FR3073670A1 - Procede de formation d'electrodes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de formation d'une première électrode (23) et d'une seconde électrode (24) sur une face (12) d'une cellule photovoltaïque (10), respectivement, avec une première (18) et une seconde (19) région adjacentes selon une ligne de contact, le procédé comprenant les étapes : a) une étape comprenant la formation d'une bande (21) recouvrant la ligne de contact ; b) une étape de formation d'une couche conductrice (22) sur la face principale (12), en recouvrement des première (18) et seconde (19) régions et de la bande (21); c) une étape de gravure par l'ablation laser limitée à une région de la couche conductrice (22) au droit de la bande (21) de manière à délimiter la première (23) et la seconde (24) électrode, la bande (21) est adaptée pour absorber l'énergie dégagée lors de l'ablation laser.
Description
La présente invention concerne un procédé de formation d'électrodes sur des cellules solaires, notamment des cellules photovoltaïques à base de silicium dites à hétérojonction et plus particulièrement contactées par la face arrière.
ART ANTÉRIEUR
Les cellules à hétérojonction contactées par la face arrière se caractérisent par une collecte des porteurs minoritaires et majoritaires selon deux zones de la face arrière dites, respectivement, zone d'émetteur et zone de champ de surface arrière (« BSF » ou « Back Surface Field » selon la terminologie Anglo-Saxonne).
La collecte des porteurs minoritaires et des porteurs majoritaires est alors assurée par des électrodes spécifiquement formées sur l'un et l'autre des deux types de zones.
A cet égard, les figures la à le représentent un procédé, connu de l'état de l'art, de formation d'électrodes respectivement sur une zone émettrice 3 et sur une zone BSF 4 disposées sur la face arrière 2 d'une cellule solaire 1, et adjacentes selon une ligne de contact.
En particulier, le procédé comprend les étapes suivantes :
a) la formation d'une couche de matériau conducteur 5 en recouvrement de la face arrière 2 de la cellule solaire 1 ;
b) la formation d'un masque 6, par exemple un masque photo lithographique, comprenant un premier motif 7 et un second motif 8 séparés par une tranchée traversante 6' à l'aplomb de la ligne de contact, le premier motif 7 et le second motif 8 masquant, respectivement, une première zone 7' et une seconde zone 8' de la couche de matériau conducteur 5 ;
c) une étape de gravure destinée à graver la couche de matériau conducteur au niveau de la tranchée traversante 6', et de manière à découvrir la ligne de contact.
A l'issu de l'étape c), seules la première zone 7' et la seconde zone 8' de la couche de matériau conducteur 5 restent, et forment deux électrodes isolées l'une de l'autre et disposées, respectivement sur la zone émettrice 3 et sur la zone BSF 4.
Ce procédé n'est cependant pas satisfaisant.
En effet, l'étape c) de gravure, généralement exécutée par voie chimique, peut dégrader les propriétés de la zone émettrice 3 et de la zone BSF 4, et par conséquent les performances de la cellule photovoltaïque.
Par ailleurs, l'étape b), qui peut être exécutée selon les cas par photo lithographie, jet d'encre (« Ink Jet » selon la terminologie Anglo-Saxonne) ou encore par sérigraphie, présente un coût qui n'est pas compatible avec les requis de l'industrie photovoltaïque, soit à cause du cout excessif du procédé utilisé, soit à cause du nombre excessif d'étapes de fabrication nécessaires.
En outre, l'étape b) est généralement exécutée en au moins trois sous étapes qui rendent le procédé compliqué à mettre en œuvre.
Un but de la présente invention est alors de proposer un procédé de formation d'électrodes sur des cellules photovoltaïques à hétérojonction contactées par la face arrière limitant toute dégradation des performances desdites cellules.
Un autre but de la présente invention est également de proposer un procédé de formation d'électrodes plus simple à mettre en œuvre que les procédés connus de l'état de la technique.
Un autre but de la présente invention est également de proposer un procédé de formation d'électrodes présentant un coût réduit.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
Les buts de la présente invention sont, au moins en partie, atteints par un procédé de formation d'au moins une première électrode et d'au moins une seconde électrode sur une face principale d'une cellule photovoltaïque, en contact direct, respectivement, avec au moins une première région et au moins une seconde région, la seconde région étant adjacente à la première région selon une ligne de contact, le procédé comprenant les étapes successives suivantes :
a) une étape de masquage comprenant la formation d'une bande de masquage recouvrant la ligne de contact ;
b) une étape de formation d'une couche conductrice sur la face principale, en recouvrement de la première région, de la seconde région et de la bande de masquage ;
c) une étape de gravure par l'ablation laser limitée à une région de la couche conductrice au droit de la bande de masquage de manière à délimiter, au niveau de la couche conductrice, la première électrode et la seconde électrode, la bande de masquage est en outre adaptée pour absorber, au moins en partie, l'énergie dégagée lors de l'ablation laser.
Selon un mode de mise en œuvre, l'étape a) comprend les deux sous étapes successives suivantes :
al) une étape de sérigraphie ou de jet d'encre d'un matériau de masquage ;
a2) une étape de recuit thermique destinée à sécher ledit matériau de masquage, l'étape de recuit étant avantageusement exécutée à une température inférieure à 250°C encore plus avantageusement à une température inférieure à 200°C.
Selon un mode de mise en œuvre, l'épaisseur de la bande de masquage est comprise entre 500 nm et 40 pm, avantageusement entre 1 pm et 5 pm.
Selon un mode de mise en œuvre, lequel l'étape b) de formation de la couche conductrice est une étape de dépôt chimique en phase vapeur ou d'évaporation, avantageusement exécutée à une température inférieure à 250°C, encore plus avantageusement inférieure à 200°C.
Selon un mode de mise en œuvre, l'étape b) de formation de la couche conductrice comprend la formation d'une couche d'oxyde transparent conducteur, avantageusement l'oxyde transparent conducteur comprend au moins un des matériaux choisi parmi : oxyde de titane, oxyde d'indium dopé ou non.
Selon un mode de mise en œuvre, l'étape b) comprend également la formation d'une couche métallique sur la couche d'oxyde transparent conducteur.
Selon un mode de mise en œuvre, l'au moins une première région et l'au moins une seconde région comprennent, respectivement, une pluralité de premières régions et une pluralité de secondes régions, chacune des premières régions et des secondes régions s'étendant d'une première extrémité vers une seconde extrémité selon une direction d'élongation XX'.
Selon un mode de mise en œuvre, les premières régions et les secondes régions sont disposées parallèlement les unes aux autres et en alternance selon une direction perpendiculaire à leur direction d'élongation XX'.
Selon un mode de mise en œuvre, les bandes de masquage formées à l'étape a) comprennent des bandes de ligne recouvrant les lignes de contacts, et des premières bandes d'extrémité disposées au niveau des premières extrémités des premières régions, chaque première bande d'extrémité reliant deux bandes de ligne successives.
Selon un mode de mise en œuvre, le procédé comprend en outre une étape dl), exécutée après l'étape c), de formation d'une première bande de contact métallique connectant électriquement les secondes régions au niveau de leur première extrémité, et en recouvrement des premières bandes d'extrémité.
Selon un mode de mise en œuvre, les bandes de masquage comprennent également des secondes bandes d'extrémité disposées au niveau des secondes extrémités des secondes régions, chaque seconde bande d'extrémité reliant deux bandes de lignes successives.
Selon un mode de mise en œuvre, le procédé comprend en outre une étape d2), exécutée après l'étape c), de formation d'une seconde bande de contact métallique connectant électriquement les premières régions au niveau de leur seconde extrémité, et en recouvrement des secondes bandes d'extrémité.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre du procédé de formation d'électrodes selon l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- les figures la à le sont une représentation schématique d'un procédé de formation d'électrodes sur la face arrière d'une cellule photovoltaïque selon un procédé connu de l'état de la technique ;
- les figures 2a à 2d sont une représentation schématique d'un procédé de formation d'électrodes sur la face arrière d'une cellule photovoltaïque selon la présente invention, la cellule photovoltaïque étant représentée selon un plan de coupe perpendiculaire au plan défini par l'une ou l'autre des faces avant et arrière de la cellule photovoltaïque ;
- les figures 3a à 3c sont une représentation schématique d'un procédé de formation d'électrodes sur la face arrière d'une cellule photovoltaïque selon la présente invention, la cellule photovoltaïque étant représentée selon un plan de coupe perpendiculaire au plan défini par l'une ou l'autre des faces avant et arrière de la cellule photovoltaïque ;
- les figures 4a à 4c sont une représentation schématique du procédé de formation d'électrodes sur la face arrière d'une cellule photovoltaïque, le procédé représenté implique également la formation de bus bars, la cellule photovoltaïque étant représentée selon sa face arrière.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La présente invention concerne un procédé de formation d'électrodes, en particulier des premières électrodes et des secondes électrodes sur, respectivement, des premières régions et des secondes régions adjacentes selon une ou des lignes de contact, et lesdites premières et secondes régions étant disposées sur la face arrière d'une cellule solaire également appelée cellule photovoltaïque.
Le procédé comprend, à cet égard, une étape de masquage comprenant la formation d'une bande de masques destinée à recouvrir la ou les lignes de contact.
L'étape de masquage est alors suivie d'une étape de gravure par l'ablation laser limitée à une région de la couche conductrice au droit de la bande de masquage de manière à délimiter, au niveau de la couche conductrice, la première électrode et la seconde électrode, la bande de masquage est électriquement isolante, et est en outre adaptée pour absorber, au moins en partie, l'énergie dégagée lors de l'ablation laser.
Sur les figures 2a à 4c, on peut voir des exemples de mise en œuvre du procédé de formation d'électrodes sur une face d'une cellule photovoltaïque 10.
La cellule photovoltaïque 10 peut comprendre deux faces principales essentiellement parallèles dites, respectivement, face avant 11 et face arrière 12.
La cellule photovoltaïque 10 peut être une cellule photovoltaïque à hétérojonction, en particulier contactée par la face arrière 12.
Par « contactée par la face arrière », on entend une cellule photovoltaïque pour laquelle la collecte des porteurs minoritaires et des porteurs majoritaires est assurée par des électrodes formées sur la face arrière 12.
La cellule photovoltaïque 10 (figures 2a, et 3a) peut comprendre de sa face avant 11 vers sa face arrière 12 un empilement de couches, un substrat support 14 et une couche de collecte 15. En particulier, l'empilement de couches comprend une surface libre (autrement dit une surface exposée) et repose sur une face du substrat support 14, dite première face. Ainsi, la surface libre correspond à la face avant 11, et représente la face par laquelle la lumière destinée à être convertie en énergie électrique est absorbée.
Afin d'augmenter le chemin optique de la lumière, la surface libre peut être texturée.
Par ailleurs, l'empilement de couches peut également être destiné à passiver la première face, ou encore jouer le rôle de couche antireflet.
A cet égard, l'empilement de couches peut comprendre une couche de silicium amorphe hydrogéné d'épaisseur comprise entre 5 nm et 15nm recouverte d'une couche de nitrure de silicium hydrogéné d'épaisseur comprise entre 50 nm et 100 nm.
De manière alternative, l'empilement de couches peut comprendre une couche de passivation recouverte d'une couche nitrure de silicium, la couche de passivation comprenant du dioxyde de silicium ou de l'alumine ou un oxyde de métal de transition.
Le substrat support 14 peut comprendre un matériau semi-conducteur, par exemple du silicium cristallin tel qu'un silicium monocristallin par exemple.
Une première couche de passivation peut également être intercalée entre l'empilement de couches et le substrat support 14.
La première couche de passivation peut comprendre un matériau semiconducteur amorphe. En particulier la première couche de passivation peut comprendre une couche silicium amorphe intrinsèque d'épaisseur comprise entre 5 nm et 15 nm.
Une seconde couche de passivation 17 (figure 2a et 3a) peut être intercalée entre le substrat support 14 et la couche de collecte 15.
La seconde couche de passivation 17 peut comprendre un matériau semi-conducteur amorphe. En particulier la seconde couche de passivation 17 peut comprendre une couche silicium amorphe intrinsèque d'épaisseur comprise entre 5 nm et 15 nm.
La face arrière 12 comprend au moins une moins une première région 18 et au moins une seconde région 19 (figures 2a, 3a, 4a). Il est entendu que l'au moins une première région 18 et l'au moins une seconde région 19 sont des régions de la couche de collecte 15.
Chaque première région 18 est adjacente à une seconde région 19 au niveau d'une ligne de contact 20 (figures 2a à 2d, 3a à 3c, et 4a). En d'autres termes, dès lors qu'il y a une pluralité de premières régions 18 et une pluralité de secondes régions 19, il y a une pluralité de lignes de contact 20 (figure 4a). Par « ligne de contact », on entend une limite, avantageusement abrupte entre une première 18 et une seconde région 19. En d'autres termes, la « ligne de contact » désigne une ligne au niveau de laquelle les première et seconde région sont en contact direct.
L'au moins une première région 18 peut comprendre une pluralité de premières régions 18 (figure 4a). L'au moins une seconde région 19 peut également comprendre une pluralité de secondes régions 19 (figure 4a).
En particulier, chaque première région 18 peut s'étendre selon une direction d'élongation XX' d'une première extrémité 18a vers une seconde extrémité 18b (voir figures 4a à 4c). Chaque seconde région 19 peut s'étendre selon la direction d'élongation XX' d'une première extrémité 19a vers une seconde extrémité 19b.
Par « s'étendre selon une direction d'élongation XX' », on entend une région qui a une forme généralement allongée selon la direction XX'. En d'autres termes, la plus grande dimension de la région concernée est essentiellement parallèle à la direction d'élongation XX'.
En d'autres termes, dès lors que les premières régions 18 et les secondes régions 19 s'étendent selon la même direction, elles sont parallèles entre elles.
Toutefois, l'invention n'est pas limitée à une forme allongée des premières et secondes régions, et l'homme du métier peut aisément considérer des formes circulaires et/ou aléatoires.
Par ailleurs, les premières régions 18 et les secondes régions 19 sont disposées en alternance, par exemple selon une direction perpendiculaire à la direction XX' (figures 4a à 4c). En d'autres termes, les premières régions 18 et les secondes régions 19 forment une structure inter digitée. Il est aussi entendu que les lignes de contact 20 séparant les premières régions 18 des secondes régions 19, s'étendent également selon la direction XX' et sont donc parallèles entre elles.
L'au moins une première région 18 peut être une zone d'émetteur de la cellule photovoltaïque. Ladite zone d'émetteur peut comprendre un matériau semiconducteur, par exemple un matériau semi-conducteur amorphe dopé, avantageusement du silicium amorphe dopé P (dopée avec une espèce donneuse de trous).
En particulier, l'au moins une première région peut avoir une épaisseur comprise entre 5 nm et 30 nm, et une largeur comprise entre 400 pm et 1,5 mm.
L'au moins une seconde région 19 peut être une zone de champ de surface arrière (« BSF ») de la cellule photovoltaïque. Ladite zone d'émetteur peut comprendre un matériau semi-conducteur, par exemple un matériau semi-conducteur amorphe dopé, avantageusement du silicium amorphe dopé N (dopé avec une espèce donneuse d'électrons).
En particulier, l'au moins une seconde région peut avoir une épaisseur comprise entre 5 nm et 50 nm, et une largeur comprise entre 250 pm et 1 mm.
Le procédé selon la présente invention comprend une étape de masquage a) de formation d'une bande de masquage 21 recouvrant la ou les lignes de contact 20 (figures 2b, 3a, 4b).
L'étape a) peut par exemple être exécutée selon deux étapes al) et a2) successives.
En particulier, l'étape al) est une étape de sérigraphie ou de jet d'encre (« Inkjet » selon la terminologie Anglo-Saxonne) d'un matériau de masquage.
L'étape a2) comprend un recuit thermique destinée à sécher le matériau de masquage. De manière avantageuse, l'étape de recuit est exécutée à une température inférieure à 250°C de manière à pouvoir limiter toute dégradation des propriétés des premières régions 18 et des secondes régions 19. L'étape a2) peut être exécutée sous air ou sous pression réduite (par exemple sous vide).
L'étape de recuit peut être exécutée à une température comprise entre 100 °C et 250 °C, et être d'une durée supérieure à 15 minutes.
Le choix de la température, et de la durée du recuit dépend essentiellement de la nature du matériau de masquage.
Par exemple l'étape de recuit peut être exécutée à 200°C, et être d'une durée comprise entre 20 minutes et 30 minutes.
De manière alternative, l'étape de recuit peut être exécutée à 180 °C, et être d'une durée égale à environ 5 minutes.
L'étape de recuit thermique peut comprendre un recuit sous UV.
L'épaisseur de la bande de masquage 21 peut être comprise entre 500 nm et 100 pm, avantageusement entre 500 nm et 40 pm, encore plus avantageusement entre 1 pm et 5 pm.
Il est par ailleurs entendu que la bande de masquage 21 présente une largeur qui est dépendante de la technique utilisée pour la former. Aussi dès lors que le procédé selon la présente invention est destiné à former une première électrode 23 et une seconde électrode 24 sur, respectivement, la première région et la seconde région, il est entendu que la bande de masquage 21 ne recouvre pas dans leur intégralité la première région 18 et la seconde région 19. En d'autres termes, la bande de masquage 21 présente une largeur prédéterminée qui est inférieure à la somme des largeurs d'une première région 18 et d'une seconde région 19. La largeur d'une première région 18 peut être essentiellement égale, avantageusement égale, à celle d'une seconde région 19. Il n'est cependant pas exclu que la largeur d'une première région 18 soit différente de la largeur d'une seconde région 19.
Par ailleurs, il est également entendu que le matériau de masquage présente des propriétés rhéologiques compatibles avec la sérigraphie et/ou le jet d'encre.
Le matériau de masquage, au moins après exécution de l'étape a2), peut avantageusement être adapté pour résister à des températures pouvant atteindre 200°C, avantageusement 250°C. En d'autres termes, la bande de masquage 21 n'est pas dégradée, et conserve une bonne adhésion sur la face arrière 12 dès lors qu'elle est soumise à une température comprise entre 200°C et 250°C.
Il est entendu que la bande de masquage 21 est électriquement isolante.
L'étape a) est suivie d'une étape de b) de formation d'une couche conductrice 22 sur la face arrière 12, en recouvrement de l'au moins une première région 18, de l'au moins une seconde région 19 et de l'au moins une bande de masquage 21 (figure 2b).
L'étape b) de formation de la couche conductrice 22 peut être exécutée par dépôt physique en phase vapeur (« PVD » ou « Physical Vapor Déposition » selon la terminologie Anglo-Saxonne)ou d'évaporation, avantageusement à une température inférieure à 250°C, encore plus avantageusement inférieure à 200°C.
Toujours de manière avantageuse l'étape b) de formation de la couche conductrice 22 peut comprendre la formation d'une couche d'oxyde transparent conducteur 22a (figures 2b et 3b).
Avantageusement, l'oxyde transparent conducteur peut, par exemple, comprendre au moins une des matériaux choisi parmi : oxyde de titane, oxyde d'indium dopé ou non.
L'épaisseur de la couche d'oxyde transparent conducteur 22a peut être comprise entre 50 nm et 300 nm.
De manière complémentaire, l'étape b) peut comprendre la formation d'une couche métallique 22b sur la couche d'oxyde transparent conducteur 22a (figure 3b).
L'étape b) est suivie d'une étape c) de gravure par l'ablation laser limitée à une région 22R (figures 2d et 3c) de la couche conductrice 22 au droit de la bande de masquage 21 (figures 2d, 3c).
Par « limitée au droit de la band de marquage », on entend une gravure limitée à une section de la couche conductrice 22 qui est effectivement en recouvrement de la bande de masquage 21. Il est donc entendu que ladite section de la couche conductrice 22 présente une largeur inférieure à la bande de masquage 21.
Aussi, l'étape c) est exécutée de manière à délimiter, au niveau de la couche conductrice, la ou les premières électrodes 23 et la ou les secondes électrodes 24 (figures 2d et 3c).
La bande de masquage 21 est adaptée pour absorber, au moins en partie et de préférence en totalité, l'énergie dégagée lors de l'ablation laser.
Ainsi, la bande de masquage permet de limiter, voire de prévenir, tout échauffement de la couche de collecte 15 lors de l'exécution de l'étape c). La couche de collecte 15 n'est donc pas dégradée lors de l'étape c).
Par ailleurs, le procédé proposé selon la présente invention ne requiert aucune étape de gravure chimique susceptible d'endommager la couche de collecte 15.
A titre d'exemple et de manière non limitative, l'ablation laser peut être exécutée selon les modalités suivantes :
- La puissance du laser peut être comprise entre 20 mW et 40 mW. Cependant, une gamme de puissances du laser plus étendue peut être considérée dépendamment de l'épaisseur de la bande de masquage, par exemple entre 10 mW et 1,5 W) ;
- Le laser mis en œuvre pour l'ablation laser peut être un laser vert, un laser infrarouge, ou un laser ultraviolet, par exemple émettant à la longueur d'onde 355 nm ;
- L'étape c) peut être exécutée en considérant un balayage du laser compris entre 100 mm par seconde et 10000 mm par seconde, par exemple de 2000 mm par seconde ;
- Le laser peut être un laser pulsé à une fréquence comprise entre 10 kHz et 2000 kHz, par exemple pulsé à une fréquence de 200 kHz, à cet égard le recouvrement entre deux lignes laser peut être compris entre 0,1 pm et 20 pm, par exemple de l'ordre de 1 pm ;
De manière particulièrement avantageuse, l'étape c) peut être exécutée en deux passes. En d'autres termes, l'étape c) peut être exécutée deux fois, et ainsi permettre l'élimination de toute trace de résidu de la section 22R de la couche conductrice destinée à être gravée. De manière générale, l'étape c) peut être exécutée autant de fois que nécessaire pour éliminer lesdits résidus.
Le matériau de masquage peut par exemple comprendre une pâte polymère ou une résine.
A titre d'exemple le matériau de masquage peut comprendre une pâte SD 2050 UV de la société PETERS qui comprend du méthacrylate de 2-hydroxyéthyle (25 à 50% massique).
Le matériau de masquage peut aussi comprendre une pâte SD 2154 E de la société PETERS qui comprend un polymère en solution dans un solvant naphta aromatique lourd (pétrole) (25-50% massique).
Le matériau de masquage peut comprendre un polyimide ( par exemple un kapton), ou un polyester, ou un polymères fluorés (par exemple PVF, PVDF, ETFE, ECTFE...) ou chlorés (PVC)), ou un silicone.
D'autres matériaux de masquage peuvent néanmoins envisagés, comme par exemple :
- Résine X-77 de la société TAIYO AMERICA, INC ;
- Résine PSR-4000BN mélangée à un durcissant CA-40BN de la société TAIYO AMERICA, INC;
- Résine HP 900 UV de la société HITACHI ;
- Résine FOC 800 LN-2 de la société TAIYO AMERICA, INC.
De manière générale, les matériaux de masquage de choix sont ceux qui :
- présentent une compatibilité chimique avec la surface sur laquelle ils sont déposés ;
- résistent à un recuit thermique, par exemple exécuté à une température comprise entre 200 °C et 250 °C.
Par ailleurs, dès lors que la couche métallique 22b est formée, cette dernière peut servir de germe pour une électrodéposition (« electroplating » selon la terminologie Anglo-Saxonne) afin d'épaissir ladite couche. L'électrodéposition faisant partie des connaissances générales de l'homme du métier n'est pas décrite en détails dans la présente invention.
De manière alternative à la formation de la couche métallique 22b, l'étape c) de gravure peut également être suivie d'une étape de métallisation des premières électrodes 23 et la ou les secondes électrodes 24. L'étape de métallisation peut alors impliquer des techniques usuelles connues de l'homme du métier parmi lesquelles figurent la photolithographie, l'évaporation, la PVD, la sérigraphie ou encore l'Inkjet.
De manière complémentaire, dès lors que les premières régions 18 et les secondes régions 19 forment une structure inter digitée (figures 4a à 4c), les bandes de masquage 21 formées à l'étape a) peuvent comprendre des bandes de ligne 21a recouvrant les lignes de contacts 20, et des premières bandes d'extrémité 21b disposées au niveau des premières extrémités 18a des premières régions 18, chaque première bande d'extrémité reliant deux bandes de ligne 21a successives (figure 4b).
Les bandes de ligne 21a peuvent être d'une largeur comprise entre 1 pm et 150 pm, avantageusement entre 20pm et 100 pm, encore plus avantageusement entre 20 pm et 50 pm.
Les premières bandes d'extrémité 21b peuvent être d'une largeur comprise entre 10 pm et 5 mm, par exemple 2mm.
Dès lors que des premières bandes d'extrémité 21b sont formées, le procédé peut comprendre une étape dl), exécutée après l'étape c) de gravure par l'ablation laser limitée à une région 22R (figures 2d et 3c) de la couche conductrice 22. Le couche conductrice comprend avantageusement la couche métallique 22b et la couche d'oxyde transparent conducteur 22a.
L'étape dl) comprend alors la formation d'une première bande de contact métallique 25 connectant électriquement les secondes régions les unes aux autres au niveau de leur première extrémité 19a, et en recouvrement des premières bandes d'extrémité 21b (figure 4c). La première bande de contact métallique 25 (dite « Bus Bar»), dès lors qu'elle ne connecte que les secondes régions les unes aux autres, est d'une largeur inférieure à celle des premières bandes d'extrémité 21b.
Toujours de manière complémentaire, les bandes de masquage 21 peuvent comprendre également des secondes bandes d'extrémité 21c disposées au niveau des secondes extrémités 19b des secondes régions 19, chaque seconde bande d'extrémité 21c reliant deux bandes de lignes 20a successives.
Les secondes bandes d'extrémité 21c peuvent être d'une largeur comprise entre 10 pm et 5 mm, par exemple 2mm.
Dès lors que des secondes bandes d'extrémité 21c sont formées, le procédé peut comprendre une étape d2), exécutée après l'étape c), de formation d'une seconde bande de contact métallique 26 (figure 4c) connectant électriquement, les unes aux autres, les premières régions 18 au niveau de leur seconde extrémité 18b, et en recouvrement des secondes bandes d'extrémité 21c. La seconde bande de contact métallique 26 (dite également «Bus Bar»), dès lors qu'elle ne connecte que les premières régions les unes aux autres, est d'une largeur inférieure à celle des secondes bandes d'extrémité 21c.
Les premières 25 et secondes 26 bandes de contact métallique sont par exemple formée par collage d'un ruban métallique à l'aide d'un équipement dit « stringer ».
La formation des premières 25 et secondes 26 bandes de contact métallique peut être précédée de lignes de métal à l'endroit même du contact entre l'une ou l'autre des premières et secondes bandes de contact métallique et la cellule photovoltaïque.
Le procédé selon la présente invention permet alors de former non seulement des électrodes sur la face arrière sans dégrader les propriétés de la cellule 10 photovoltaïque, mais également de préparer les zones de formation des bus bar.
Ce procédé de par sa simplicité, et un nombre d'étape réduit, présente un coût qui est également compatible avec les requis de l'industrie photovoltaïque.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Procédé de formation d'au moins une première électrode (23) et d'au moins une seconde électrode (24) sur une face principale (12) d'une cellule photovoltaïque (10), en contact direct, respectivement, avec au moins une première région (18) et au moins une seconde région (19), la seconde région (19) étant adjacente à la première région (18) selon une ligne de contact, le procédé comprenant les étapes successives suivantes :a) une étape de masquage comprenant la formation d'une bande de masquage (21) recouvrant la ligne de contact ;b) une étape de formation d'une couche conductrice (22) sur la face principale (12), en recouvrement de la première région (18), de la seconde région (19) et de la bande de masquage (21) ;c) une étape de gravure par l'ablation laser limitée à une région de la couche conductrice (22) au droit de la bande de masquage (21) de manière à délimiter, au niveau de la couche conductrice (22), la première électrode (23) et la seconde électrode (24), la bande de masquage (21) étant en outre adaptée pour absorber, au moins en partie, l'énergie dégagée lors de l'ablation laser.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape a) comprend les deux sous étapes successives suivantes :al) une étape de sérigraphie ou de jet d'encre d'un matériau de masquage ;a2) une étape de recuit thermique destinée à sécher ledit matériau de masquage, l'étape de recuit étant avantageusement exécutée à une température inférieure à 250°C, encore plus avantageusement à une température inférieure à 200°C.
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'épaisseur de la bande de masquage (21) est comprise entre 500 nm et 40 pm, avantageusement entre 1 pm et 5 pm.
- 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape b) de formation de la couche conductrice (22) est une étape de dépôt chimique en phase vapeur ou d'évaporation, avantageusement exécutée à une température inférieure à 250°C, encore plus avantageusement inférieure à 200°C.
- 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'étape b) de formation de la couche conductrice (22) comprend la formation d'une couche d'oxyde transparent (22a) conducteur, avantageusement l'oxyde transparent conducteur comprend au moins un des matériaux choisi parmi : oxyde de titane, oxyde d'indium dopé ou non.
- 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'étape b) comprend également la formation d'une couche métallique (22b) sur la couche d'oxyde transparent (22a) conducteur.
- 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'au moins une première région (18) et l'au moins une seconde région (19) comprennent, respectivement, une pluralité de premières régions (18) et une pluralité de secondes régions (19), chacune des premières régions (18) et des secondes régions (19) s'étendant d'une première extrémité (18a, 19a) vers une seconde extrémité (18b, 19b) selon une direction d'élongation XX'.
- 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les premières régions (18) et les secondes régions (19) sont disposées parallèlement les unes aux autres et en alternance selon une direction perpendiculaire à leur direction d'élongation XX'.
- 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel les bandes de masquage (21) formées à l'étape a) comprennent des bandes de ligne (21a) recouvrant les lignes de contacts, et des premières bandes d'extrémité (21b) disposées au niveau des premières extrémités (18a) des premières régions (18), chaque première bande d'extrémité (21b) reliant deux bandes de ligne (21a) successives.
- 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le procédé comprend en outre une étape dl), exécutée après l'étape c), de formation d'une première bande de contact métallique (25) connectant électriquement les secondes régions (19) au niveau de leur première extrémité (19a), et en recouvrement des premières bandes d'extrémité (21b).
- 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel les bandes de masquage (21) comprennent également des secondes bandes d'extrémité (21c) disposées au niveau des secondes extrémités (19b) des secondes régions (19), chaque seconde bande d'extrémité (21c) reliant deux bandes de ligne (21a)s successives.
- 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le procédé comprend en outre une étape d2), exécutée après l'étape c), de formation d'une seconde bande de contact métallique (26) connectant électriquement les premières régions (18) au niveau de leur seconde extrémité, et en recouvrement des secondes bandes d'extrémité.
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