FR3058163A1

FR3058163A1 - Porte echantillon

Info

Publication number: FR3058163A1
Application number: FR1660559A
Authority: FR
Inventors: Raphael Cabal
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2018-05-04

Abstract

La présente invention se rapporte à une lame utile pour le dépôt d'une couche mince en surface d'un substrat à disposer dans une nacelle, la lame comportant une plaque et un espaceur fixé sur la plaque, ledit espaceur étant configuré pour tenir au moins une partie du substrat à distance d'une face de la plaque, selon une direction normale à ladite face, lors de l'introduction dudit substrat dans la nacelle pour amener le substrat en appui contre la plaque.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :

(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)

©) N° d’enregistrement national

058 163

60559

COURBEVOIE

©) Int Cl⁸ : C 23 C 16/458 (2017.01), C 23 C 14/50, H 01 L 31/ 0216, 31/04

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1

©) Date de dépôt : 31.10.16.	© Demandeur(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATO-
	MIQUE ETAUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablis-
Priorité :	sement public — FR.
	©) Inventeur(s) : CABAL RAPHAËL.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 04.05.18 Bulletin 18/18.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux	©) Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATO-
apparentés :	MIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablis-
	sement public.
©) Demande(s) d’extension :	@) Mandataire(s) : CABINET NONY.

Y’V PORTE ECHANTILLON.

FR 3 058 163 - A1

ι

La présente invention concerne un perfectionnement pour une nacelle dédiée à contenir un substrat pour le dépôt d’une couche mince sur une face du substrat. Elle concerne plus particulièrement le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (ou PECVD en anglais pour « Plasma Enhanced Chemical Vapor Déposition ») de couches minces sur des substrats de silicium.

Classiquement, une cellule photovoltaïque comporte un substrat, communément dénommé « wafer », qui présente une forme de pavé droit de faible épaisseur. Le substrat est constitué d’un matériau semi-conducteur, généralement du silicium. La fabrication d’une telle cellule photovoltaïque nécessite le dépôt d’au moins une couche mince diélectrique sur le substrat, par exemple une couche anti-reflet ou passivante à base de nitrure de silicium a-SiN_x:H, une couche barrière à la diffusion ou à une attaque chimique à base de SiO_xN_y, une couche passivante ou tunnel à base d’oxyde d’aluminium ALO, ou une couche diélectrique dopante à base de silicium, par exemple SiN:P ou a-Si dopé.

La couche mince peut notamment être déposée par PECVD en surface d’un substrat c-Si au moyen d’un réacteur de dépôt. Parmi les réacteurs de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma de couches minces, les réacteurs de type PECVD direct comportent une nacelle sur laquelle sont disposés les substrats présentant chacun une face à recouvrir d’une couche mince.

Un réacteur PECVD direct 5 de l’art antérieur est illustré sur la figure 1. Il comporte une enceinte 10 dans laquelle est disposée une nacelle 15, et des injecteurs 20a, 20b pour introduire dans l’enceinte des gaz comportant les matières à déposer en couche mince. La nacelle comporte des première 25 et deuxième 30 pluralités de lames 33 en graphite reliées à des entretoises 35, 40. Les lames de chacune des première et deuxième pluralités sont parallèles les unes aux autres et disposées de sorte à former avec leurs entretoises respectives des premier 45 et deuxième 50 peignes de lames interdigités. Les première et deuxième pluralités de lames sont polarisées et respectivement de polarités différentes, formant ainsi des électrodes et contre-électrodes de polarisation du plasma générées à partir des gaz introduits dans l’enceinte. Dans l’exemple de l’état de l’art illustré sur les figures 1 et 2, les lames de la nacelle sont disposées verticalement, et comportent chacune des pions 55, faisant saillie horizontale des lames, pour supporter un substrat 60 de silicium. Deux substrats sont disposés de part et d’autre d’une même lame et reposent sur la lame, une fois introduits dans la nacelle. La lame comporte un ajour 65, dont le contour 67 est en pointillés sur la figure 2, qui traverse la lame dans son épaisseur. L’ajour limite le contact entre la lame et chacun des substrats de silicium qui sont en appui contre elle. Une fois le substrat disposé dans la nacelle contre la lame comme illustré sur la figure 2, seule une portion périphérique 68 de la face en regard de la lame, représentant moins de 10% de l’aire de ladite face, appuie sur la lame.

En fonctionnement, le plasma est créé entre une lame de la première pluralité et une lame de la deuxième pluralité. Un générateur de tension 70 fournissant une tension d’alimentation périodique aux lames, le dépôt des couches minces s’effectue alternativement sur un substrat en appui sur une lame de la première pluralité 45, puis sur un substrat en appui sur une lame de la deuxième pluralité 50.

Préalablement au dépôt d’une couche mince, il est requis de disposer le substrat dans la nacelle. A cette fin, comme cela est illustré sur la figure 3, le substrat est introduit selon une direction d’introduction V, par exemple horizontale ou de préférence verticale, dans un espace inter lames défini entre deux lames adjacentes, par une ouverture supérieure O_s définie entre la lame sur laquelle le substrat appuie une fois introduit et une lame adjacente.

Lors de l’introduction du substrat dans la nacelle, le substrat vient parfois au contact de la partie supérieure 75 de la lame définie entre le bord 80 par lequel le substrat est introduit et l’ajour 65. L’espace inter-lames est en effet limité pour augmenter le nombre de substrats pouvant être introduits dans la nacelle, ce qui complexifie la phase d’engagement du substrat dans la nacelle, au cours de laquelle le substrat est approché de la nacelle pour pénétrer dans l’espace inter-lames. La partie supérieure 75 de la lame rigidifie mécaniquement la nacelle et assure la sélectivité du dépôt de la couche mince sur l’unique face exposée au plasma du substrat, dite face avant, en empêchant le passage du gaz et du plasma vers la face opposée, dite face arrière, du substrat pour éviter un dépôt non souhaité et non contrôlé sur cette face arrière. La suppression de la partie supérieure de la lame est donc inenvisageable.

Il est constaté que la mise en contact de la face du substrat avec la partie supérieure de la lame, lors de l’introduction du substrat, peut provoquer l’apparition de rayures sur les couches, par exemple antireflet, passivantes, dopantes ou barrières de diffusion, préalablement déposées sur la face arrière du substrat. La présence de rayures peut être acceptée sur la portion périphérique 68 mais pas sur la partie centrale 69 de la face arrière se superposant à l’ajour.

Une rayure a plusieurs effets négatifs sur les propriétés électriques d’une cellule photovoltaïque comportant le substrat. Elle peut détériorer une surface texturée et ainsi réduire l’absorption lumineuse de la cellule photovoltaïque. Elle peut générer une ouverture locale d’une couche antireflet, réduisant ainsi l’absorption lumineuse de la cellule photovoltaïque et donc son courant J_cc, ou d’une couche passivante, dégradant la Voc finale de la cellule photovoltaïque, ou d’une couche dopante ou barrière de diffusion, dégradant l’uniformité de dopage et/ou la perméabilité de la barrière de diffusion aux diffusions et générant des pertes résistives et/ou de shunt dans la cellule photovoltaïque, impactant son facteur de forme.

Ainsi, toute la face arrière du substrat telle qu’hachurée sur la figure 3d) peut présenter des rayures. A titre illustratif, sur la figure 4 sont entourés en traits pointillés les rayures 90 sur la face arrière d’un substrat ayant été disposé dans une nacelle de l’art antérieur, observées par photoluminescence.

Par ailleurs, outre le fait que les rayures dégradent les propriétés électriques du substrat, leur nombre, leurs positions et leur distribution en surface du substrat varie d’un substrat à l’autre au sein d’une pluralité de substrats initialement identiques, suite à leur introduction dans la nacelle.

Il en résulte une variabilité importante des propriétés électriques des substrats après avoir été introduits dans une nacelle, certains étant exempts de rayures, alors que d’autres en comportent plusieurs.

Il existe donc un besoin pour limiter le développement des rayures en surface des substrats introduits dans une nacelle pour le dépôt par PECVD, notamment direct, de couches minces, ainsi que pour réduire la variabilité des propriétés électriques des substrats suite à leur introduction dans ladite nacelle.

La présente invention vise à répondre à ce besoin.

Ainsi, selon un aspect principal, l’invention concerne une lame utile pour le dépôt d’une couche mince en surface d’un substrat à disposer dans une nacelle, la lame comportant une plaque et un espaceur fixé sur la plaque, ledit espaceur étant configuré pour tenir au moins une partie du substrat à distance d’une face de la plaque, selon une direction normale à ladite face, lors de l’introduction dudit substrat dans la nacelle pour amener le substrat en appui contre la plaque.

Lors de l’introduction du substrat dans une nacelle comportant la lame selon l’invention, l’espaceur maintient avantageusement le substrat à distance de la plaque. Il évite alors la mise en contact entre au moins une partie du substrat et la lame. L’apparition de rayures en face arrière du substrat est de cette façon limitée.

En outre, par exemple pour faciliter le guidage du substrat lors de son introduction dans la nacelle, le manutentionnaire peut mettre le substrat au contact de l’espaceur. Ainsi seule(s) la ou les zones du substrat ayant été au contact dudit espaceur comportent des rayures après introduction du substrat dans la nacelle. En introduisant une pluralité de substrats selon sensiblement un même chemin d’introduction dans la nacelle, on obtient ainsi, grâce à l’invention, une pluralité de substrats présentant des rayures disposées en des zones identiquement repérées sur chacun des substrats. Par exemple, dans le cas où les substrats sont formés de silicium pour application photovoltaïque, l’invention limite la variabilité des propriétés électriques de la pluralité.

De préférence, une lame selon l’invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes :

- la plaque présente une zone sans contact de laquelle l’espaceur fait saillie, et définie par l’absence de contact entre la plaque et le substrat lors de ladite introduction ;

- la plaque comporte un ajour traversant la plaque dans son épaisseur et délimitée par un bord intérieur de la plaque, la zone sans contact étant définie par la partie de la plaque entre le bord intérieur de la plaque et le bord extérieur de la plaque par lequel le substrat est destiné à être introduit ;

- la largeur de la zone sans contact est au moins deux fois, de préférence au moins cinq fois, de préférence au moins dix fois, voire au moins quatorze fois supérieure à la largeur de l’espaceur ;

- l’espaceur présente une surface d’appui de chargement et/ou une ligne d’appui de chargement pour appuyer le substrat sur l’espaceur lors de ladite introduction, la surface d’appui de chargement et/ou la ligne d’appui de chargement étant orientée obliquement par rapport à la face de la plaque, le sens de descente de la surface d’appui de chargement et/ou de la ligne d’appui de chargement étant orienté du bord extérieur de la plaque vers le centre de la plaque ;

- l’espaceur présente une surface d’appui d’engagement et/ou une ligne d’appui d’engagement pour appuyer le substrat sur l’espaceur lors de ladite introduction, la surface d’appui d’engagement et/ou la ligne d’appui d’engagement étant orientée obliquement par rapport à la face de la plaque, le sens de descente de la surface d’appui d’engagement et/ou de la ligne d’appui d’engagement étant orienté du centre de la plaque vers le bord extérieur de la plaque;

- dans un plan de coupe normal à la face de plaque, une section transverse de l’espaceur présente une forme sensiblement convexe ;

- au moins une partie, voire la totalité de l’espaceur présente une forme générale conique ou tronconique ou cylindrique à base fermée, notamment prismatique.

- la plaque comporte un logement, de préférence traversant la plaque dans son épaisseur, l’espaceur étant monté rotatif autour d’un arbre disposé dans le logement,

- la plaque et/ou l’espaceur sont en un matériau conducteur, de préférence du graphite, ou en un matériau céramique, de préférence en alumine, l’espaceur et la plaque étant en particulier en un même matériau.

L’invention concerne encore une nacelle destinée à être disposée dans une enceinte d’un dispositif pour déposer, de préférence chimiquement en phase vapeur et assisté par plasma, une couche mince en surface d’un substrat disposé dans la nacelle, la nacelle comportant une pluralité de lames et au moins une entretoise, chacune des lames de la pluralité de lames étant fixées à l’entretoise, au moins une, de préférence toutes les lames étant selon l’invention.

Elle concerne aussi un dispositif de dépôt de couche mince sous vide, choisi parmi un réacteur de dépôt de couche mince chimique en phase vapeur assisté ou non par plasma, un réacteur de dépôt de couche mince chimique en phase vapeur à basse pression et un réacteur de dépôt de couche mince physique en phase vapeur, le dispositif comportant une enceinte dans laquelle est disposée une nacelle selon l’invention.

De préférence, la nacelle est disposée dans le dispositif de dépôt de couche mince sous vide de sorte que la direction d’introduction d’un substrat dans l’espace interlames de la nacelle est verticale.

Enfin, l’invention concerne un procédé de fabrication d’une cellule photovoltaïque, comportant les étapes successives suivantes consistant à :

a) introduire un substrat de silicium dans une nacelle selon l’invention,

b) déposer une couche mince en surface du substrat de silicium, au moyen d’un dispositif de dépôt de couches minces comportant une enceinte dans laquelle la nacelle est disposée.

De préférence, le dispositif mis en œuvre à l’étape b) du procédé selon l’invention est un dispositif selon l’invention.

De préférence, au cours d’une partie de l’étape a), de préférence au cours d’une phase d’engagement du substrat dans la nacelle, le contact entre la lame et le substrat s’effectue, de préférence uniquement, au niveau de l’espaceur.

De préférence, le procédé comporte une étape c), successive à l’étape b), consistant à déposer une reprise de contact ou une couche dopante sur le substrat de silicium revêtu à l’étape b), la reprise de contact ou la couche dopante étant superposée, de préférence entièrement, sur une zone ayant été en regard, et notamment au contact, de l’espaceur lors de l’introduction du substrat dans la nacelle.

D’autres avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et du dessin annexé dans lequel :

la figure 1 représente schématiquement et selon un plan de coupe vertical de direction verticale D_v, un réacteur de dépôt de couches minces PECVD, la figure 2 représente, selon la direction y de la figure 1 une lame d’une nacelle de la figure 1 dans laquelle un substrat de silicium est disposé et appuie sur la lame, la figure 3 illustre schématiquement différentes phases de l’étape d’introduction d’un substrat dans une nacelle de l’art antérieur, avec un détail de la mise en contact du substrat avec une lame de la nacelle, la figure 4 est une cartographie de photoluminescence mesurée en surface d’un substrat ayant été introduit dans une nacelle de l’art antérieur, la figure 5 illustre une lame selon une variante de réalisation de l’invention, les figures 6 à 8 et 10 illustrent des variantes d’espaceur d’une lame selon l’invention, la figure 9 représente des sections transverses de différentes variantes d’espaceurs, et la figure 11 illustre schématiquement une phase d’introduction d’un substrat dans une nacelle selon une variante de réalisation de l’invention, avec un détail de la mise en contact du substrat avec une lame.

Dans les figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues. Par ailleurs, dans la présente description, les termes « inférieur », « supérieur », « horizontal », « vertical », et « latéral » sont définis par rapport à la position de la lame, telle que représentée sur la figure 5. Sur cette figure, le plan (x,y) correspond à la surface horizontale et z définit la direction verticale. Plus précisément, Taxe x définit la direction longitudinale, selon laquelle sont mesurées les largeurs des différents éléments. L’axe y définit la direction latérale de la lame, selon laquelle sont mesurées les épaisseurs des différents éléments. L’axe z définit la direction verticale, selon laquelle sont mesurées les hauteurs des différents éléments.

La figure 5 illustre un mode de réalisation d’une lame selon l’invention. La lame 100 peut être constitutive d’une nacelle, non représentée. La nacelle peut comporter des première et deuxième pluralités de lames selon l’invention, les lames de chaque pluralité étant disposées parallèlement les unes aux autres et sont reliées entre elles chacune par des entretoises, non représentées. Les première et deuxième pluralités de lames définissent ainsi des peignes de lames interdigités.

La lame 100 comporte une plaque 105 et un espaceur 110 fixé sur la plaque.

L’espaceur fait saillie de la plaque selon une direction normale à une face de la plaque sur laquelle un substrat est destiné à venir s’appuyer, lors de l’étape de dépôt d’une couche mince, comme cela apparaîtra plus clairement par la suite. Dans l’exemple de la figure 5, ladite direction est la direction y selon l’épaisseur de la lame.

La plaque comporte un ajour 120, traversant la lame dans l’épaisseur, et délimité par un bord intérieur 125.

L’espaceur est disposé sur une partie supérieure 128 de la plaque définie entre T ajour et le bord supérieur 130 de la plaque, par lequel le substrat est introduit dans la nacelle. Comme illustré sur la figure 5, la partie supérieure de la plaque peut se présenter sous la forme d’un bandeau 135 dont les bords latéraux sont les bords supérieur et intérieur de la plaque présentant une hauteur de 5 cm. Plus généralement, la hauteur du bandeau peut être comprise entre 1 cm et 10 cm.

L’espaceur peut s’étendre ou non sur toute la hauteur du bandeau. Notamment, l’extrémité inférieure de l’espaceur, disposée du côté de l’ajour peut affleurer sur le bord intérieur.

Lors de l’étape d’introduction du substrat, l’espaceur maintient le substrat à distance de la partie supérieure de la plaque, qui définit ainsi une zone sans contact (138).

L’espaceur peut s’étendre selon une direction d’extension sensiblement parallèle à la direction d’introduction V du substrat dans la nacelle, par exemple horizontale ou de préférence verticale. Dans l’exemple de la figure 5, la direction d’extension sépare l’ajour en deux parties d’aires égales, lorsque la lame est observée selon une direction normale à une face de la plaque. D’autres dispositions sont bien évidemment envisageables.

Dans l’exemple illustré, la lame comporte un unique espaceur. Dans une variante, elle peut en comporter plusieurs. En particulier, la lame peut comporter plusieurs espaceurs disposés entre le bord supérieur de la lame et le bord intérieur de l’ajour. Dans une variante, elle peut comporter plusieurs ajours et au moins autant d’espaceurs, les espaceurs étant disposés de façon qu’au moins un espaceur soit disposé entre le bord supérieur de la lame et le bord intérieur de chacun des ajours.

Par ailleurs, l’espaceur présente une surface d’appui de chargement 140, qui peut être plane ou courbe comme cela sera illustré par la suite, sur laquelle le substrat peut être mis au contact lors de son introduction dans la nacelle, et notamment au cours de la phase de chargement lorsque le substrat est partiellement introduit entre la lame selon l’invention et la lame adjacente de la nacelle, dit espace inter-lames. La surface d’appui de chargement est inclinée par rapport à face de la plaque sur laquelle l’espaceur est disposé. La surface d’appui de chargement 140 est descendue en partant d’un point haut, disposé du côté du bord supérieur de la lame par lequel le substrat est destiné à être introduit, vers un point bas disposé du côté du bord intérieur de la plaque, selon la direction d’extension. Cette configuration facilite l’introduction d’un substrat dans la nacelle.

L’espaceur peut présenter une surface d’appui d’engagement 145, orientée selon une pente de sens opposé à la surface d’appui de chargement décrite ci-dessus. De préférence, la réunion des surfaces d’appui de chargement et d’engagement définit une surface convexe, par exemple en forme de toit de maison. La forme convexe assure une introduction en continu du substrat entre les phases d’engagement et de chargement du substrat.

La surface d’appui d’engagement peut affleurer du bord supérieur 130 de la lame. La surface d’appui d’engagement facilite l’engagement du substrat dans l’espace inter-lames lors de la phase initiale de l’étape d’introduction du substrat, en réduisant faire de contact entre le bord du substrat et la plaque.

Dans l’exemple de la figure 5, l’espaceur forme avec la plaque un ensemble monolithique. Dans une variante, l’espaceur peut être monté amovible sur la plaque. Il peut être vissé ou présenter un relief adapté à l’encliquetage dans un logement correspondant formé dans la plaque. L’espaceur peut ainsi être aisément remplacé lorsqu’il est endommagé sans avoir besoin de démonter la nacelle pour changer la lame dans son intégralité.

L’espaceur est de préférence en un matériau constitutif d’au moins un élément de la nacelle, de préférence en graphite ou en une céramique, de préférence en alumine, de manière à limiter les interactions entre ledit matériau constitutif et les éléments à déposer en couche mince.

En ce qui concerne les dimensions de l’espaceur, de préférence, son épaisseur pi est inférieure à 30% et/ou supérieure à 10%, voire supérieure à 20 % de l’espace interlames. Par espace inter-lames, on considère la plus petite distance entre les faces en regard des plaques de deux lames adjacentes de la nacelle. De préférence, l’espace inter-lames est compris entre 10 mm et 50 mm, de préférence compris entre 20 mm et 30 mm.

Par exemple, l’épaisseur de l’espaceur peut être comprise entre 1 mm et 10 mm, de préférence inférieure ou égale à 5 mm.

Par épaisseur de l’espaceur, on considère la plus grande dimension de l’espaceur, mesurée entre la face de la plaque de laquelle l’espaceur fait saillie, selon une direction normale à la plaque. Par exemple, sur les figures, l’épaisseur est mesurée selon la direction y.

En ce qui concerne la hauteur hi de l’espaceur, elle est de préférence inférieure ou égale à la hauteur de la partie supérieure de la plaque définie entre les bords intérieur et supérieur de la plaque. La hauteur de l’espaceur peut être comprise entre 10 mm et 100 mm, de préférence inférieure ou égale à 50 mm, en particulier comprise entre 20 mm et 40 mm. Par exemple, sur les figures, la hauteur de l’espaceur est mesurée selon la direction z.

ίο

Comme cela apparaîtra par la suite, la largeur h de l’espaceur peut être déterminée en fonction de la largeur d’une reprise de contact déposée ou à déposer en face arrière du substrat.

De préférence, la largeur de l’espaceur est supérieure à 5 mm et/ou inférieure à 50 mm, de préférence inférieure ou égale à 30 mm. Par exemple, sur les figures, la largeur de l’espaceur est mesurée selon la direction x.

En ce qui concerne la forme de l’espaceur, celle-ci peut être variée. La forme de l’espaceur peut être cylindrique et notamment prismatique comme illustré sur la figure

6.

En variante, il peut être conique ou tronconique comme illustré sur les figures 7 et 8. Une forme conique ou tronconique réduit avantageusement l’aire des surfaces d’appui de chargement et/ou des surfaces d’appui d’engagement. Comme cela est illustré sur la figure 7, la zone d’appui peut être réduite à une ligne d’appui de chargement et/ou d’engagement, limitant l’apparition et la largeur des rayures.

Par ailleurs, lorsqu’observé selon un plan normal à une face de la plaque, par exemple selon le plan (y;z) sur les figures, l’espaceur peut présenter une section transverse de forme variée, de préférence sensiblement convexe. Par « sensiblement convexe », on considère que plus de 80%, voire plus de 90%, voire plus de 95%, voire 100% du périmètre de la section transverse est portée par des portions convexes. Notamment, la section transverse peut être de forme polygonale. Par exemple, sur la figure 9a), la section transverse est un trapèze. Sur la figure 9b), la section transverse est un triangle. Sur la figure 9c), elle est un quadrilatère. Sur la figure 9d), elle est un pentagone. Elle peut aussi présenter un contour formé de segments et de portions courbes reliées les unes aux autres, comme sur les figures 9e) et 9f).

La figure 10 illustre une variante de réalisation de l’invention, dans laquelle la plaque comporte une fenêtre 160 traversant la plaque dans son épaisseur. La fenêtre définit un logement 162, dans lequel est fixé un arbre 165, sur lequel l’espaceur 110 est monté rotatif.

L’espaceur se présente sous la forme d’une boule, comportant un trou 170 traversant selon un diamètre de la sphère, dans lequel l’arbre est monté. Comme cela est observé sur la figure 10, une portion hémisphérique de l’espaceur fait saillie d’une face de la plaque.

Quelle que soit la variante de réalisation, la lame peut comporter des perçages pour recevoir des pions 165 de maintien de la lame une fois la plaque disposée dans la nacelle en fin d’étape d’introduction. La lame comporte de préférence un trou pour fixer l’entretoise de la nacelle.

En ce qui concerne la plaque, de préférence l’ajour présente une largeur comprise entre 140 mm et 160 mm. De préférence la largeur de la zone sans contact est supérieure à 60%, voire supérieure à 80%, mieux supérieure à 90% de la largeur de l’ajour. Par ailleurs, la largeur de la zone sans contact peut être deux fois, de préférence cinq fois, voire dix fois supérieure à la largeur de l’espaceur.

Pour introduire un substrat dans la nacelle, à l’étape a) du procédé, un manutentionnaire peut procéder comme suit, quelle que soit la variante de lame selon l’invention, comme illustré sur la figure 11.

Il peut dans une première phase d’engagement de l’étape d’introduction, appuyer le substrat 33 à introduire sur la surface d’appui d’engagement 145 de l’espaceur. De cette façon, il limite le risque que le substrat ne lui échappe des mains par exemple et ne tombe brutalement dans l’espace inter lames.

Dans une deuxième phase successive d’engagement de l’étape d’introduction, illustrée sur la figure lia), il peut effectuer une rotation R selon un axe sensiblement perpendiculaire à la direction de chargement du substrat, par exemple un axe horizontal, de façon à introduire la partie inférieure du substrat dans l’espace inter-lames et ainsi appuyer la face arrière 175 du substrat contre la surface d’appui de chargement 140 de l’espaceur comme illustré en figure 1 lb). Ce faisant, il limite la mise en contact de la face arrière du substrat avec la partie supérieure 135 de la plaque et limite l’apparition de rayures. Il peut ensuite poursuivre l’introduction du substrat jusqu’à ce que celui-ci soit disposé dans une position adaptée au dépôt d’une mince. Le substrat peut alors reposer sur des supports, par exemple des pions fixés dans la plaque et faisant saillie transversalement à la face de la plaque (non représentés). Il peut alors disposer la partie périphérique de la face arrière du substrat contre la plaque. Le dépôt d’une couche mince peut alors être effectué conformément à l’étape b) du procédé.

Comme illustré sur la figure lie) , au cours de l’introduction du substrat, hormis sur une portion périphérique 195 destinée à s’appuyer sur la lame lors du dépôt de la couche mince et sur laquelle la présence de rayures est acceptée, seule une bande 200 en face arrière du substrat, s’étendant d’un bord à l’autre du substrat selon une direction sensiblement parallèle à la direction d’extension de l’espaceur, a été mise en contact avec la lame. La largeur de la bande est sensiblement égale à la largeur de l’espaceur.

Ainsi, contrairement à une lame de l’art antérieur telle qu’illustrée sur la figure 5 3d), le développement de rayures en face arrière du substrat est limité, les rayures étant concentrées sur une aire réduite de la face arrière du substrat.

De préférence, le procédé comporte une étape c), successive à l’étape b), consistant à déposer une reprise de contact sur le substrat de silicium revêtu à l’étape b), la reprise de contact étant superposée, de préférence entièrement, sur une zone ayant été au contact de l’espaceur lors de l’introduction du substrat dans la nacelle.

Par exemple, sur la figure 11 e), la reprise de contact peut être déposée sur la face avant du substrat sur une zone superposée à la bande 200.

De cette façon, la reprise de contact se superpose à la partie de la face arrière comportant des rayures, par exemple à la bande 200. En utilisation d’une cellule 15 photovoltaïque fabriquée par le procédé selon l’invention, la reprise de contact empêche le rayonnement lumineux d’atteindre la portion du substrat qu’elle recouvre. Ainsi, bien que le contact avec l’espaceur ait créé des rayures en surface du substrat, ces rayures ne dégradent pas les propriétés électriques de la cellule photovoltaïque, puisqu’elles sont situées en une zone du substrat non exposée au rayonnement lumineux.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation et exemples décrits dans la présente description. D’autres formes d’espaceur peuvent être envisagées.

Claims

REVENDICATIONS

1. Lame (100) utile pour le dépôt d’une couche mince en surface d’un substrat (33) à disposer dans une nacelle, la lame comportant une plaque (105) et un espaceur (110) fixé sur la plaque, ledit espaceur étant configuré pour tenir au moins une partie du substrat à distance d’une face de la plaque, selon une direction normale (y) à ladite face, lors de l’introduction dudit substrat dans la nacelle pour amener le substrat en appui contre la plaque.
2. Lame selon la revendication 1, dans laquelle la plaque présente une zone sans contact (138) de laquelle l’espaceur fait saillie, et définie par l’absence de contact entre la plaque et le substrat lors de ladite introduction.
3. Lame selon la revendication précédente, dans laquelle la plaque comporte un ajour (120) traversant la plaque dans son épaisseur et délimitée par un bord intérieur (125) de la plaque, la zone sans contact (138) étant définie par la partie (135) de la plaque entre le bord intérieur de la plaque et le bord extérieur (130) de la plaque par lequel le substrat est destiné à être introduit.
4. Lame selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, dans laquelle la largeur de la zone sans contact est plus de cinq fois, de préférence plus de dix fois, voire plus de quatorze fois supérieure à la largeur de l’espaceur.
5. Lame selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’espaceur présente une surface d’appui de chargement (140) et/ou une ligne d’appui de chargement (142) pour appuyer le substrat sur l’espaceur lors de ladite introduction, la surface d’appui de chargement et/ou la ligne d’appui de chargement étant orientée obliquement par rapport à la face de la plaque, le sens de descente de la surface d’appui de chargement et/ou de la ligne d’appui de chargement étant orienté du bord extérieur de la plaque vers le centre de la plaque.
6. Lame selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’espaceur présente une surface d’appui d’engagement (145) et/ou une ligne d’appui d’engagement pour appuyer le substrat sur l’espaceur lors de ladite introduction, la surface d’appui d’engagement et/ou la ligne d’appui d’engagement étant orientée obliquement par rapport à la face de la plaque, le sens de descente de la surface d’appui d’engagement et/ou de la ligne d’appui d’engagement étant orienté du centre de la plaque vers le bord extérieur de la plaque.
7. Lame selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans laquelle dans un plan de coupe normal à la face de plaque, une section transverse de l’espaceur présente une forme sensiblement convexe.
8. Lame selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une partie, voire la totalité de l’espaceur présente une forme générale conique ou tronconique ou cylindrique à base fermée, notamment prismatique.
9. Lame selon Tune quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque comporte un logement (162), de préférence traversant la plaque dans son épaisseur, l’espaceur étant monté rotatif autour d’un arbre (165) disposé dans le logement.
10. Lame selon Tune quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la plaque et/ou l’espaceur sont en un matériau conducteur, de préférence du graphite, ou en un matériau céramique, de préférence en alumine, l’espaceur et la plaque étant en particulier en un même matériau.
11. Nacelle destinée à être disposée dans une enceinte d’un dispositif pour déposer, de préférence chimiquement en phase vapeur et assisté par plasma, une couche mince en surface d’un substrat disposé dans la nacelle, la nacelle comportant une pluralité de lames et au moins une entretoise, chacune des lames de la pluralité de lames étant fixées à Tentretoise, au moins une, de préférence toutes les lames étant selon Tune quelconque des revendications précédentes.
12. Dispositif de dépôt de couche mince sous vide choisi parmi un réacteur de dépôt de couche mince chimique en phase vapeur assisté ou non par plasma, un réacteur de dépôt de couche mince chimique en phase vapeur à basse pression et un réacteur de dépôt de couche mince physique en phase vapeur, le dispositif comportant une enceinte dans laquelle est disposée une nacelle selon la revendication précédente.
13. Procédé de fabrication d’une cellule photovoltaïque, comportant les étapes successives suivantes consistant à :

a) introduire un substrat de silicium dans une nacelle selon la revendication 11,

b) déposer une couche mince en surface du substrat de silicium, au moyen d’un dispositif de dépôt de couches minces comportant une enceinte dans laquelle la nacelle est disposée.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel au cours d’une partie de l’étape a), le contact entre la lame et le substrat s’effectue, de préférence uniquement, au niveau de l’espaceur.
15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 13 et 14, comportant 5 une étape c), successive à l’étape b), consistant à déposer une reprise de contact ou une couche dopante sur le substrat de silicium revêtu à l’étape b), la reprise de contact ou la couche dopante étant superposée, de préférence entièrement, sur une zone ayant été en regard, et notamment au contact de l’espaceur lors de l’introduction du substrat dans la nacelle.

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