FR2985608A1 - Cellule photovoltaique et procede de realisation - Google Patents

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Abstract

Cellule photovoltaïque comportant un substrat semi-conducteur d'un premier type de conductivité (1) muni d'une face principale, une première couche en matériau semi-conducteur amorphe (2) du premier type de conductivité en contact avec la face principale du substrat (1), un premier contact électrique (3) formé sur la première couche amorphe (2), une deuxième couche en matériau semi-conducteur amorphe (4) d'un second type de conductivité en contact avec la face principale du substrat (1), un second contact électrique (5) formé sur la deuxième couche amorphe (4) et une couche électriquement isolante (6), cellule caractérisée en ce que la couche électriquement isolante (6) est formée intégralement sur la première couche amorphe (2) et que les premier et deuxième contacts (3,5) s'étendent sur la couche électriquement isolante (6).

Description

Cellule photovoltaïque et procédé de réalisation Domaine technique de l'invention L'invention est relative à une cellule photovoltaïque. L'invention est également relative à un procédé de réalisation d'une cellule photovoltaïque. État de la technique Dans le domaine des cellules photovoltaïques, la recherche se focalise principalement sur l'amélioration du rendement de conversion de la cellule, 15 par exemple en réduisant la recombinaison de porteurs de charges photogénérés et/ou en diminuant les pertes résistives, et sur la simplification du procédé de réalisation des cellules photovoltaïques. De manière conventionnelle, une cellule photovoltaïque est formée par une 20 diode, par exemple, une jonction de type p/n réalisée dans un matériau semi- conducteur tel que le silicium. La diode comporte alors une zone dopée par une impureté de type p, par exemple du bore, et une zone dopée par une impureté de type n, par exemple du phosphore. 25 Afin d'améliorer le rendement de conversion des cellules photovoltaïques, différentes architectures ont été proposées. En premier lieu, les cellules à hétérojonctions de silicium, combinent un substrat en silicium cristallin, c-Si, associé à des couches ultra-minces de 30 silicium amorphe a-Si : H, déposées pour former des jonctions avec le silicium cristallin. L'énergie de gap du a-Si : H (1,5eV<EG<1,9eV) est plus 10 élevée que celle du c-Si (1,12eV). Les premiers développements des cellules à hétérojonction ont été réalisées sur des structures où seul l'émetteur était constitué d'un film de a-Si : H, avec des rendements intéressants.
Des recherches ont également été réalisées afin d'améliorer la collecte des paires électron-trou, la configuration à champ arrière « Back Surface Field » en anglais ou BSF est avantageuse. Ce champ améliore les caractéristiques électriques de la cellule solaire, en particulier, la tension en circuit ouvert par réduction du courant d'obscurité. En effet, les porteurs devenus minoritaires après leur injection dans la zone arrière s'éloignent de la zone de déplétion. Le champ électrique arrière « BSF » les repousse vers la jonction. Enfin, de nouvelles architectures ont été proposées afin de libérer la surface de collection, la surface avant. Les cellules à contact en face arrière, en anglais « Rear Contact Cell » RCC, permettent d'avoir les zones d'émetteur et BSF localisés sur la face arrière et ainsi d'éviter les ombrages dus à la métallisation de la face avant. Des architectures de cellules à hétérojonctions, et particulièrement des cellules à double hétérojonction avec un émetteur et un BSF réalisés en a-Si : H, en face arrière, sont décrites dans les documents US 7,199,395 et US 2004/0043528. Ces architectures sont, de plus, relativement longues à mettre en oeuvre et présentent des risques de mauvais rendement. En effet, les espaces et recouvrements des différentes couches de la cellule photovoltaïque imposent des tolérances dans la géométrie des masques et dans les alignements entre les dépôts pour éviter les courts-circuits. Par exemple, il s'agit d'avoir un bon alignement entre les différents niveaux de couches réalisés sur le substrat. Ainsi, plus la géométrie de la face arrière est complexe et plus elle nécessite d'étapes de localisation. A chaque étape de localisation est ajoutée une tolérance, ce qui augmente la largeur du dispositif et peut réduire ses performances.
Il reste donc un besoin d'élaborer une cellule photovoltaïque de géométrie simple en face arrière afin d'obtenir de hauts rendements de conversion.
Objet de l'invention L'invention a pour objet une cellule photovoltaïque dont la structure est compacte tout en facilitant la formation des contacts afin de conserver de bons rendements. Le dispositif selon l'invention est une cellule photovoltaïque comportant : - un substrat semi-conducteur d'un premier type de conductivité muni d'une face principale, - une première couche amorphe du premier type de conductivité en contact avec la face principale du substrat, - un premier contact électrique formé sur la première couche amorphe, - une deuxième couche amorphe d'un second type de conductivité en contact avec la face principale du substrat, - un second contact électrique formé sur la deuxième couche et une couche électriquement isolante, formée intégralement sur la première couche amorphe, les premier et deuxième contacts s'étendant sur la couche électriquement isolante.
L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'une cellule photovoltaïque qui soit robuste, facile à mettre en oeuvre et qui permette une réduction du nombre d'étapes technologiques. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : Prévoir un substrat comportant une couche en matériau semi-conducteur d'un premier type de conductivité, le substrat étant partiellement recouvert par un premier motif comportant une première couche amorphe du premier type de conductivité et une couche électriquement isolante, la couche électriquement isolante étant séparée du substrat par la première couche amorphe, le substrat et le premier motif étant recouvert par une deuxième couche amorphe d'un second type de conductivité, Graver partiellement la deuxième couche amorphe et le premier motif pour libérer une partie de la première couche amorphe, le substrat étant laissé recouvert par la deuxième couche amorphe, Former un contact de la première couche amorphe et un contact de la deuxième couche amorphe au moyen d'un matériau électriquement conducteur, les deux contacts recouvrant partiellement la couche électriquement isolante et étant dissociés électriquement. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente, de manière schématique, en coupe, une cellule photovoltaïque, la figure 2, 3 et 4 représentent, de manière schématique, en coupe, une cellule photovoltaïque en cours d'élaboration, la figure 5 représente de manière schématique la cellule photovoltaïque vue de dessus.
Description d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention Comme illustré à la figure 1, la cellule photovoltaïque comprend un substrat 1 d'un premier type de conductivité muni d'une face principale. Le substrat 1 est cristallin, c'est-à-dire mono-cristallin ou polycristallin. Le substrat 1 est formé par un matériau semi-conducteur, par exemple, un matériau du type IV, comme Si, Ge, un alliage de ces matériaux, un matériau de type III-V ou Il-VI. 11 comporte, sur sa face principale, une première couche en semi-conducteur amorphe du premier type de conductivité 2 et une deuxième couche en semiconducteur amorphe d'un second type de conductivité 4, toutes deux en contact avec la face principale du substrat 1. La première et deuxième couches amorphes sont connectées électriquement au substrat 1 de manière à former une jonction avec le substrat et/ou à autoriser le passage des porteurs de charge entre les couches amorphes et le substrat. La première et/ou la deuxième couches amorphes peuvent ainsi avoir une interface avec le substrat. De manière préférentielle, les interfaces sont abruptes. Cette structure est appelée cellule photovoltaïque à hétérojonction car les deux matériaux qui constituent cette jonction ont une énergie de bande interdite (EG) différente. Le second type de conductivité est opposé au premier type de conductivité. L'hétérojonction est préférentiellement entre un matériau amorphe et un matériau mono ou polycristallin identique. Avantageusement, l'hétérojonction est du type a-Si : H/c-Si. Le substrat peut éventuellement présenter une couche de passivation comme par exemple une couche de A1203, de SiO2 thermique, ou tout matériau capable de passiver la surface du c-Si. Les propriétés de la couche de passivation sont configurées de manière à conserver la jonction entre le substrat et la couche amorphe.
L'hétérojonction est par exemple en silicium ou en tout autre matériau adapté, par exemple une jonction comme CdS/CdTe ou à base de matériaux organique comme PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)). Il peut s'agir aussi de di-séléniure de cuivre indium ou d'arseniure de gallium. La première couche amorphe du premier type de conductivité est préférentiellement du silicium amorphe dopé. De préférence, la première couche amorphe 2 est un silicium amorphe dopé n, a-Si : H i/n.
Préférentiellement, la première couche amorphe permet de former un champ électrique arrière BSF. La deuxième couche amorphe du second type de conductivité 4 est préférentiellement du silicium amorphe dopé p, a-Si : H i/p. La seconde couche amorphe forme une jonction p/n avec le substrat, ce qui permet de récupérer le courant de porteurs générés à l'intérieur de la cellule photovoltaïque. Cette seconde couche amorphe peut être également appelée émetteur.
La cellule photovoltaïque comporte aussi, sur sa face principale, un premier contact électrique 3 formé sur la première couche et un second contact électrique 5 formé sur la deuxième couche. Les matériaux de contact électrique sont électriquement conducteurs, comme par exemple de l'aluminium et/ou de l'ITO. De manière préférentielle, les interfaces entre les contacts électriques et les matériaux amorphes sont abruptes ou formées au moyen d'un siliciure. La cellule photovoltaïque comporte aussi, sur sa face principale, une couche électriquement isolante 6. Le matériau de la couche électriquement isolante 6 est, par exemple, un oxyde de silicium, un nitrure de silicium, un carbure de silicium ou un matériau de type a-Si:H stoechiométrique ou non. Le matériau de la couche électriquement isolante 6 peut également être un empilement ou un mélange de ces derniers matériaux. De manière préférentielle, la couche 6 est constituée d'un empilement d'une couche pauvre en Si recouverte d'une couche riche en Si. Par exemple, on peut avoir une première couche de nitrure pauvre en silicium obtenu grâce un flux de gaz NH3/SiH4 avec un rapport compris entre 2 et 10 recouverte d'une deuxième couche de nitrure riche en silicium obtenue avec un rapport de gaz proche de 1, typiquement inférieur à 2. La couche 6 peut être par exemple en A1203 ou un empilement d'oxyde ou de nitrure de silicium, avec une première couche protectrice pauvre en Si recouverte d'une couche absorbante riche en Si. Cet empilement présente l'avantage d'être facile à graver. La couche 6 peut par exemple être élaborée par déposition en phase vapeur activé par plasma PECVD, déposition chimique en phase vapeur à basse pression LPCVD, sérigraphie ou par jet d'encre. La couche électriquement isolante 6 est formée intégralement sur la première couche amorphe 2. La couche électriquement isolante 6 peut avoir une interface avec la première couche amorphe 2. Elle n'a pas d'interface avec le substrat 1. Ainsi, l'effet du champ électrique arrière BSF et le rendement est augmenté. De plus, la surface de la seconde couche amorphe 4 est laissée libre pour le contact 5. Avantageusement, on obtient une meilleure compacité de la cellule photovoltaïque.
Les premier et deuxième contacts 3 et 5 s'étendent respectivement sur la première et la deuxième couches amorphes en se prolongeant sur la couche électriquement isolante 6 pour augmenter la surface active des contacts sur la face principale sans augmenter le risque de courts-circuits. Cette architecture permet facilement de réduire les pertes résistives.
Avantageusement, l'autre face principale opposée est libre permettant d'optimiser la surface de collection du rayonnement lumineux.
Le premier contact électrique 3 et le deuxième contact électrique 5 sont électriquement dissociés. Les contacts n'ont pas d'interface avec le substrat pour empêcher les courts-circuits et ils sont formés préférentiellement sur une même face de la couche électriquement isolante 6. Dans un mode de réalisation préférentiel, une partie de la deuxième couche amorphe 4 recouvre la couche électriquement isolante 6 et cette couche électriquement isolante 6 recouvre une partie de la première couche amorphe 2. La couche électriquement isolante 6 permet d'isoler les couches amorphes 2 et 4 de différents types de conductivité. Les performances de la cellule photovoltaïque sont ainsi améliorées et la durée de vie des cellules photovoltaïques est augmentée.
La seconde couche amorphe 4, connectée électriquement au substrat 1, est totalement recouverte par les contacts électriques et plus particulièrement par le deuxième contact électrique 5. Il a été observé qu'une couverture complète ou quasi-complète de la deuxième couche 4 par le deuxième contact 5 permet d'accroître les performances électriques de la cellule photovoltaïque, même si la surface supplémentaire de contact a un effet négligeable sur le transport des charges. De plus, comme la seconde couche amorphe 4 est totalement recouverte par le contact électrique 5, la couche 4 est protégée de l'environnement extérieur, ce qui permet d'augmenter sa durée de vie.
Par surface totalement recouverte, on entend la surface de la couche 4 qui a une interface avec le substrat 1. Cette surface doit être recouverte à plus de 95% et avantageusement à 100%. En revanche la surface de la couche 4 qui a une interface avec la couche isolante 6 peut être seulement partiellement recouverte par le contact 5.30 Dans un mode de réalisation pouvant être combiné avec les précédents, la surface principale du substrat 1 est entièrement recouverte par la première couche amorphe 2 et la seconde couche amorphe 4. Ceci permet d'accroître le rendement de la cellule en utilisant toute la face principale utilisable pour récupérer le courant photogénéré ou pour former le champ de surface arrière. Selon un mode de réalisation préférentiel, seules les faces latérales des couches amorphes 2 et 4 sont en contact. Dans cette architecture, les couches amorphes 2 et 4, connectées au substrat 1, forment une jonction p/n.
Selon un mode de réalisation, pour éviter des fuites trop importantes entre les couches 2 et 4 plusieurs solutions sont possibles. On peut utiliser pour la couche 4 un empilement d'une première couche non ou peu dopée fine (1 à 10 nm) recouverte d'une couche dopée. On peut prévoir également de modifier localement la couche 2 à proximité de la couche 4 en la dopant (p ou hydrogène) pour la rendre localement isolante. Il est également possible de modifier localement la couche 4. Par surface entièrement recouverte, on entend une surface recouverte à plus de 95% et avantageusement à 100%. Dans un mode de réalisation particulier, pouvant être combiné avec les précédents, la structure comporte, dans une direction perpendiculaire à la face principale, un empilement comprenant successivement le substrat 1, la première couche amorphe 2, la couche électriquement isolante 6, la deuxième couche amorphe 4, le contact électrique 5. Le contact 5 et la première couche 2 sont séparés, perpendiculairement au substrat, par la couche électriquement isolante 6 et la deuxième couche 4. Le décalage entre le contact 5 et la première couche 2 est défini par les épaisseurs de la deuxième couche 4 et de la couche électriquement isolante 6, et non au moyen d'une ou plusieurs étapes de photolithographie, ce qui permet une architecture compacte.
De plus, cela permet un meilleur recouvrement des différentes couches tout en assurant une couverture maximale des contacts 3 et 5 sur les couches amorphes 2 et 4. Cela réduit voire annule les risques de contact direct entre la première couche amorphe 2 et le contact électrique de la seconde couche amorphe 5.
Les contacts électriques 3 et 5 s'étendent au-dessus de la couche électriquement isolante 6 et sont électriquement dissociés. Dans un mode de réalisation particulier pouvant être combiné avec les modes précédents, il existe entre les deux contacts 3 et 5 une rainure électriquement isolante. La rainure isolante est définie entre les contacts 3 et 5 et elle s'étend préférentiellement à l'intérieur de la deuxième couche 4 pour réduire les risques de fuite lorsque cette dernière possède une partie qui est en contact électrique avec le premier contact 3. De manière encore plus préférentielle, cette rainure permet d'éviter une éventuelle accumulation de poussière conductrice durant le procédé de réalisation ou durant la durée de vie de la cellule photovoltaïque, qui mettrait en contact électrique le contact de la première couche amorphe 3 avec le deuxième contact 5. Dans un mode de réalisation particulier, la cellule photovoltaïque est formée de la manière suivante. Comme illustré à la figure 2, il faut prévoir un substrat 1 comportant une couche en matériau semi-conducteur d'un premier type de conductivité. Le substrat 1 est partiellement recouvert par un premier motif comportant une première couche amorphe 2 du premier type de conductivité et une couche électriquement isolante 6. La couche électriquement isolante 6 est séparée du substrat 1 par la première couche amorphe 2. Le substrat 1 et le premier motif sont recouverts par une deuxième couche amorphe 4 d'un second type de conductivité. Pour obtenir ce type de substrat, on peut préférentiellement recouvrir le substrat 1 de support par une couche amorphe 2 du premier type de conductivité. La couche 2 du premier type de conductivité est déposée par toute technique adaptée, c'est par exemple une couche de a-Si : H dopée n.
La première couche 2 peut être déposée par déposition en phase vapeur activé par plasma PECVD, déposition chimique en phase vapeur à basse pression LPCVD ou à pression atmosphérique APCVD par exemple. La couche du premier type de conductivité 2 présente, préférentiellement, une épaisseur comprise entre 5nm et 50nm après dépôt. Cette gamme d'épaisseur permet avantageusement de passiver correctement la surface tout en évitant les pertes résistives dans les couches. Cette première couche amorphe 2 est recouverte par une couche électriquement isolante 6. Préférentiellement, la première couche amorphe 2 et la couche électriquement isolante 6 ont le même dessin et sont parfaitement alignées, c'est-à-dire que les faces latérales 2 et 6 sont dans la continuité l'une de l'autre.
Le matériau de la couche électriquement isolante 6 est préférentiellement obtenu au moyen d'un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. On peut également utiliser les techniques de dépôt de couches atomiques assistées ou non par plasma (ALD, PEALD). Il est aussi possible de déposer des matériaux comme A1203, le choix est réalisé selon la structure et les contraintes présentes. La couche électriquement isolante 6 a préférentiellement une épaisseur comprise entre 1 Onm et 2000nm. Cette gamme d'épaisseur permet avantageusement d'obtenir un bon compromis entre l'épaisseur, le temps de dépôt et les propriétés isolantes de la couche. La couche électriquement isolante 6 et la première couche amorphe 2 sont ensuite gravées au moyen du même masque de gravure de manière à auto-aligner le motif formé dans la couche électriquement isolante 6 et le motif formé dans la première couche 2. Le substrat est alors partiellement recouvert par le premier motif.
Une partie de la surface de la première couche 2 et/ou de la couche électriquement isolante 6 peut être gravée, préférentiellement, par irradiation Laser et/ou par gravure humide par exemple.
La couche amorphe 4 du second type de conductivité est ensuite déposée par toute technique adaptée, c'est par exemple une couche de a-Si : H dopée p déposée par déposition en phase vapeur activé par plasma PECVD, déposition chimique en phase vapeur à basse pression LPCVD ou à pression atmosphérique APCVD par exemple. La couche amorphe du second type de conductivité 4 présente, préférentiellement, une épaisseur comprise entre 5nm et 50nm après dépôt. Cette gamme d'épaisseur permet de passiver correctement la surface tout en évitant les pertes résistives dans les couches. La deuxième couche 4 est déposée de manière non sélective et elle recouvre le substrat et le premier motif. Les couches 2 et 4 peuvent être avantageusement constituées d'un empilement de deux couches. La première couche, en contact avec le substrat, est pas ou peu dopée et passive l'interface. Une passivation efficace peut être obtenue au moyen d'une première couche ayant une épaisseur comprise entre 1 et 10 nm. La deuxième couche est dopée et assure le champ électrique nécessaire à la collecte des porteurs. La deuxième couche amorphe 4 et le premier motif sont ensuite gravés partiellement pour libérer une partie de la première couche amorphe 2, le substrat 1 étant laissé recouvert par la deuxième couche amorphe 4, comme illustré à la figure 3. La gravure de la seconde couche amorphe 4 et de la couche électriquement isolante 6 est réalisée au-dessus de la première couche amorphe 2, au niveau de la partie gauche comme illustré figure 3. La gravure s'arrête sur la couche amorphe 2 et définit un plot en matériau électriquement isolant s'étendant verticalement entre les deux couches amorphes.
Une partie de la surface de la deuxième couche amorphe 4 et de la couche électriquement isolante 6 peut être gravée préférentiellement par irradiation Laser et/ou par gravure humide par exemple.
Après, comme illustré à la figure 4, un contact de la première couche amorphe 3 et un contact de la deuxième couche amorphe 5 sont formés au moyen d'un matériau électriquement conducteur, les deux contacts recouvrant partiellement la couche électriquement isolante 6 et étant dissociés électriquement.
Dans un mode de réalisation particulier, les contacts sont formés par dépôt du matériau électriquement conducteur sur la première couche amorphe 2 et la deuxième couche amorphe 4. Les contacts électriquement conducteurs 3 et/ou 5 sont déposés par toute technique adaptée, préférentiellement par pulvérisation, dépôt électrochimique, sérigraphie, évaporation, jet d'encre. L'épaisseur des contacts électriques est par exemple comprise entre 1pm et 50pm après dépôt afin de ne pas entrainer des déplétions partielles ou totales des zones dopées ou d'engendrer des problèmes de résistance série. Le matériau électriquement conducteur 6 est gravé pour former les deux contacts 3 et 5. La deuxième couche amorphe 4 peut être ensuite gravée au-dessus de la couche électriquement isolante 6 dans le prolongement du trou formé dans le matériau électriquement conducteur pour libérer une partie de la couche électriquement isolante 6, pour dissocier électriquement les deux contacts 3 et 5 et éventuellement deux parties de la deuxième couche 4. Avantageusement, la couche 4 est gravée de manière à réduire les pertes électriques entre les contacts 3 et 5. Cependant, vu sa faible conductivité, elle peut être gravée partiellement ou pas gravée. Selon un mode de réalisation préférentiel et comme représenté à la figure 5, selon une vue de dessus, les contacts 3 et 5 présentent une forme de r 14 créneau s'emboîtant l'un dans l'autre, les contacts étant séparés par la couche 6. La gravure du matériau électriquement isolant 6 est réalisée au-dessus de la deuxième couche 4. Lors de la gravure, la deuxième couche 4 peut être éliminée de manière à éviter que le contact 3 soit associé à du matériau formant la deuxième couche 4. Cette configuration dépend de l'étendue de la zone à graver et de sa position au-dessus de la couche électriquement isolante 6.
De manière préférentielle, la couche électriquement isolante 6 comporte : une première couche absorbante (riche en silicium par exemple) et une seconde couche protectrice (pauvre en silicium par exemple), la couche protectrice étant en contact avec la couche amorphe de première conductivité 2. L'irradiation Laser ouvre alors la couche absorbante, riche en Si, mais ne détériore pas la couche 2 grâce à la couche protectrice. Cette dernière se grave ensuite facilement par voie humide. La couche absorbante peut être aisément structurée par irradiation laser. Préférentiellement, la couche absorbante sera gravée par irradiation Laser et la couche protectrice par gravure chimique. De manière préférentielle, la gravure par laser enlève une partie de la couche absorbante, séparant en son milieu en deux parties non contactées la couche absorbante et laissant libre une partie de la couche protectrice. La couche protectrice sert ainsi de couche d'arrêt à l'irradiation laser. Ainsi, une tranchée est formée de manière simple dans la couche électriquement isolante 6. Dans le cas où la gravure de la couche électriquement isolante 6 va jusqu'à la première couche amorphe 2, la couche électriquement isolante étant totalement gravée dans son épaisseur, il existe deux motifs élémentaires de la couche électriquement isolante 6 dont un utilisé par l'empilement substrat 1 /première couche amorphe 2/ couche électriquement isolante 6/ deuxième couche amorphe 4/ contact électrique 5. De manière préférentielle, la couche électriquement isolante 6 n'est pas complètement gravée afin de laisser un espace entre les contacts 3 et 5 et protéger la couche 2. La gravure de la deuxième couche amorphe 4, du matériau électriquement conducteur et/ou éventuellement d'une partie de la couche électriquement isolante 6 peut être réalisée en une seule étape préférentiellement par irradiation Laser. Comme la gravure est réalisée au-dessus de la couche électriquement isolante 6, il suffit juste d'aligner le laser au-dessus de cette couche. Une des faces latérales de la seconde couche amorphe 4 et du contact 5 sont ainsi auto-alignées pour avoir une couverture complète ou quasi-complète de la deuxième couche 4 par le contact 5. Les contacts 3 et 5 sont séparés d'une même distance au-dessus de la couche électriquement isolante 6. Il n'y a donc pas de court-circuit entre les contacts 3 et 5. La cellule photovoltaïque a ainsi de faibles valeurs de tolérance aux étapes technologiques nécessitant des alignements et peut atteindre de haut rendement tout en limitant les risques de courts-circuits. Afin que la cellule photovoltaïque puisse être mise en oeuvre au moyen d'un procédé de réalisation robuste, facile à mettre en oeuvre et qui assure des cadences compatibles avec une réalisation industrielle, il est avantageux de réaliser la gravure par irradiation Laser. L'irradiation Laser sera préférentiellement réalisée avec une longueur d'onde inférieure à 600nm, une fluence comprise entre 0,01 J/cm2 et 10J/cm2, une fréquence comprise entre 10kHz et 10000kHz et un pas compris entre 1 jim et 1004m.30 Préférentiellement, l'irradiation Laser est utilisée pour graver en une seule fois une partie de la couche électriquement isolante 6, une partie de la seconde couche amorphe 4 et les contacts électriques 3 et 5.
Dans un autre mode de réalisation, au moins une partie des gravures peut aussi être réalisée par gravure humide. La durée est de 2 minutes et la solution de gravure est du HF à 2%. La couche électriquement isolante assure la fonction de masque, ce qui permet de simplifier ce procédé en réduisant le nombre d'étapes nécessaires à la réalisation de la cellule photovoltaïques et en utilisant des techniques facilement industrialisables, comme l'irradiation laser ou la gravure chimique, contrairement à des techniques plus classiques et plus difficilement industrialisables, comme la photolithographie, les masques métalliques ou la sérigraphie par exemple. Les couches 2 et 4 ont été présentées comme des couches amorphes pour former une cellule à double hétérojonction, mais une autre structure cristalline peut être employée pour l'une et/ou pour l'autre. L'homme du métier gardera à l'esprit que des étapes supplémentaires de localisation des différentes couches décrites ci-dessus sont possibles, par exemple pour modifier l'étendue de la deuxième couche 4 sur la couche électriquement isolante 6, ou pour former un espaceur sur les bords du motif en matériaux 2 et 6.
Selon un mode de réalisation particulier, les couches 2 et 4 peuvent être inversées, par exemple, si la zone de la couche 2 recouverte par la couche 6 est très étroite, inférieure à 10pm.30

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Cellule photovoltaïque comportant : un substrat semi-conducteur d'un premier type de conductivité (1) muni d'une face principale, une première couche en matériau semi-conducteur amorphe (2) du premier type de conductivité en contact avec la face principale du substrat (1), un premier contact électrique (3) formé sur la première couche amorphe (2), une deuxième couche en matériau semi-conducteur amorphe (4) d'un second type de conductivité en contact avec la face principale du substrat (1), un second contact électrique (5) formé sur la deuxième couche amorphe (4) et une couche électriquement isolante (6), cellule caractérisée en ce que la couche électriquement isolante (6) est formée intégralement sur la première couche amorphe (2) et que les premier et deuxième contacts (3,5) s'étendent sur la couche électriquement isolante (6).
  2. 2. Cellule photovoltaïque selon la revendication 1, caractérisée en ce que la deuxième couche amorphe (4) est totalement recouverte par le contact électriques (5) et recouvre la couche isolante (6).
  3. 3. Cellule photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la deuxième couche amorphe (4), connectée électriquement au substrat (1), est totalement recouverte par le deuxième contact électrique (5).30
  4. 4. Cellule photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la surface principale du substrat (1) est entièrement recouverte par la première couche amorphe (2) et la seconde couche amorphe (4).
  5. 5. Cellule photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche électriquement isolante (6) comporte une première couche absorbante et une seconde couche protectrice.
  6. 6. Cellule photovoltaïque selon la revendication 5, caractérisée en ce que la couche absorbante de la couche électriquement isolante (6) est séparée en son milieu en deux parties non contactées, laissant libre une partie de la couche protectrice. 15
  7. 7. Cellule photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un empilement comprenant successivement le substrat (1), la première couche amorphe (2), la couche électriquement isolante (6), la deuxième couche amorphe 20 (4), l'un des contacts électriques (3,5) dans une direction perpendiculaire à la face principale.
  8. 8. Procédé de réalisation d'une cellule photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : 25 Prévoir un substrat (1) comportant une couche en matériau semi- conducteur d'un premier type de conductivité, le substrat (1) étant partiellement recouvert par un premier motif comportant une première couche amorphe (2) du premier type de conductivité et une couche électriquement isolante (6), la couche électriquement isolante 30 (6) étant séparée du substrat (1) par la première couche amorphe 10(2), le substrat (1) et le premier motif étant recouverts par une deuxième couche amorphe (4) d'un second type de conductivité, Graver partiellement la deuxième couche amorphe (4) et le premier motif pour libérer une partie de la première couche amorphe, une partie du substrat (1) étant laissée recouverte par la deuxième couche amorphe (4), Former un premier contact (3) de la première couche amorphe (2) et un deuxième contact (5) de la deuxième couche amorphe (4) au moyen d'un matériau électriquement conducteur, les deux contacts 3,5) recouvrant partiellement la couche électriquement isolante (6) et étant dissociés électriquement.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les premier et deuxième contacts (3,5) sont formés par : Dépôt du matériau électriquement conducteur sur la première et la deuxième couches amorphes (2,4), Gravure du matériau électriquement conducteur et de la deuxième couche amorphe (4) sur la couche électriquement isolante (6) pour libérer une partie de la couche électriquement isolante (6) et dissocier électriquement les deux contacts (3,5).
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, la couche électriquement isolante (6) comportant une couche protectrice et une couche absorbante, la gravure est effectuée par irradiation laser et enlève uniquement une partie de la couche absorbante, séparant en deux parties non contactées la couche absorbante et laissant libre une partie de la couche protectrice.30
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