de la couche du type n Par ailleurs, dans des cellules solaires In P, la longueur de diffusion du porteur minoritaire (figure 3) et le taux de diminution de la concentration du porteur (figure 4) dépendent fortement de la concentra30 tion en porteur et en conséquence une fluence d'un électron à 1 Me V correspondant à une réduction de 25 % de la sortie initiale montre une dépendance remarquable avec la concentration en porteur On a pu confirmer que les caractéristiques de 35 résistance aux radiations des cellules solaires In P du type à jonction n±p montrées sur les figures 5, 6, 7 A, 7 D et 7 E étaient améliorées avec l'augmentation de la concentration en porteur du substrat en In P du type p ou de la couche épitaxiée en In P du type p En se référant à la figure 13, la concentration en porteur du substrat en In P du type p ou de la couche épitaxiée en In P du type p peut être déterminée comme suit. Si l'on choisit une valeur de 2 x 1016 cm-3 ou plus pour p O sur la courbe III, la durée de vie des cellules solaires peut être améliorée en comparaison aux cellules solaires Ga As (courbe IV) Pour cette raison, si 10 la concentration en porteur est de 2 x 1018 cm-3 ou plus, la longueur de diffusion du porteur minoritaire (électron) diminue et à son tour il y a diminution de l'efficacité
initiale de conversion.
La figure 13 montre clairement que dans le mode 15 de réalisation des figures 8 ou 10 (courbe II) pour des cellules solaires In P du type à jonction p±n selon l'invention, si l'on choisit une valeur de 1 x 1015 cm-3 ou plus pour la concentration en porteur n O du substrat monocristallin en In P du type n, les caractéristiques 20 obtenues avec les cellules solaires In P du type à jonction p±n surpasseront celles des cellules solaires Ga As conventionnelles (courbe IV) Si l'on choisit une valeur de 5 x 1015 cm-3 ou plus pour la concentration en porteur n O du substrat monocristallin en In P du type n, 25 les caractéristiques obtenues avec les cellules solaires In P du type à jonction p±n surpasseront celles des cellules solaires In P du type à jonction n±p (courbe III), également Il faut noter que le longueur de diffusion du porteur minoritaire (trou) diminue à 1 x 1018 cm-3 ou
plus, et qu'il y a une diminution conséquente de l'efficacité initiale de conversion.
Par ailleurs, dans la structure montrée sur la figure 9 ou 11, on peut voir qu'une résistance très supérieure aux radiations est obtenue si la concentration en 35 porteur n O de la couche 46 en In P du type N est déterminée comme étant de 5 x 1014 cm-3 ou plus Il faut noter que la structure de la figure 9 ou 11 montre une plus forte résistance aux radiations à la faible concentration en porteur que celle des figures 8 ou 10 La raison en est que l'épaisseur de la couche 46 en In P du type N est d'environ 5)y et est mince par rapport à l'épaisseur de 500 Auo du substrat 31, et en conséquence il ne se présente presqu'aucun problème même si la
résistance en série augmente du fait de la diminution de la concentration en porteur provoquée par l'irradiation.
Lorsqu'une cellule solaire In P du type à jonction 10 p±n selon l'invention a la structure montrée sur la figure 8 ou 10, on peut confirmer que les caractéristiques de résistance aux radiations sont améliorées tandis que la concentration en porteur du substrat monocristallin en In P du type N 31 augmente Lorsqu'une cellule solaire In P + du type à jonction p -n selon la présente invention a la structure montrée sur la figure 9 ou 11, on peut confirmer que les caractéristiques de résistance aux radiations sont améliorées tandis que la concentration en porteur dans la couche 46 en In P du type N augmente. 20 La concentration en porteur du substrat 31 du
type N peut être ajustée à la valeur appropriée en ajoutant des impuretés comme Si, Sn, Ge, S, Se ou Te.
La caractéristique de la figure 12 ne change pas selon l'espèce d'impureté ajoutée Dans les configurations montrées sur les figures 8 à 11, le substrat 31 peut être un monocristal In P du type N orienté ( 100) contenant des impuretés comme Si, Sn, Ge, S, Se ou Te et ayant une concentration en porteur comprise entre 1 x 1015 et 1 x 1018 cm-3 Le substrat 30 monocristallin en In P du type N 41 ayant une forte concentration en porteur peut également être fait d'un
monocristal de In P du type N orienté ( 100) qui contient les impuretés indiquées ci-dessus au point que la concentration en porteur soit ajustée pour être comprise entre 35 5 x 1017 et 1 x 1019 cm 3.
La couche épitaxiée 46 en In P du type N peut être fabriquée par dépôt de vapeur chimique organique d'un métal, une épitaxie en phase liquide visuelle, un dépôt de vapeur en utilisant des composés halogénés ou une épitaxie par un faisceau moléculaire et donner une concentration en porteur comprise entre 2 x 1014 et 5 x 1017 cm-3 et une épaisseur de 1-5 A. La couche 32 en In P du type p peut être nouvellement tirée par épitaxie sur le substrat monocristallin 31 en In P du type N ou bien la couche épitaxiée 46 du type n Alternativement, la partie de surface du substrat 10 monocristallin 31 en In P du type N ou de la couche épitaxiée 46 en In P du type N peut être convertie en type p par diffusion thermique d'accepteurs d'impuretés comme Zn Dans ce cas, la concentration en porteur de la couche 32 de In P du type p peut être comprise entre 117 19 cm-3 5 x 10 7 et 1 x 1019 cm 3 et la profondeur de jonction x i
peut être comprise entre 0,05 et 2/v.
Pour la structure d'une cellule solaire In P (no= I x 10 cm-) montrée sur la figure 8 ou 10, la courbe I de la figure 14 montre la relation entre la résistance 20 aux radiations, c'est-à-dire la durée de vie dans l'environnement des radiations dans l'espace (fluence d'un électron de 1 Me V correspond à une réduction de 25 % de la sortie initiale) et une épaisseur de la couche 32 en In P du type p, c'est-à-dire la profondeur de jonction 25 xj On peut comprendre que la caractéristique de résistance aux radiations s'améliore avec la réduction de la
profondeur de jonction xj.
De plus, à partir de la relation entre l'efficacité de conversion initiale et la profondeur de jonction 30 xj, montrée par la courbe II, on peut voir que l'efficacité de conversion avant irradiation (valeur d'efficacité initiale de conversion) de la cellule solaire In P augmente également avec la réduction de la profondeur de jonction xj Par les résultats montrés sur la figure 14, une cellule solaire In P ayant des caractéristiques supérieures de résistance aux radiations et une forte efficacité sera réalisée, si la profondeur de jonction xj, c'est-à-dire l'épaisseur de la couche 32
en In P du type p est de 2 l ou moins.
Si la valeur de X) est de 0,1 y ou moins, la résistance en direction horizontale, qui est parallèle + à la surface de jonction, de la couche 32 du type p augmente et par suite l'efficacité de conversion initiale baisse La raison pour laquelle on détermine que xj a + une valeur plus importante dans la couche 32 du type p que pour le cas de la couche 2 du type n+ de la figure 5 ou 6, comme on le décrira ci-après, provient du fait que Zn ou Cd comme dopant peut être dopé dans la couche 32 du type p+ pour obtenir une concentration en porteur qui n'est que d'environ 1018 cm-3, tandis que S, Se ou Te en tant que dopant peuvent être ajoutés à la 15 couche 2 du type n+ pour obtenir une concentration en porteur atteignant 1020 cm-3, et par le fait que la mobilité d'un trou est plus faible que la mobilité d'un électron. Dans les structures n±p et N -p-p des 20 figures 5, 6, 7 A, 7 D et 7 E, les caractéristiques de résistance aux radiations d'une cellule solaire In P sont également améliorées avec la diminution de la profondeur de jonction xj En conséquence, une cellule solaire In P ayant des caractéristiques supérieures de résistance aux 25 radiations et une forte efficacité initiale peut être obtenue en déterminant la valeur de Xj comme étant de 1, ou moins Si dans Ce cas xj a une valeur de 0,05 y P ou moins, il y a réduction-de l'efficacité initiale de conversion, car la résistance en direction 30 horizontale, qui est parallèle à la surface de jonction,
de la couche 2 du type n+ augmente, il y a donc une augmentation résultante de la composante de résistance en série.
La reproductibilité de la fabrication d'une cellule solaire est également réduite de manière marquée, si la valeur de 35 xj est égale ou plus faible que 0,05 On expliquera maintenant la fabrication des
contacts ohmiques 3 montrés sur la figure 8, 9, 10 ou 11.
Dans le cas de la cellule solaire In P du type à jonction + p -n montrée sur la figure 8, 9, 10 ou 11, on dépose 5 Au-Zn ( 5 %) sur la couche 2 en In P du type p sur une épaisseur d'environ 200 nm, par dépôt sous vide Alors, le motif de grille ayant par exemple un intervalle de 500,P et une largeur de 50,1 est fabriqué par méthode de décollage en utilisant un vernis photosensible On peut utiliser Ta 205 pour le revêtement antiréflexion 4 des figures 8, 9, 10 ou 11 et la pellicule de Ta 205 est déposée sur la couche 32 ou 8 sur une épaisseur de 70 nm par dépôt sous vide, de façon que la pellicule couvre
la grille 3.
Pour l'électrode de surface arrière 5 de la cellule solaire In P du type à jonction p±n des figures 8, 9, 10 ou 11, on peut déposer Au-Sn ( 10 %) sur la surface arrière du substrat 31 ou 41 sur une épaisseur d'environ
nm par dépôt sous vide.
Sur la figure 10 ou 11, la couche de fenêtre 8 du type p peut être formée à l'aide de Al Ga In As ou Al In As, par exemple (Alx Gax)0,47 In 0,53 As ou Al 0,47 In 0,53 As En plus de l'adaptation de réseau à In P, la couche de fenêtre 8 du type p doit avoir une bande d'énergie plus grande que celle de In P et l'épaisseur de la couche de fenêtre 8 doit être aussi mince que possible Lorsque la couche de fenêtre du type p 8 a par exemple une concentration en porteur de I x 1018 cm-3 et qu'elle est formée d'une pellicule de 30 A 10,47 In 0,53 As d'une épaisseur de 0,2 Au, on obtient une efficacité de conversion de 17,3 % avec la structure de la figure 10 et une efficacité de conversion de 17,8 %
avec la structure de la figure 11.
La couche de fenêtre contribue à améliorer l'efficacité, même si cette contribution n'est pas aussi importante que pour les cellules solaires Ga As comme on l'a précédemment indiqué, étant donné la lente vitesse
de recombinaison de surface.
Dans le cas de la cellule solaire In P du type à jonction n±p montrée sur la figure 5 ou 6, les contacts de grille 3 et l'électrode de surface arrière 4 5 peuvent être formés en déposant Au-Sn ( 10 %) et Au-Zn ( 5 %) sur la couche 2 de n-In P et sur le substrat 1 ou 11 respectivement par dépôt sous vide, contrairement au dépôt dans le cas des cellules solaires à jonction p±n
ci-dessus décrites.
Par ailleurs, il faut noter que la grille 3, le revêtement anti-réflexion 4, l'électrode de surface arrière 5 et la couche de fenêtre 8 sontt us bien connus de ceux qui sont compétents en la matière et peuvent être fabriqués avec des matériaux et des procédés conventionnels Par conséquent, les exemples ci-dessus des parties 3, 4, 5 et 8 sont donnés simplement à titre d'illustration. On expliquera maintenant les différences des caractéristiques de cellules solaires en se basant sur les différences des configurations des modes de réalisation d'une cellule solaire selon la présente invention
telle que représentée sur les figures 5 à 9.
Dans le mode de réalisation de la figure 6, on utilise la couche monocristalline 11 en In P du type p 25 à forte concentration en porteur servant uniquement de substrat et la couche 16 en In P du type p servant de semi-conducteur du type p pour former la jonction n±p, à la place du substrat monocristallin 1 en In P du type p de la figure 5 Dans le cas de la cellule solaire du 30 type à jonction n±p, d'autant plus faible est la concentration en porteur semi-conducteur du type p, p, d'autant plus importante est la largeur de la couche d'appauvrissement de la jonction, il est donc possible d'augmenter l'efficacité de conversion Cependant, si la 35 concentration en porteur p O du substrat monocristallin 1 en In P du type p de la structure de la figure 5 est réduite afin d'améliorer l'efficacité, il y a augmentation de la résistivité dans le substrat 1 En conséquence, la résistance accrue en série peut induire des réductions des facteurs de remplissage Cela ne peut donc améliorer l'efficacité. Par ailleurs, la structure de la figure 6 présente l'avantage de ne poser pratiquement pas de problème d'augmentation de la résistance en série, car même si la concentration en porteur de la couche 16 de In P du type p dans la jonction n±p est faible, la couche 16 en In P du type p a une épaisseur n'atteignant
que 1-5 y.
La même discussion s'applique également aux cellules solaires du type à jonction p±n Par exemple, la structure de la figure 9 est plus avantageuse que la 15 structure de la figure 8 car la première a à la fois le substrat monocristallin 41 en In P du type N à forte concentration en porteur servant uniquement de substrat et la couche 46 en In P du type N servant à former la
jonction p±n.
Un autre avantage important dérivé de la séparation des fonctions du substrat et de la formation de la jonction pn provient du fait qu'il n'est pas nécessaire de former le substrat avec In P En d'autres termes, le substrat peut être formé avec Si qui est léger et peu 25 coûteux, au lieu de In P qui est lourd et coûteux, donc on peut fabriquer, en utilisant un tel substrat en Si, une cellule solaire In P légère et peu coûteuse Un mode de réalisation de ce type de cellule solaire In P est montré sur la figure 7 A Tandis que la structure montrée + sur la figure 7 A est pour une structure à jonction N -p,
le substrat en Si peut également avantageusement être utilisé dans le cas d'une structure à jonction p±n.
Lorsque la couche de fenêtre 8 du type p est prévue comme le montre la figure 10 ou 11, l'efficacité peut être améliorée Dans ce cas cependant, la vitesse de recombinaison de surface de In P est faible, comme on l'a mentionné ci-dessus, donc la couche de fenêtre ne contribue pas à améliorer l'efficacité d'une cellule solaire In P aussi remarquablement que la couche de
fenêtre dans des cellules solaires Ga As.
On décrira ci-après des exemples spécifiques de l'invention La présente invention n'est pas limitée à ces exemples. EXEMPLE 1 (structure n±p; sur la figure 5) On a fabriqué une cellule solaire In P ayant une
structure n±p comme montrée sur la figure 5, par les 10 étapes qui suivent.
Un substrat en In P du type p orienté ( 100) de 7 mm x 7 mm, 350,L d'épaisseur, a été poli à une surface de miroir par polissage mécanique Le substrat In P du type p a été dopé de Zn et avait une concentration 15 en porteur de 5 x 1016 cm-3 Après avoir dégraissé le substrat en In P du type p par nettoyage aux ultrasons dans du trichloroéthylène, il a été chimiquement poli
avec une solution à 1 % de Br-méthanol.
On a scellé sous vide 5 morceaux de substrat en 20 In P du type p avec 5 mg de phosphore rouge et 5 mg de sulfure d'indium (In 253) dans une ampoule en quartz de mm de diamètre interne à une pression de 1,333 x 106 millibars L'ampoule en quartz a été soumise à un
traitement thermique dans un four électrique à 650 C 25 pendant 3 heures.
Des sulfures ont été thermiquement diffusés dans le substrat en In P du type p par ce traitement thermique pour former une couche de In P du type n+ de 0,5 /4d'épaisseur et une concentration en porteur de 5 x 1018 cm-3 à la surface du substrat en In P Une couche en In P du type N a également été tirée sur la surface arrière du substrat en In P du type p Afin de retirer cette couche en In P du type n+ du côté arrière, la surface arrière a été attaquée sur une profondeur de 5-10 Mu, avec une solution à 1 % de Br-méthanol, tout en protégeant la surface avant avec de la cire Apiezon après avoir retiré le substrat en In P du type p de l'ampoule
en quartz.
Une pellicule en Au-Zn ( 7 % en poids) a alors été formée par dépôt sous vide, à une épaisseur de 200 nm à la surface arrière du substrat en In P du type p Ce substrat a été soumis à un traitement thermique dans une atmosphère d'azote gazeux en écoulement à 500 ml/mn à 450 C pendant 5 minutes afin que des électrodes de contact ohmique soient formées sur le substrat en In P du type p Les électrodes de contact ohmique ont été + appliquées à la surface de la couche en In P du type n comme suit On a utilisé un vernis photosensible AZ-1350 J, pour former un motif de grille d'une largeur de 50 pu et ayant un intervalle de 500/,_ sur la couche de In P du type n+ Une pellicule de Au-Sn ( 10 % en poids) d'une épaisseur de 200 nm a été formée sur la couche du type n par dépôt sous vide, et ensuite les grilles ont été formées par la méthode de décollage A cet état, des contacts ohmiques ont été formés entre la pellicule de
Au-Sa et la surface de In P du type n+, et ainsi un 20 traitement thermique n'a pas été requis.
Les substrats en In P du type p ont été clivés de façon que les dimensions du dispositif soient de mm x 5 mm Alors, tandis que les électrodes en Au-Zn étaient placées sur le côté inférieur, le dispositif a été monté avec de la pâte d'argent sur une plaque d'alumine enduite d'argent Comme fil conducteur, on a relié un fil en Al aux électrodes en Au-Sn en utilisant un appareil à
relier par ultrasons.
Un dispositif fonctionnant comme une cellule 30 solaire a été fabriqué par les procédés jusqu'à cette étape Afin de réduire la perte par réflexion de la lumière sur la surface avant, le revêtement anti- réflexion a été tiré sur la surface de la couche en In P du type n+ Le dispositif monté sur la plaque d'aluminium a été placé 35 dans un système d'évaporation sous vide sans autre modification et à un vide d'environ 1, 333 x 10-6 millibars, une pellicule de Ta 205 de 80 nm d'épaisseur a été formée sur toute la surface de l'échantillon par dépôt par
faisceau d'électrons.
Lorsque l'on a mesuré l'efficacité de conversion photo-électrique de la cellule solaire ainsi fabriquée, en utilisant un simulateur solaire à masse d'air (AM) 1,5 comme source de lumière, on a obtenu uneeffficacité de 16,8 % à une tension en circuit ouvert Voc de 0,81 volt, une densité du courant de court-circuit de 28 m A/cm 2 et un facteur de remplissage de 0,74 La cellule solaire fabriquée a été irradiée d'un électron à 1 Me V pour évaluer sa résistance aux radiations L'irradiation a été accomplie à la température ambiante et en condition de circuit ouvert A titre de comparaison, une cellule solaire Ga As hétérofaciale (efficacité de conversion 18 %) ayant une profondeur de jonction de 0,5 Ju a également été irradiée en même temps Après irradiation par un électron à 1 Me V à une fluence de 1 x 1015 cm-2, l'efficacité de conversion de la cellule solaire In P selon l'invention était de 15,8 % tandis que celle de la cellule solaire Ga As hérérofaciale 20 était de 13,3 % Ainsi, après l'irradiation par un électron à 1 Me V à une fluence de 1 x 1015 cm-2 de cette façon, il y a réduction de l'efficacité de conversion à peu près à % de la valeur initiale dans la cellule solaire Ga As conventionnelle tandis que l'efficacité de conversion se. 25 maintient à peu près à 95 % de la valeur initiale dans la
cellule solaire In P selon l'invention.
EXEMPLE 2 (n±p-p+; figure 6) On a fabriqué par épitaxie en phase liquide, une
cellule solaire In P ayant une structure n±p-p+ telle que 30 montrée sur la figure 6.
Un cristal de In P orienté ( 100) avec une concentration en porteur de 2 x 1018 cm-3 (dopé de Zn) a été préparé en tant que substrat du type p+ Le finissage de surface du substrat du type p+ était le même qu'avec le substrat 35 du type p de l'exemple 1.
En utilisant la méthode de nettoyage échelonné avec In comme solvant, une couche de In P du type p dopé de Zn avec une concentration en porteur de 7 x 1016 cm-3 + et d'une épaisseur de 4 p et une couche de In P du type n dopée avec Te à une concentration en porteur de 7,5 x 1018 cm-3 et d'une épaisseur de 0,3 / ont été + séquentiellement tirées sur le substrat du type p Dans ce cas, la température de croissance était de 590 C et la fraction molaire de Zn et Te dans In fondu était
de 4 x 10-6 et 9,8 x 10-4, respectivement.
Les procédés subséquents de fabrication, c'est-à10 dire le procédé de la formation de l'électrode de contact ohmique jusqu'à la formation du revêtement anti-réflexion en Ta 205 sur le substrat du type p+ et la couche du
type n+ étaient identiques à ceux de l'exemple 1.
Lorsque l'on a mesuré l'efficacité de conversion 15 photo-électrique de la cellule solaire ainsi fabriquée, en utilisant un simulateur solaire à masse d'air O comme
source de lumière, on a obtenu une efficacité de 16,5 %.
La cellule solaire fabriquée a été irradiée d'un électron à 1 Me V pour évaluer sa résistance aux radiations On a 20 obtenu une efficacité de conversion de 16,0 %, même après irradiation avecdes électrornsà 1 Me V à une fluence de 1 x 1015 cm-2 Ainsi, on a pu confirmer que le dispositif
avait une résistance supérieure aux radiations.
EXEMPLE 3 (structure n±p-p+ sur substrat en Si; 25 figure 7 A) On a utilisé une méthode de dépôt par vapeur chimique organique de métal (MOCVD) pour fabriquer une
+ +
cellule solaire In P ayant une structure N -p-p sur un
substrat en Si.
On a utilisé, pour le substrat en Si, un cristal de Si du type p dopé de B et orienté ( 100) ayant une résistivité de 1 x 10 2 ohm cm La surface du substrat en Si a été traitée en utilisant un polissage chimique avec l'élément CP 4 Pour empêcher la formation de la pellicule 35 d'oxyde naturel, le substrat en Si a été stocké dans une solution d'acide fluorhydrique jusqu' immédiatement avant
son insertion dans le réacteur du système MOCVD.
En utilisant le système MOCVD avec le réacteur horizontal, une couche de Ga P du type p, une couche de Gax Inlx P du type p, une couche de In P du type p et + une couche de In P du type N ont été tirées en succession sur le substrat en Si à-une pression de 0,1 bar Avec du triéthyl-gallium (TEG) et de la phosphine (PH 3) comme matières premières et du diéthyl-zinc (DEZ) comme gaz dopant, la couche de Ga P du type p d'une épaisseur de
0,5 ? et ayant une concentration en porteur de 1 x 1018 cmn 3 10 a été tirée à une température de croissance de 700 C.
Alors, en même temps que la réduction du débit de TEG, du triéthyl-indium(TEI) a été ajouté pour former la couche de Gax Inix P du type p avec x changeant de manière échelonnée de 0,1 à la fois, de I à 0, et ayant 15 une concentration en porteur de I x 1018 cm-3 (épaisseur de chaque gradin O,2/,; et épaisseur de toute la couche 2 k) La température de croissance à ce moment a été changée de 700 C à 600 C, avec des réductions faites à chaque échelon Ensuite, avec TEI et PH comme matières 20 premières gazeuses et DEZ comme gaz dopant, on a formé une couche de In P du type p avec une concentration en porteur de 1 x 1016 cm-3 et ayant 3,L d'épaisseur Le gaz dopant a alors été changé de DEZ à du sulfure d'hydrogène (H 2 S) pour former la couche de In P du type n+ ayant une
2 18
concentration en porteur de 2 x 1018 cm 3 et 0,3 < d'épaisseur. Une pellicule de Ai de 200 nm d'épaisseur a été formée à la surface arrière du substrat en Si par dépôt sous vide Ce substrat en Si a été soumis à un traitement 30 thermique dans un écoulement d'azote gazeux à 450 C pendant 10 minutes de façon à former des électrodes de contact ohmique sur le substrat en Si Un motif de contact + ohmique de grille de Au-Sn sur la couche de In P du type n a été fabriqué par les mêmes étapes qu'à l'exemple 1. 35 L'enlèvement de la région périphérique du substrat en clivant,le montage du dispositif sur une plaque d'aluminium et la formation du revêtement anti-réflexion en Ta 205 ont
également été accomplis de la même façon qu'à l'exemple 1.
Lorsque l'on a mesuré l'efficacité de conversion des cellules solaires fabriquées de cette façon,l'efficacité de conversion en éclairement simulé AM O était de 16,5 %, au temps initial et l'efficacité de conversion de 16,0 % a été obtenue après irradiation par un électron
à 1 Me V d'une fluence de 1 x 1015 cm-3.
EXEMPLE 4 (structure n±p-p sur un substrat en Si; sur la figure 7 D) De la surface d'un substrat monocristallin en Si du type p orienté ( 100) ayant une résistivité de
-2 ohm-cm, la pellicule d'oxyde naturel a été retirée.
En utilisant du triéthyl-gallium et de la phosphine comme matières premières, du diéthyl-zinc comme gaz dopant, la 15 couche de p-Ga P ayant une concentration en porteur de 1 x 1018 cm-3 et une épaisseur de 0,5,i a été formée sur le substrat en Si Du triéthyl-indium a été ajouté aux matières premières, en contrôlant les débits de chaque gaz de façon que la couche de p-Gax Inlx P ayant le rapport de composition x changeant graduellement de 1 à O et ayant une épaisseur de 3, soit formée sur la couche de p-Ga P. Alors, l'alimentation en triéthyl-gallium a été interrompue de façon à former la couche de p-In P à une concentration en porteur de I x 1016 cm-3 et une épaisseur de 3 L sur la couche de Gax In, x P Subséquemment, du sulfure d'hydrogène a été introduit à la place du diéthylzinc en tant que gaz dopant pour former la couche de n-In P ayant une concentration en porteur de 2 x 1018 cm-3 30 et une épaisseur de 0,37 L'électrode de contact ohmique de Au-Ge ayant un motif de grille et l'électrode de contact ohmique de A 1 ont été formées par dépôt sous vide Alors, le revêtement anti-réflexion en Si 3 N 4 d'une épaisseur de 50 nm a été formée par procédé de dépôt de 35 vapeur chimique de plasma sur la couche de n-In P et
l'électrode à motif.
Cette cellule solaire In P avait une efficacité de conversion de 16,5 % en éclairement simulé AMO Cette valeur de 16,5 % est supérieure à l'efficacité dans le cas de la cellule solaire ayant un substrat monocristallin en In P. EXEMPLE 5 (structure n±p-p+ sur substrat en Si; figure 7 E) Après avoir formé la couche de p-Ga P dela même façon qu'à l'exemple 4, la couche super réseau In P/Ga P a été formée En effet, tandis que l'on a introduit continuellement de la phosphine, on a introduit alternativement du triéthyl-indium (TEI) et du triéthyl-gallium (TEG), chacun pendant 10 secondes de façon que 50 couches en In P ayant chacune une épaisseur de 10 nm et 50 couches en Ga P ayant chacune une épaisseur de 15 nm soient 15 laminées alternativement L'épaisseur totale de la couche super réseau était de 1,25 "- Par ailleurs, Zn a été dopé dans la couche super réseau de façon que sa
concentration en porteur soit de 1 x 1018 cm-3.
La cellule solaire In P ainsi fabriquée avait une 20 forte efficacité de conversion de 16,5 % ou plus en
éclairement simulé AM 0.
EXEMPLE 6 (structure p±n; figure 8) Une cellule solaire In P ayant une structure p -n
a été fabriquée par méthode dediffusion de Zn.
Un cristal de In P orienté ( 100) et non dopé, avec une concentration en porteur de 5 x 1015 cm-3 a été préparé en tant que substrat en In P du type n Le traitement de surface du substrat en In P du type N était le même que
celui du substrat du type p de l'exemple 1.
Cinq substrats en In P du type n, avec 5 mg de phosphore rouge et 10 mg de phosphure de zinc, ont été scellés sous vide dans une ampoule en quartz d'un diamètre interne de 100 min évacuée jusqu'à une pression de 1, 333 x 10-6 mbars L'ampoule en quartz a été insérée dans 35 le four électrique à 550 C et soumise a un traitement thermique pendant 30 minutes Par ce traitement thermique, le zinc (Zn) s'est diffusé dans le substrat en In P du type N et a formé une couche de In P du type p+ de 1, 0/
d'épaisseur et à une concentration en porteur de2 x 1018 cm-3 à la surface du substrat en In P du type n.
Comme le coefficient de diffusion de Zn dans In P est normalement important, la profondeur de diffusion sera d'environ 3 u aux conditions ci-dessus Mais, avec la présente invention, du phosphore en excès (P) a été placé dans l'ampoule, donc la pression du phosphore dans l'ampoule a augmenté pour supprimer la diffusion de Zn et par siite il s'est formé une couche mince de P du type + p+ de 1,0 o S d'épaisseur Une couche de In P du type p a également été formée à la surface arrière du substrat en In P du type n Afin de retirer cette couche de In P du type p+ du côté arrière, la surface arrière a été attaquée sur une profondeur de 5-10/t dans une solution à 1 % de Br-méthanol tandis que la surface avant était
protégée avec la cire Apiezon.
Ensuite, on a formé une pellicule de Au-Sn ( 10 % en poids) de 200 nm d'épaisseur, sur la surface arrière 20 du substrat en In P du type n, par dépôt sous vide Ce substrat a été soumis à un traitement thermique dans une atmosphère d'azote gazeux en écoulement à 500 ml/mn à 400 o C pendant 5 minutes, de façon à former des électrodes
de contact ohmique sur le substrat en In P du type n.
Les électrodes de contact ohmique ont été appliquées à la surface de la couche de In P du type p+ à la façon qui suit En utilisant un vernis photosensible AZ-1350 J, on a formé un motif de grille ayant une largeur de 50, et des intervalles de 500 A-u-, à la surface de la couche de 30 In P du type p+ Une pellicule de Au-Zn ( 7 % en poids) d'une épaisseur de 200 nm a été formée sur le vernis par dépôt sous vide et ensuite les électrodes de contact de
de grille Au-Zn ont été formées par la méthode de décollage.
A cet état, les contacts ohmiques ont été formés entre +
la pellicule de Au-Zn et la surface de In P du type p, et ainsi un traitement thermique n'a pas été requis.
La cellule solaire a été fabriquée de la même façon qu'à l'exemple 1 et son efficacité de conversion ainsi que sa résistance au rayonnement ont alors été évaluées Les résultats montrent une efficacité initiale à AMO de 16,3 % et un débit maintenu de 97,5 %, après irradiation avec un électron à 1 Me V à une fluence de 15 -2 1 x 1015 cm 2 EXEMPLE 7 (structure p±n; figure 8) On a formé une couche de In P du type p de 0, 5/,-d'épaisseur contenant 1 x 1018 cm-3 Zn comme impureté, à la surface d'un substrat monocristallin en In P du type N orienté ( 100) contenant 2 x 1016 cm-3 de Si comme impureté Une méthode de dépôt de vapeur chimique organique de métal a été utilisée pour son contrôle supérieur de l'épaisseur de la pellicule La couche du type p 15 a été tirée sur le substrat, en utilisant du triéthylindium ((C 2 H 5)3 In) et de la phosphine comme matières
premières et du diéthyl-zinc ((C 2 H 5)2 Zn) comme dopant.
Ensuite, on a formé, par dépôt sous vide, l'électrode de contact de grille ayant de l'électrode de surface arrière de 20 environ 200 nm d'épaisseur de Au-Zn ( 5 %) de 200 nm d'épaisseur de Au-Sn ( 10 %) On a soumis cela à un traitement thermique dans une atmosphère d'hydrogène gazeux à 450 C pendant 5 minutes de façon à présenter un contact ohmique L'électrode de contact de grille avait une largeur
de 50 u et un intervalle de 500/y- Les motifs d'électrode ont été formés par un traitement de décollage en utilisant un vernis photosensible Enfin, un revêtement antiréflexion de 70 nm d'épaisseur en Ta 205 a été tiré par dépôt sous vide et ensuite la cellule solaire ayant la 30 structure montrée sur la figure 8 a été fabriquée.
Lorsque l'on a mesuré la cellule solaire In P ayant une surface d'incidence de la lumière de I cm 2 selon la présente invention, fabriquée comme on l'a décrit
ci-dessus, sous un éclairement simulé AMO (masse d'air 35 zéro), on a obtenu une efficacité de conversion de 17 %o.
Une fluence d'irradiation d'un électron à 1 Me V équivalente à une réduction de 25 % de la puissance de sortie initiale était de I x 1017 cm 2, correspondant à une durée de vie d'environ 1 000 ans, lors d'une conversion en années de
durée de vie de la cellule.
EXEMPLE 8 (structure p±n-n+; figure 9) D'abord, une couche de Irn P du type N dopé de S (soufre) à une concentration en porteur de 5 x 1015 cm-3 et de 5/ d'épaisseur puis une couche de In P du type p dopé de Zn à une concentration en porteur de 2 x 1018 cm-3 et de 0,4/" d'épaisseur ont été tirées par épitaxie à la surface d'un substrat monocristallin en In P du type n dopé de Sn ayant une concentration en porteur de 2 x 1018 cm-3 La méthode de croissance par épitaxie utilisée dans cet exemple était la méthode de dépôt de vapeur chimique organique de métal employée à l'exemple 7. 15 Il faut noter que la méthode d'épitaxie par faisceau moléculaire peut être utilisée comme méthode de croissance épitaxiée en plus de la méthode d'épitaxie en phase liquide usuelle ou de la méthode de dépôt de vapeur en utilisant des composés halogénés Par ailleurs, la couche de In P du type p peut également être formée par diffusion thermique d'accepteur d'impureté comme Zn Dans le présent exemple, la forme et les procédés de formation des électrodes de surface avant et arrière ainsi que du revêtement anti-réflexion étaient identiques à la figure 7. 25 La cellule solaire In P fabriquée de cette façon telle que représentée sur la figure 9 avait une efficacité de conversion de 17,5 % en éclairement simulé AM O La fluence d'irradiation d'un électron à 1 Me V équivalente à une réduction de 25 % de la puissance de sortie initiale était 30 de 5 x 1016 cm-2, c'est-à-dire lors d'une conversion en années de vie dans l'environnement dans l'espace, cela
* était équivalent environ à 500 ans.
Comme In P a une plus faible vitesse de recombinaison de surface que Ga As, la couche de fenêtre, qui est 35 indispensable pour améliorer l'efficacité des cellules solaires Ga As, peut être omise Même si une telle couche de fenêtre n'est pas prévue, le dispositif à cellule solaire ayant une structure simple telle que montrée sur la figure 8 ou 9 a une efficacité de conversion qui n'est pas inférieure à l'efficacité ( 16-18 %) des cellules
solaires Ga As.
EXEMPLE 9 (structure p±n-n+; figure 9) Une cellule solaire In P ayant une structure
p±n-n+ telle que montrée sur la figure 9 a été fabriquée par un dépôt de vapeur chimique organique de métal (MOCVD).
On a préparé un cristal de In P dopé de Sn 10 orienté ( 100) ayant une concentration en porteur de 3 x 1018 cm-3, pour un substrat en In P du type n+ Le traitement de surface du substrat en In P du type n
était le même que pour le substrat de l'exemple 1.
Une croissance MOCVD de la couche du type n et de la couche du type p+ à la surface du substrat du type n+ était comme suit On a utilisé du triéthylindium (TEI) pour la source de In et de la phosphine (PH 3) pour la source de phosphore Les conditions choisies étaient les suivantes: température de croissance 580 C, 20 rapport molaire P/In environ 130 et écoulement total de H 2 3,6 1/mn Le réacteur était horizontalement allongé et la pression interne du réacteur pendant la croissance était de 0,1 bar L'allure de croissance de In P était de 1,2 y /h La couche de In P non dopé de 4,y d'épaisseur 25 a d'abord été tirée dur le substrat du type n+ La couche non dopée a été utilisée pour la couche du type n, car la couche non dopée présentait une conductivité du type N et sa concentration en porteur était de x 1015 cm-3 Ensuite, la couche du type p+ de 0,8/30 d'épaisseur a été tirée sur la couche du type N en utilisant du diéthyl-zinc (DEZ) comme masse dopante La concentration en porteur de la couche du type p+ était de 3 x 118 Cm-3 Les électrodes de contact ohmique ont été tirées 35 sur le substrat du type n+ et sur la couche du type p+ par le même processus qu'à l'exemple 6 Après enlèvement du pourtour du substrat par-clivage, le substrat a été monté sur la plaque d'alumine, les fils conducteurs ont été attachés aux électrodes et la pellicule antiréflexion de Ta 205 a été formée pour compléter la cellule solaire. L'efficacité de conversion des cellules solaires In P ainsi fabriquées a été mesurée en éclairement simulé AMO On a obtenu une valeur de 17,0 % Les cellules solaires ont alors été irradiées d'un électron à 1 Me V d'une fluence de 1 x 1016 cm-3 La chute d'efficacité de 10 conversion par rapport à la valeur initiale n'était que de 5 % et ainsi on a pu confirmer que ces cellules solaires
avaient une excellente résistance aux radiations.
EXEMPLE 10 (structure p±n; figure 10) Après avoir formé les électrodes de contact de 15 grille sur la couche de In P du type p de la même façon qu'à l'exemple 7, une couche de fenêtre de A O l 47 In 0,53 As du type p, ayant une concentration en porteur de 1 x 10 8 cm-3 et 0,2,,/ d'épaisseur a été tirée sur la couche de In P du type p par dépôt sous vide. 20 Ensuite, le revêtement anti-réflexion a été déposé sur
la couche de fenêtre de la même façon qu'à l'exemple 7.
La-cellule solaire In P de cet exemple a présenté une
efficacité de conversion de 17 % en éclairement simulé AMO.
La fluence d'irradiation d'un électron à 1 Me V équivalente 25 à une réduction de 25 % de la puissance initiale de sortie était de 1 x 1017 cm2, en termes d'années qui ont donné à la cellule solaire une durée de vie dans l'espace
d'environ 1 000 ans.
EXEMPLE 11 (structure p±n-n+; figure 11) Après avoir formé les électrodes de contact de grille sur la couche de In P du type p de la même façon qu'à l'exemple 8, la couche de fenêtre de A 10,47 In 0, 53 As du type p ayant une concentration en porteur de 1 x 1018 cm-3 et 0,2/y d'épaisseur, a été tirée sur la 35 couche de In P du type p par dépôt sous vide Ensuite, le revêtement anti-réflexion a été tiré sur la couche de fenêtre de la même façon qu'à l'exemple 8 La cellule solaire In P de cet exemple avait une efficacité de conversion de 17,5 % en éclairement simulé AM O La fluence d'irradiation d'un électron à 1 Me V équivalente à une réduction de 25 % de la puissance de sortie initiale était de 5 x 1016 cm-2, en termes d'année qui ont donné à la cellule solaire une durée de vie dans l'espace
d'environ 500 ans.
Comme on l'a précédemment indiqué, en utilisant le matériau d'une cellule solaire In P et en optimisant 10 la concentration en porteur ainsi que la profondeur de jonction du substrat du type p ou du type N et de la couche du type p ou du type N tirée par épitaxie, la présente invention offre les avantages d'une résistance de la cellule solaire aux radiations supérieure aux cellules solaires conventionnelles et par ailleurs une
forte efficacité de conversion photovoltaïque.
En conséquence, une cellule solaire selon la présente invention peut être avantageusement appliquée à une cellule solaire à utiliser dans l'espace Par ailleurs, 20 il faut noter que dans "High-efficiency In P homojunction solar cells" de G W Turner et autres (appln Phys Lett, 37 ( 4), 1980, pages 400-402), la couche n+ était dopée de Sn Au contraire, dans la présente invention, au moins un élément de S, Se ou Te du groupe V Ib de la table périodique des éléments est dopé dans la couche n+ de la structure n±p ou n±p-p+ Ces dopants ont une solubilité solide considérablement plus élevéedans In P que les éléments du groupe I Vb comme Si, Ge ou Sn Sn, par exemple, ne peut être dopé qu'à environ 2 x 1018 cm-3 tandis que S, 30 Se ou Te peuvent être dopés à au moins 1020 cm3 Cela signifie que la couche du type n+ peut être fortement dopée même si la couche de In P du type n+ est mince, donc il y a diminution de la résistance dans cette couche du type n+ En d'autres termes, si l'on utilise S, Se 35 ou Te comme dopant, la couche de In P du type N peut être bien plus mince que dans le cas o l'on utilise Sn comme dopant Ainsi, l'efficacité de la cellule solaire
est accrue et la résistance aux radiations est améliorée.
La figure 15 montre la comparaison de la dégradation aux radiations sur l'efficacité de conversion de la cellule solaire homojonction en In P cidessus mentionnée de l'art antérieur (courbe I) et la cellule solaire In P selon l'invention (courbe I) en plus de la cellule solaire Ga As selon l'art antérieur (courbe III)
et la cellule solaire Si (courbe IV).
Du fait des hautes pressions de vapeur, ces dopants (S, Se et Te) peuvent également être dopés par diffusion en phase vapeur Cette diffusion en phase
vapeur simplifie la fabrication de la cellule solaire.
Des jonctions n±p particulièrement peu profondes et
raides peuvent être fabriquées par la diffusion de 15 soufre.
De plus, lorsque l'on tire In P avec épitaxie en phase liquide (LPE) en utilisant In comme solvant, S, Se ou Te peuvent être dopés à de fortes concentrations du fait de leur fort coefficient de distribution Par 20 exemple, le coefficient de distribution de Te est 0,3 tandis que celui de Sn est de 2 x 1013 Ainsi, ces dopants sont préférables pour un dopage à haute
concentration en LPE.
Claims (20)
1. Cellule solaire In P caractérisée en ce qu'elle comprend: un substrat monocristallin en In P ( 1) du type p ayant une concentration en porteur de 2 x 1016-2 x 1018 cm-3; et une couche en In P ( 2) du type N à laquelle est ajouté un dopant d'au moins un élément choisi dans le
groupe V Ib comprenant S, Se et Te, et qui est disposée 10 sur ledit substrat sur une épaisseur de 0,05 1/p.
2. Cellule solaire In P caractérisée en ce qu'elle comprend: un substrat monocristallin semi-conducteur du type p ( 11); une couche de In P du type p ( 16) tirée par épitaxie formée par croissance épitaxiée sur ledit substrat et ayant une concentration en porteur de 2 x 1016 2 x 1018 cm-3; et une couche ( 2) en In P du type N à laquelle est 20 ajouté un dopant d'au moins un élément choisi dans le groupe V Ib comprenant S, Se et Te et qui est disposée sur ladite couche en In P du type p tirée par épitaxie sur une épaisseur de 0,05 1/L
3. Cellule selon l'une quelconque des
revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la couche
en In P du type N a une concentration en porteur de x 1017 1 x 1019 cm-3.
4. Cellule solaire In P caractérisée en ce qu'elle comprend: un substrat monocristallin en In P ( 31) du type n ayant une concentration en porteur de 1 x 1015 1 x 1018 cm-3; et une couche en In P ( 32) du type p formée sur ledit substrat et ayant une épaisseur de 0,1 2/-. 35
5. Cellule solaire In P caractérisée en ce qu'elle comprend: un substrat monocristallin semi-conducteur du type N ( 41); une couche en In P du type N tirée par épitaxie ( 46) formée par croissance épitaxiée sur ledit substrat et ayant une concentration en porteur de 5 x 1014 1 x 1018 cm-3; et une couche en In P ( 32) du type p formée sur 10 ladite couche de In P du type N tirée par épitaxie et
ayant une épaisseur de 0,1 2 >L-.
6. Cellule solaire selon l'une quelconque des
revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend
de plus une couche de fenêtre ( 8) sur la couche en In P 1 du tyv De P.
7. Cellule solaire selon la revendication 6, caractérisée en ce que la couche de fenêtre est en
(Al X Gal-x)Q,47 Ino 0,53 As (O < _ 1) ou Alo,47 In 0,53 As.
8. Cellule solaire selon l'une quelconque des
revendications 2 ou 5, caractérisée en ce que le substrat
monocristallin semi-conducteur du type p est In P.
9. Cellule solaire selon l'une quelconque des
revendications 2 ou 5, caractérisée en ce que le substrat
monocristallin semi-conducteur du type p est Si.
10 Cellule solaire selon l'une quelconque des
revendications I ou 2, caractérisée en ce qu'une électrode
de grille ( 3) est agencée sur ladite couche en In P du
type n.
11. Cellule solaire selon l'une quelconque des
revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'une électrode
de grille ( 3) est agencée sur la couche en In P du type p.
12. Cellule solaire selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'une électrode de grille ( 3) est
agencée sur la couche de fenêtre.
13 Cellule solaire selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'un revêtement anti-réflexion ( 4) est formé sur la couche en In P du type N et l'électrode de grille.
14. Cellule solaire selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'un revêtement anti-réflexion ( 4) est formé sur la couche en In P du type p et l'électrode
de grille.
15 Cellule solaire selon la revendication 12, caractériséeen ce qu'un revêtement anti-réflexion ( 4) est formé sur la couche de fenêtre et l'électrode de grille.
16. Cellule solaire selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'une électrode de surface arrière ( 5) est agencée à la surface arrière du substrat du type p.
17. Cellule solaire selon l'une quelconque des
revendications 14 ou 15, caractérisée en ce qu'une électrode
de surface arrière ( 5) est agencée à la surface arrière 15 du substrat du type n.
18. Cellule solaire In P caractérisée en ce qu'elle comprend: un substrat monocristallin en Si; des première et seconde couches de In P formant 20 une jonction p-n qui est parallèle à la surface dudit substrat; et une couche de Gax In _x P ( O x $ 1) agencée entre ledit substrat et ladite première couche de In P, ladite couche de Gax Inlx P ayant une partie de couche de 25 Ga P ou une partie de couche de Gax Inlx P ayant un fort rapport de composition de Ga du côté dudit substrat et ayant une partie de couche de In P ou une partie de couche de Gax In _x P ayant un fort rapport de composition de Indu côté de ladite première couche de In P.
19 Cellule solaire selon la revendication 18, caractérisée en ce que le rapport de composition x de la couche de Gax In 1 _x P diminue graduellement du côté du substrat vers la première couche de In P.
20. Cellule solaire selon la revendication 18, 35 caractérisée en ce que la couche de Gax Inl x P est une couche super réseau de In P/Ga P ayant des couches de In P et des couches de Ga P qui sont alternativement laminées et dont la couche adjacente au substrat est l'une des couches de Ga P et la couche adjacente à la premiere couche de In P est l'une des couches de Ir P.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129542A JPS6022381A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 太陽電池 |
| JP58197516A JPS6089982A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | 太陽電池 |
| JP59074493A JPS60218880A (ja) | 1984-04-13 | 1984-04-13 | ＩｎＰ太陽電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2549642A1 true FR2549642A1 (fr) | 1985-01-25 |
| FR2549642B1 FR2549642B1 (fr) | 1987-09-04 |
Family
ID=27301523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8411316A Expired FR2549642B1 (fr) | 1983-07-18 | 1984-07-17 | Cellule solaire |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4591654A (fr) |
| DE (1) | DE3426338A1 (fr) |
| FR (1) | FR2549642B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2627013A1 (fr) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Thomson Csf | Generateur photovoltaique a semiconducteurs realise sur un substrat de parametre de maille different |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5047565A (en) * | 1987-10-14 | 1991-09-10 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Mononuclear and multinuclear phosphido, arsenido, and stibido complexes of aluminum, gallium and indium |
| JPH01207920A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-08-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | ＩｎＰ半導体薄膜の製造方法 |
| US4963949A (en) * | 1988-09-30 | 1990-10-16 | The United States Of America As Represented Of The United States Department Of Energy | Substrate structures for InP-based devices |
| US5260621A (en) * | 1991-03-18 | 1993-11-09 | Spire Corporation | High energy density nuclide-emitter, voltaic-junction battery |
| WO1995005667A1 (fr) * | 1991-03-18 | 1995-02-23 | Spire Corporation | Batterie a jonction voltaique et nucleide emetteur de densite energetique elevee |
| US5322573A (en) * | 1992-10-02 | 1994-06-21 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | InP solar cell with window layer |
| US5342453A (en) * | 1992-11-13 | 1994-08-30 | Midwest Research Institute | Heterojunction solar cell |
| US5316593A (en) * | 1992-11-16 | 1994-05-31 | Midwest Research Institute | Heterojunction solar cell with passivated emitter surface |
| US5376185A (en) * | 1993-05-12 | 1994-12-27 | Midwest Research Institute | Single-junction solar cells with the optimum band gap for terrestrial concentrator applications |
| JP2755185B2 (ja) * | 1994-11-07 | 1998-05-20 | 日本電気株式会社 | Ｓｏｉ基板 |
| US5481123A (en) * | 1994-12-20 | 1996-01-02 | Honeywell Inc. | Light emitting diode with improved behavior between its substrate and epitaxial layer |
| US5571339A (en) * | 1995-04-17 | 1996-11-05 | The Ohio State Univ. Research Found | Hydrogen passivated heteroepitaxial III-V photovoltaic devices grown on lattice-mismatched substrates, and process |
| US6010937A (en) * | 1995-09-05 | 2000-01-04 | Spire Corporation | Reduction of dislocations in a heteroepitaxial semiconductor structure |
| US6166318A (en) * | 1998-03-03 | 2000-12-26 | Interface Studies, Inc. | Single absorber layer radiated energy conversion device |
| US6815736B2 (en) | 2001-02-09 | 2004-11-09 | Midwest Research Institute | Isoelectronic co-doping |
| US6479919B1 (en) | 2001-04-09 | 2002-11-12 | Terrence L. Aselage | Beta cell device using icosahedral boride compounds |
| US9076915B2 (en) | 2010-03-08 | 2015-07-07 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Boron, bismuth co-doping of gallium arsenide and other compounds for photonic and heterojunction bipolar transistor devices |
| JP5136730B2 (ja) * | 2011-04-27 | 2013-02-06 | パナソニック株式会社 | 太陽電池を用いて電力を発生させる方法 |
| US8969122B2 (en) * | 2011-06-14 | 2015-03-03 | International Business Machines Corporation | Processes for uniform metal semiconductor alloy formation for front side contact metallization and photovoltaic device formed therefrom |
| US20130068293A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | National Institute Of Standards And Technology | Substrate geometry for three dimensional photovoltaics fabrication |
| EP2982783A4 (fr) | 2013-03-26 | 2017-01-04 | JX Nippon Mining & Metals Corporation | Tranche semi-conductrice composite, élément de conversion photoélectrique et procédé de production de monocristaux de semi-conducteur composite du groupe iii-v |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4227941A (en) * | 1979-03-21 | 1980-10-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Shallow-homojunction solar cells |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4107723A (en) * | 1977-05-02 | 1978-08-15 | Hughes Aircraft Company | High bandgap window layer for GaAs solar cells and fabrication process therefor |
| US4278474A (en) * | 1980-03-25 | 1981-07-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Device for conversion of electromagnetic radiation into electrical current |
| US4370510A (en) * | 1980-09-26 | 1983-01-25 | California Institute Of Technology | Gallium arsenide single crystal solar cell structure and method of making |
| JPS58137263A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 太陽電池 |
-
1984
- 1984-07-16 US US06/631,091 patent/US4591654A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-07-17 DE DE3426338A patent/DE3426338A1/de active Granted
- 1984-07-17 FR FR8411316A patent/FR2549642B1/fr not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4227941A (en) * | 1979-03-21 | 1980-10-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Shallow-homojunction solar cells |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 37, no. 4, 15 août 1980, New York, USA; G.W. TURNER et al. "High-efficiency InP homojunction solar cells", pages 400-402 * |
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 96, no. 20, 17 mai 1982, Columbus, Ohio, USA; M. GAUNEAU et al. "Use of implanted samples as standards in spark-source mass spectrometry with application to the analysis of ÄGroupÜ III-V semiconductors", page 768, 2ème colonne - page 769, 1ère co * |
| JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. 51, no. 5, mai 1980, New York, USA; M.-J. TSAI et al. "Sputtered oxide/indium phosphide junctions and indium phosphide surfaces", pages 2696-2705 * |
| JOURNAL OF ELECTRONIC ENGINEERING, vol. 19, no. 186, juin 1982, Tokyo, JP; Y. YUKIMOTO "Research advances for GaAs solar cells", pages 39-42 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2627013A1 (fr) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Thomson Csf | Generateur photovoltaique a semiconducteurs realise sur un substrat de parametre de maille different |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3426338C2 (fr) | 1988-03-17 |
| FR2549642B1 (fr) | 1987-09-04 |
| US4591654A (en) | 1986-05-27 |
| DE3426338A1 (de) | 1985-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2549642A1 (fr) | Cellule solaire | |
| US9190555B2 (en) | Polycrystalline CdTe thin film semiconductor photovoltaic cell structures for use in solar electricity generation | |
| EP0747972B1 (fr) | Cellule solaire et sa méthode de fabrication | |
| FR2491261A1 (fr) | Pile solaire et son procede de fabrication | |
| US4451691A (en) | Three-terminal ternary III-V multicolor solar cells and process of fabrication | |
| FR2472841A1 (fr) | Cellule solaire photovoltaique a jonctions multiples et haut rendement | |
| US4575577A (en) | Ternary III-V multicolor solar cells containing a quaternary window layer and a quaternary transition layer | |
| EP2172981B1 (fr) | Cellule photovoltaïque à hétérojonction à deux dopages et procédé de fabrication | |
| FR2675950A1 (fr) | Cellule solaire monolithique en tandem amelioree. | |
| FR2479569A1 (fr) | Dispositif de conversion de rayonnement electromagnetique en courant electrique | |
| FR2721754A1 (fr) | Procédé de dépôt par plasma pour améliorer les propriétés électriques et optiques de dispositifs photovoltaïques et électroniques et dispositifs obtenus. | |
| FR2732510A1 (fr) | Cellule thermovoltaique a miroir in situ | |
| EP2450957A2 (fr) | Contacts métalliques pour dispositifs photovoltaïques et procédés de fabrication à basse température correspondants | |
| FR2818014A1 (fr) | Pile solaire en silicium-germanium possedant un rendement eleve | |
| FR2490018A1 (fr) | Procede et dispositif pour etalonner les intervalles de bande d'alliages semi-conducteurs amorphes et alliages obtenus | |
| EP3011602B1 (fr) | Cellule solaire a heterojonction de silicium | |
| JP2000196134A (ja) | 可視―ブラインドｕｖ検出器 | |
| JP3468328B2 (ja) | 半導体薄膜の製造方法 | |
| WO1999052155A1 (fr) | Structure a semiconducteurs de composant photovoltaique | |
| EP0033429A2 (fr) | Cellule photovoltaique applicable à la fabrication de piles solaires | |
| FR3104808A1 (fr) | Procédé de réalisation d'une couche semiconductrice dopée | |
| EP3853882A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un dispositif électronique | |
| WO2010112782A2 (fr) | Structure electronique a couche epitaxiee sur silicium fritte | |
| EP2782145A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque multi-jonctions et dispositif photovoltaïque multi-jonctions ainsi obtenu | |
| JPH0364974A (ja) | 光電変換素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TP | Transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse | ||
| ST | Notification of lapse | ||
| ST | Notification of lapse |