LU83831A1

LU83831A1 - Procede de fabrication de dispositifs semi-conducteurs et dispositifs semi-conducteurs ainsi obtenus

Info

Publication number: LU83831A1
Application number: LU83831A
Authority: LU
Inventors: Louis Frisson; Robert Janssens; Mia Honore; Robert Pierre Mertens; Roger Van Overstraeten
Original assignee: Belge Etat
Priority date: 1981-12-10
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1983-09-01
Also published as: IT8224680A0; GR79601B; ES8405557A1; ES8501169A1; IT8224680A1; WO1983002200A1; ES518107A0; PT75974B; IT1191122B; DE3274927D1; ES530223A0; EP0108065A1; JPS58502078A; PT75974A; EP0108065B1

Description

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La présente invention est relative à un procédé de fabrication de dispositifs semi-conducteurs, et en particulier de cellules solaires photovoltargues, comportant une face avant photosensible, destinée à être exposée au. rayonne-; ment solaire , et une face arrière agencée pour réaliser un contact ohmique, ainsi qu'aux dispositifs semi-conducteurs ainsi obtenus.

Les cellules solaires sont des dispositifs semi- . £* conducteurs d'une structure très simple et sont généralement ? constituées d'une tranche ou lame de silicium monocristalline de type p, dans laquelle on a fait diffuser jusqu'à une faible profondeur, une impureté donatrice, de manière à réaliser une zone de type n, photosensible, normalement destinée à être exposée au rayonnement solaire , et à réaliser une jonction n-p à faible profondeur. Si le rayonnement solaire tombe sur la face avant ou supérieure de la cellule solaire, la lumière sera absorbée par la matière et produira des trous, c'est-à-dire des vides dans les couches d'électrons de valence. Le champ électrique interne à la jonction n-p est d'une polarité telle que les porteurs minoritaires sont entraînés vers la jonction. Ce processus établit une charge excédentaire, provoquant une ' différence de potentiel d'environ 500 à 600 mV entre le silicium " de type n et de type P. Lorsque la cellule est reliée à un . circuit extérieur, un courant s'établira. Pour réaliser un contact électrique sur la face avant ou supérieure de la cellule solaire, on y dépose une couche de matière conductrice sous la forme de grille ou de peigne. La connexion à la face j / arrière ou inférieure est réalisée au moyen d'une pellicule,/ / ·/* • r w/"" •1 - 3 - '! j ί ;l métallique recouvrant la surface entière.

Les spécialistes utilisent actuellement la technique sérigraphique pour la fabrication de cellules j solaires. L'introduction de la technique sérigraphique est i motivée par l'expérience acquise au cours de la période de 1975-1978 lorsqu'il est apparu que les méthodes conventionnelles de fabrication, en particulier lorsqu'il est apparu que T la réalisation par évaporation du patron ou modèle métalli- | ' « i que sur la face antérieure des cellules, au travers d'un nasque, ! n'étaient pas appropriées à la fabrication sur une grande échelle de cellules solaires. Ceci vaut aussi bien pour la capacité de production et le rendement en matériaux qu'en ce ' qui concerne les frais d'investissement.

ί On a tout d'abord tenté d'appliquer des contacts | ou électrodes métalliques aux surfaces inférieure et supérieure en utilisant des méthodes sérigraphiques. Les premiers expé- | riences, ainsi que les résultats livrés par la littérature indi- I quaient que les matériaux qui provoquaient le moins de problèmes étaient l'argent pour la partie avant et l'aluminium pour la ; partie arrière des cellules solaires n-p. Il est apparu déjà au cours des premières expériences que les meilleurs rendements I -¾ étaient obtenus lorsque l'on appliquait des encres métalliques i sur la partie avant après avoir recouvert la cellule d'une courre

V

* antiréfléchissan.te . La pâte sur la partie avant ou antérieure se diffusait donc au travers de cette couche antiréflschxssanue i au cours de la cuisson et formait donc avec le silidmm un ! contact ohmique faible. / / . r f ' L'apolicatron de la oâte d'aluirdnium en manu que / ? // i ; / ! · - 4 - : telle sur la surface arrière ne posait pas de problème important, mais on obtenait un contact qui ne pouvait pas ou ne pou-; vait qu'être difficilement soudé. Une première possibilité | de pallier à cet inconvénient a consisté en Implication d'une j couche d'étain par êlectroplacage pour obtenir des contacts : soudables. Cette technique consiste à appliquer une couche I de cuivre par .électroplacage sur la couche d'aluminium et de plonger ensuite la cellule dans un bain de soudure. L'élec- t -r..

troplacage de cuivre se fait à l'aide de sulfate de cuivre, ^ d'acide sulfurique et de quelques additifs en vue d'améliorer 1 'électrcplacage „ Cette méthode présente un grand avantage, ί notamment par le fait que les cellules présentent une très ; petite résistance en série et donc un facteur de charge j élevé. Toutefois, dans de nombreux cas, cet avantage ne con- ! trebalance pas les nombreux inconvénients liés à cette technoic- I gie. La production de cellules solaires par ces techniques i d'électrcplacage > et de bain de soudure s'est avérée fort faible, et cela en partie en raison des nombreuses cellules ; brisées que l'on obtient lors du chargement et du déchargement ; du bain d'électrcplacage et en raison également de la mauvaise ! e adhérence de la métallisation des cellules. D'autres ineonvê- ! nients résultent du fait que cette technologie ne peut que s difficilement être automatisée et qu'elle est donc coûteuse et relativement compliquée, et en outre que de grandes quantités 1 * d'acide doivent continuellement être évacuées, ce qui provoque des problèmes de pollution. Une autre solution consiste, pour ! effectuer le contact avec la couche de silicium du côté p , Ü // ji en l'utilisation de pâtes d'aluminium à "base de poudre d'argent·,·/.

I i “ / ! ·: ,s -- 5 - l métal qui a l’avantage d’offrir une excellente soudabilité.

Toutefois, en raison de l'interaction entre l’aluminium et l’argent, au cours du procédé thermique, il se produit un alliage présentant de mauvaises caractéristiques de soudabi-lité.

La présente invention consiste à remédier aux inconvénients susmentionnés des dispositifs semi-conducteurs existants, et à prévoir un procédé industriellement et écono-iniquement valable'permettant d'améliorer la production des dispositifs semi-conducteurs, et en particulier des cellules j r solaires photovoltaîques ainsi que leur rendement comparativement aux traitements classiques, grâce à la métallisation de la face arrière de ces dispositifs ou cellules à l'aide d'un double procédé sérigraphique. Le procédé de l'invention, tout en permettant d'éviter la formation sur la face arrière du dispositif semi-conducteur d'un alliage présentant de faibles caractéristiques de soudabilité, se caractérise également par sa remarquable possibilité d1 automatisation et par les faibles frais d'installation qu'il engendre, le même apps.--= reillage pouvant être utilisé aussi bien pour la formation c- la jonction que pour la métallisation, ainsi que par la quantt relativement faible de déchets chimiques qu'il provoque .

1 ! Ä cet effet, suivant l'invention, on réalise v- 5 ^ jonction sur la face avant de la tranche de substrat send- % ; conducteur, tel que du silicium, par diffusion dans celle-ci d'une matière de dopage, on enduit la face avant dopée d'une couche de matière antiréfléchigsante # on recouvre par sérigraphie la couche de matière antiréfléchissante d'une coucr.

! de pâte à base d'argent, on soumet la pâte à base d'argent , - 6 - à un traitement thermique contrôlé, on applique par sérigraphie sur au moins une partie importante de la face arrière de la tranche de substrat semi-conducteur une première couche formée : d'une pâte d'aluminium, et on applique par sérigraghie sur la ; première couche à l'aluminium, une seconde couche dont le taux ; de couverture est compris entre 10 et 40% formée soit d'une : pâte à base d'argent et de palladium dont la teneur en palladium ! s, est d'au moins -25% en poids, auquel cas la première couche à l'aluminium est appliquée sur la totalité de la face arrière : précitée, soit d'une pâte d'argent, auquel cas la première couche à l'aluminium est appliquée sur une partie importante de la face arrière de la tranche de substrat semi-conducteur, et la seconde couche à l'argent est appliquée dans | -des ouvertures pratiquées dans la première couche de pâte à l'aluminium, en veillant à ce qu'un recouvrement suffisant de la pâte àl'aluminium soit assuré, les première et seconde couches susdites étant soumises à un traitement thermique contrôlé après leur application.

: 5 Suivant une forme de réalisation préférée, la seconde couche de pâte à l'argent est appliquée dans les ouvertures de la première couche de pâte à l'aluminium ainsi que ! _ sur la portion de surface de cette première couche entourant ^ les ouvertures précitées.

»

Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, on réalise une jonction sur la face avant de la tranche de substrat semi-conducteur, tel que du silicium , par / i / /·' diffusion dans celle-ci d'une matière de dopage, on enduit la' , i ·' ' - 7 - face avant dopée d'une couche de matière antiréfléchissante, on.

' ; recouvre par sérigraphie la couche de matière antiréfléchissanf2 ; d'une couche de pâte à base d'argent, on soumet la pâte à base d'argent à un traitement thermique contrôlé, on applique par I sérigraphie sur la face arrière de la tranche de substrat semi- I conducteur une première couche formée d'une pâte d'argent dont le ; taux de couverture est compris entre 10% et 40%, et on applique I par sérigraphie sur la partie de la face arrière non recouverte ! < de pâte d'argent et sur une portion de la première couche à l'ar- ! gent une seconde couche formée d'une pâte d'aluminium, les premi :-.re

I IC

; et seconde couches susdites étant soumises à un traitement ther- ! mique contrôlé après leur applxcation.

Suivant une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, après leur application, les première et seconde couches précitées sont chacune resoectivement séchées ! ^ a une température de l'ordre de 150°C pendant une durée de l'ordre de 10 minutes et ensuite soumises à une cuisson pendant une période de l'ordre de une heure jusqu'à une température ce ; cuisson maximale de l'ordre de 650° à 800°C, ou bien elles sont i » ensuite soumises simultanément après le séchage de la seconde I couche à une cuisson pendant une période de l'ordre de une heure i jusqu'à une température de cuisson maximale de l'ordre de 650e à ; 800°C, la température de cuisson maximale, dans les deux cas, I h étant maintenus pendant environ 8 à 10 minutes, en observant a: ; " gradient de température ne dépassant pas 50°c/min.

Suivant une autre forme de réalisation de 1'inverv-j tion, la jonction précitée est effectuée par diffusion à parrir I . (jf t ‘ ..........iil ϋ 5 - 8 - d'une couche de pâte dopée au phosphore appliquée par sérigraphie sur la face avant de la tranche de substrat semi-conducteur, la pâte dopée au phosphore comprenant un composé de phosphore choisi parmi l'acide polyphosphorique et les esters d'acide polyphosphorique, un solvant, tel que par exemple l'acétate de butylcarbitol, l'acéfcce de butylcellulose, les éthers d'éthylène-glycol ou les éthers de diéthylèneglycol, et de la silice colloïdale, la teneur en phosphore de la pâte étant de préférence comprise entre environ 10 et 15% en poids, y Suivant encore une autre forme de réalisation ; préférée, la couche de pâte à base d'argent recouvrant la couche de matière antiréflëchissante contient environ de 3 à 6% en poids d'étain.

Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse , après son application, on sèche la couche de pâte d'argent â l'étain à unetempérature de l'ordre de 100°C pendant une durée d'environ 10 minutes et on la soumet ensuite à une cuisson pendant une période de l'ordre de une heure jusqu'à une température de cuisson maximale d'environ 780°C a 820°C, la température de cuisson maximale étant maintenue pendant environ 5 minutes, en observant un gradient de température * ne dépassant pas 50°C/minute.

L'invention englobe également les dispositifs semi-conducteurs, en particulier les cellules solaires photo -voltaïques, obtenus par le procédé susdit.

D'autres détails et particularités de 1'invention ressortiront de la description des dessins, annexés au présent j ^ / / mémoire, qui illustrent le procédé susdit, et qui représentent.;

V

:, - 3 ~ j à titre d'exemple non limitatif, deux formes de réalisation particulières de cellules solaires photovoltaïques suivant l'invention.

La figure 1 est une vue en coupe schématique de I la partie arrière d'une cellule solaire suivant l'invention.

| La figure 2 est une vue en coupe schématique d'une autre forme de._ réalisation de partie arrière de cellule solaire suivant l'invention.

"ï " La figure 3 est une vue en coupe schématique £ d'encore une autre forme de réalisation de partie arrière de cel lule solaire suivant l'invention.

Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.

La description qui suit se référera d'une manière ! spécifique à la fabrication de cellules solaires à base de i silicium. Il est évident que la plupart des phases du procédé de l'invention peuvent également être appliquées à la fabrication d'autres composants semi-conducteurs tels que, par exemple, :j ' des cellules solaires en d'autres matériaux que le silicium, des composants générateurs de puissance et, d'une manière générale, lorsqu'il est question de combiner les technologies : * . / relatives aux semi-conducteurs et aux films éoais. / , t. ' j! Îf[ |j !; ; ' - ίο -

Les tranches de silicium, généralement d’un diamètre d’environ 7,62 cm et d’une épaisseur d’environ 300 microns sont, dans une première phase, attaquées par polissage 1 en vue d’ohenir une surface parfaitement plane et exempte de ί toute impureté et de protubérance dues au sciage en surface.

; L’attaque chimique est, du point de vue économique, généralement ! plus intéressante que le polissage mécanique. De plus, cette ; * opération prend moins de temps. Lors de l’attaque chimique, ! ΐ les tranches de silicium sont plongées dans un bain d’attaque ! à base d’acide nitrique, de fluorure d’hydrogène et d’acide ! acétique glacial. Un bain d’attaque particulièrement approprié I répondra, à cet effet, à la composition suivante : 64% d’acide j nitrique (à 65%), 16% de fluorure d’hydrogène (à 48%) et 20% ; d’acide acétique glacial. Le temps de réaction dépend de la température du liquide et de la quantité de liquide ayant réagi. Après l’attaque chimique, les tranches ou lames de silicium sont séchées dans des vapeurs d’acétone. La température de l’acétone i est généralement comprise etre 50°C et 55°C. Cette opération a lieu en maintenant les tranches au-dessus d’un bain d’acétone. N c Toutefois, la prudence est recommandée en raison de 1’inflamma- . bilité de l’acétone.

' Après cette première attaque, on obtient des % tranches ayant une épaisseur d’environ 250 à 300 microns. Les ! tranches sont marquées à l’aide d’un diamant afin de déterminer la face avant ou antérieure.

: On peut réaliser une jonction sur la face avant 1= ίΊ ' de ces tranches de silicium, de deux manières differentes./ ÿ • - il -

La première technique consiste à réaliser la jonction par diffusion en phase gazeuse ; cette technique est actuellement parfaitement mise au point et bien connue des spécialistes.

La seconde technique, ainsi qu'on l'a déjà précisé précédemment, ; consiste à former la jonction par diffusion à partir d'une pâ»:e appliquée par sérigraphie; cette technique a été sensiblement ! améliorée dans le cadre de la présente invention et a donné, dans certaines conditions, de meilleurs résultats et rende-

' Q

I hi * ments que la technique par diffusion en phase gazeuse. Ces 1 ! I / deux techniques sont décrites ci-après.

a) Formation d'une jonction par diffusion à partir de la phase gazeuse : !: Une première étape dans la formation d'une jonction consiste . en le nettoyage à l'acide nitrique à une température d'environ ! 80°C. Le but de cette opération est de s'assurer que la surrare est complètement propre de telle sorte que la diffusa-" puisse avoir lieu de façon aussi homogène que possible sur la surface | î -,__ totale et d'empêcher que certaines impuretés ne pénètrent oc,r.= i: le silicium au cours du processus de diffusion, processus qui ’ est réalisé à une température très élevée. Afin d ' ett^rner M ~ l'oxyde qui se développe au cours du nettoyage, les cran ch es os ! silicium sont, par exemple, plongées successivement dans une î‘ * solution à 5% de fluorure d'hydrogène. On procède er.s*-xce c. -.n t i· 'î; !|ί nettoyage à l'eau et à un séchage dans des vapeurs à'acetcne, i j: “ j’: comme pour l'étape de séchage au cours du polissage z= ces

Ij tranches.

; i ^ _ ;j? Les tranches de silicium sont ensuite / i · j ; dans un four de diffusion et placées sur un fragment na qa«r..z/ ! ;'3 ;/ \ n - x ’’ • - 12 - en forme de bateau. Les tranches sont placées debout sur le bateau de quartz en les introduisant dans des petites fentes qui ont été aménagées dans celui-ci. Un diffuseur normal comporte environ 30 cellules. On peut utiliser, à cet effet, un four de diffusion du type "Lindberg". Le four est alimenté en oxygène ainsi que par un petit débit en azote, qui est amené à traverser sous forme de bulles une source de matière de dopage, par exemple de P0C13 (oxychlorure de phosphore) avant de pénétrer dans le q' four-tunnel. Il est bien entendu que 1' on pourrait envisager d'utiliser d'autres matières de dopage que le phosphore, comme tr· par exemple, l'antimoine ou l'arsenic. Cet oxychlorure de phosphore est un liquide qui se trouve dans un petit réservoir fixé à la partie latérale du four. Ce petit débit d'azote emmène ainsx les atomes de phosphore dans le four qui se trouve à une température d'environ 920°C. Le phosphore de dopage se déposera sur le silicium et s'y diffusera à partir de la surface d'une manière parfaitement reproductible. Après une diffusion d'environ 20 minutes, on obtient une profondeur de jonction d'environ 0,4 micron, ce qui représente une résistance de couche d'environ 20 à 30 ohms par carré. La diffusion à partir de la phase gazeuse se produit partout sur la tranche de silüœn de telle sorte que la jonction parasitaire apparaissant à l’envers de la tranche doit être enlevée par attaque chimique. La jonction ·< utile à la partie avant est protégée contre le liquide d'attaque ou de morsure au moyen, par exemple, d'une photolaque ( Shipiey 1 1350 H). Le liquide d'attaque chimique ou de morsure est cons titué de préférence d'eau, d'acide nitrique et de fluorure d'hydrogène? un bain ou liquide d'attaque chimique particulièrems”· j - 13 - approprié contient, par exemple, 50% d'eau, 40% d'acide nitrique (à 65%) et 10% de fluorure d'hydrogène (à 48%). Après 1 une immersion de une ou deux minutes dans le bain, on est ; certain qu'une couche de quelques microns de silicium a été enüarée par morsure. La photolaque est ensuite éliminée dans I de l'acide nitrique fumant, après quoi on réalise un nettoyage

| des tranches de silicium avec de l'acide nitrique (65%) à 80°C

et ensuite à l'aide d'une solution aqueuse de fluorure d'hydro- ; *° gène à 5%.

« ! % h) Formation d'une jonction par diffusion à partir d'une pâte ! appliquée par sérigraphie.

Une autre méthode, suivant l'invention, pour la formation d'une jonction consiste en une diffusion a partir de couches dopées ! qui ont été elles-mêmes appliquées par un processus sérigraphicue.

1 On applique dans ce cas par sérigraphie une couche dopée à paruir de laquelle on laisse diffuser, à une température d'environ SOCc à 950°C, les impuretés dans les tranches de silicium.

; La préparation de la pâte de diffusion exige des précautions en ce qui concerne l’attaque de l'écran au cours du processus sérigraphicue à l'aide de la pâte. Des essais ont 1 montré que si l'on prépare une pâte à hase de pentoxyde de phos- P ~ phore (P 0 ) en tant que matériau fonctionnel actif, cette matière L+ Zj .

se transforme, sous l'influence de traces d'humidité, en acide " phosphorique qui attaque immédiatement l'écran. Il est donc impératif d'appliquer le matériau fonctionnel sous forme d'acide polyphosphorique. On a constaté, suivant l'invention, que l'acide polyphosphorique, transformé en une pâte sérigraphicue n'attaque pas l'écran, et ceci en opposition avec le pentoxyde de phosphore'",

1 / S

: ' - 14 -

La préparation de la pâte a en fait lieu en deux phases : (1) Préparation du matériau fonctionnel; (2) transformation de ce matériau en une pâte pouvant être appliquée par sérigraphie (2) .

I (1) Matériau fonctionnel : ί On utilise, à cet effet, soit directement l’acide polyphos- : phorique soit des esters d’acide polyphosphorique.

L’acide polyphosphorique est obtenu en faisant J t réagir de l’acide phosphorique à 300%) avec du pentoxyde de phosphore. Le rapport moléculaire se situe aux environs de | 20 (H-PO. àl00%/P„0_). Le mélange est légèrement réchauffé i 3 4 2 5 et après environ 10 minutes, on obtient un produit homogène .

I Le refroidissement a lieu dans un dessicateur. La quantité en poids de phosphore de ce produit est normalement d’environ ! 29 à 30%c L'ester éSylique de l'acide polyphosphorique est : également un produit très intéressant. Cet ester éthylique : est le produit de 3a réaction entre du triéthylphcsphate et du pentoxyde de phosphore. Le rapport moléculaire entre ces deux réactifs (triéthylphosphate/P^O^) se situe eitre 4 et 14; on j utilise habituellement un rapport de 8. On a constaté, suivant i . l’invention, que pour des rapports moléculaires plus petits, la ! réaction se produit plus rapidement mais qu*ensuite, au cours de i ? ; * la préparation de la pâte elle-même, les possibilités de mélange i avec le solvant se dégradent. Par contre, pour des rapports ! plus élevés, la réaction a lieu plus lentement mais les pcssibi- ; lités de mélange s’améliorent. La température de réaction normale I est de 210°C et a lieu sous reflux. Après quelques heures, la f

\ réaction est arrêtée, c’est-à-dire lorsque le triéthylphosphatêV

i / I . >'/- - 15 -- ΐ a réagi. Ceci se remarque par une forte élévation de la'température du résidu et par une forte production de vapeur. Il faut prendre soin à ce que la réaction ne se poursuive pas trop longtemps; ceci pourrait produire de petites écailles brunâtres, ce qui nécessiterait de filtrer le résidu dilué mais n'entraverait pas la qualité de la pâte. La quantité en poids de phosphore qui se trouve finalement dans le résidu, qui fera fonction de matériau fonctionnel, se situe entre 22 et 30%, et cela en fonction des circonstances sous lesquelles a lieu 3a réaction.

« On peut utiliser à la place de l'ester éthylique d'acide poly- ΐ phosphorique, d'autres esters de l'acide polyphosphorique, par exemple l'ester butylique d'acide polyphosphorique. Dans ce cas, on utilisera à la place du triéthylphosphate du tributylphosphate.

(2) Transformation en une pâte séricraphique.

Le matériau fonctionnel est dilué, sous refroidissement, jusqu'à obtention d'une solution contenant environ 10 à 15%, et de préférence 12% en poids de phosphore. La dilution du matériau fonctionnel a lieu normalement à l'aide d'acétate de butylcarritcl ou d'acétate de butylcellulose; d'autres solvants que l'on pourrai ‘ utiliser dans le cadre de la présente invention, sont les éthers dséthylèneglycol et de diéthylèneglycol, tels que les éthers monobutylique , monoéthylique, monométhylique et monophénvliqoe . d1éthylèneglycol ainsi que les éthers monobutylique, monoéthy!iç:e monométhylique, diméthylique, et diéthylique de diéthylèneglycol. Ce produit de réaction, dilué, est très liquide et ne peut pas être utilisé en sérigraphie. Il est épaissi jusqu'à la viscosité désirée avec une forme colloïdale particulière de silice, telle / * que de 11 aérosil. L'aérosil est un dioxyde de silicium très pur'7 - 16- formé de particules sphériques de très petite dism.ètrès | (en moyenne 10 à 20 microns) et qui, en tant que tel. pré- 2 ; sente une grande surface spécifique (50 à 3b0 m /gr.).

Etant donné que l'aérosil absorbe l'humidité, cette matière doit d'abord être séchée avant d'être utilisée. La quantité de silice : dépend de l'espèce de silice utilisée et constitue, par exemple, ; pour de 1'"aérosol 130" 1,1% en poids. Une autre matière que l'on peut utiliser à cet effet est le "Cab-O-Sil” de Cabot j3 Corporation, ou d'autres formes colloïdales d'oxyde de silicium.

Le résidu obtenu sur la tranche de silicium, aorès P “ impression sérigraphique à l'aide de la pâte de diffusion au phosphore et après séchage à une température d'environ 150°C, ! pour chasser le solvant, est une dispersion de dioxyde de silicium ! dans le matériau contenant le phosphore. La couche est hautement visqueuse mais non consistante. La couche de pâte dopée au phosphore, après le séchage à la température de l'ordre de I5C~C, est ensuite soumise à une cuisson pour provoquer la diffusion ! du phosphore pendant une période comprise entre 45 minutes et 1,5 heure jusqu'à une température de cuisson maximale de l'ordre de 900° à 95ß°C, la température de cuisson maximale étant mainte-I nue pendant environ 15 à 20 minutes, en observant un gradient de température ne dépassant pas environ 50°C/minute. Pendant *r l'introduction de la matière de dopage de phosphore au cours •i * de l'étape de diffusion à la température de 900°-950cC, la pâte s'écoule visiblement le long des rebords de la cellule et i forme un court-circuit avec le contact métallique à la partie arrière de celle-ci. Les rebords des cellules obtenues de / cette manière doivent donc être traités afin de faire disparaître 1 i ; ' - 17 - les traces de fuite qui pourraient entraver le rendement des cellules. Toutefois, la jonction qui se produit ainsi sur les rebords des cellules peut aisément être éliminée en disposant des centaines de tranches les unes sur les autres et en attaquant : "par voie sèche" le cylindre ainsi formé dans un système à plasma.

L’application proprement dite de la matière de ' départ à base de phosphore est réalisée dans un four continu, i if en contrôlant la température de la manière indiquée précédemment. La couche subsistante, après l'étape de diffusion, est enlevée par attaque chimique au moyen d'une solution aqueuse de fluorure d'hydrogène, par exemple à 48%, cette attaque chimique étant i suivie d'un nettoyage à l'eau et d'un séchage dans des vapeurs ! d'acétone.

En raison du fait que, dans ce cas, la matière de : dopage de phosphore ne pénètre que du côté avant, il ne se ; produit donc aucune jonction parasitaire sur le côté arrière de la tranche, qui ne doit donc pas être traitée au mordant, j L’application ainsi que les opérations de séchage et de cuisson de la couche de pâte dopée au phosphore se font de préférence, suivant l'invention, en atmosphère d'azote. Ainsi qu'on l!a . déjà mentionné, le procédé de diffusion de phosphore classique a lieu dans un four-tunnel ouvert dans lequel les tranches de ' ; silicium sont disposées verticalement sur un "bateau" de quartz, ; la source de phosphore étant l'oxychlorure de phosphore. Ce i processus classique présente, si l'on songe à son application ; à la fabrication de cellules solaires, deux grands inconvé- ; / ; . - / ; nients comparativement au processus de diffusion de l'invention·' = / ; / ß -18- réalisé à partir d'une pâte appliquée par sérigraphie : a) C'est un procédé discontinu. Un nombre déterminé (d'une ; manière générale quelques dizaines, éventuellement quelques i centaines) de tranches doivent être disposées sur un "bateau" j de quartz . Le bateau doit être glissé dans le four et en être ! extrait et il doit être déchargé .

[ b)En raison du fait que les tranches de silicium sont disposées verticalement, la diffusion a non seulement lieu sur la face I β ; % avant mais également sur la face arrière de celles-ci. Ceci „ donne lieu à la formation d'une jonction parasitaire sur la ' Ή I face arrière ou postérieure. Cette diffusion parasitaire ne peut i être enlevée que cellule par cellule, le plus souvent en faisant usagecfe bains aqueux d'attaque chimique .

; Suivant l'invention, les inconvénients susmentionnés ! sont surmontés lorsque l'on fait usage de la technique séri- ; graphique telle que décrite précédemment pour l'application | d'une pâte dopée et en utilisant un traitement à chaud dans i un four continu.

i D'une part, en ce qui concerne le point (a), il “ est évident qu'une machine sérigraphique automatique qui tra vaille en combinaison avec un four continu (par exemple tapis ! roulant) est un procédé continu. D'autre part, en ce qui concerne le point (b), on notera qu'en raison de 1'utilisation d'une étape sérigraphique, la matière de dopage n'est appliquée 1 que sur la face avant des cellules. Au coir s du traitement à ! chaud, alors que les cellules sont disposées horizontalement ! sur le tapis mobile du four continu, la jonction ne se fera ; que sur la face avant, avec apparition, ainsi qu'on l'a précisa· 1 précédemment, d'une jonction parasitaire qui ne se forme que ; . . - 19 - sur les bords des cellules mais qui ne s'étend pas sur la face arrière de celles-ci, comme cela se produit dans le procédé de diffusion classique. Comme on l'a déjà précisé, la jonction qui se produit sur le bord des cellules peut aisément être éliminée au moyen d'un système à plasma.

La face avant dopée des tranches de silicium est ensuite recouverte, d'une manière connue en soi, d'une couche de matière antiréfléchissante . Si l'on fixe à 4 la valeur moyenne de l'indice de réfraction du silicium, on obtient une réflexion sur la surface de silicium de 36% pour une incidence » perpendiculaire. Cette réflexion peut être réduite par application d'une couche entre la couche d'air et la couche de silicium, couche qui présenterait un indice de réfraction n,_^„ = V n u .n„. = 2. Dans ce cas, la réflexion est nulle ARC air Si pour une longueur d'onde X = 4 n .d, formule dans laquelle d

ARC

représente l'épaisseur de la couche antiréfléchissante.

Si l'on veut obtenir ce minimum de réflexion pour

\ O

f' = 7000 A , ceci se produira pour une épaisseur (h couche

\ O

d = Λ = 875 A . plusieurs matières ayant un indice de

4 n ARC

; réfraction situé aux alentours de 2 peuvent être utilisées pour des cellules solaires; des matières particulièrement appropriées » sont les suivantes : Si0„, TiO où x = 1,2 , etc , Ta O , et 2» X Z Z) les mélanges de ces différentes substances. Dans le cadre de * la présente invention, on utilise de préférence ΤΐΟχ que l'on

applique par le procédé dit "spin-on". Quelques gouttes de TiO

x j· dans un solvant déposé. sur la tranche de silicium, que l!cn fait tourner à une vitesse d'environ 3000 t/xain. ,offrent l'épaisseur voulue de la couche antiréfléchissante (ARC). On fait/'/ I / ·' l

/ lA

;! · _ 20- 1 évaporer ce solvant à une température d’environ 250°C et il ! subsiste une couche uniforme de couleur bleue.

La partie avant des tranches de silicium est métallisée en utilisant à nouveau un processus sérigraphique.

Il est bien connu que le titane améliore le contact entre le ! silicium et l'argent. On utilise dans ce cas pour la métalli sation de la partie avant, une pâte d'argent sous forme de film épais, qui peut être obtenue dans le commerce sous la dénomina-V tion commerciale de ESL 5964, à laquelle on ajoute un certain * pourcentage de Ti. On a constaté, à cet effet, d'une manière connue en soi, que l'on obtenait des résultats particulièrement intéressants en ajoutant 4 à 7% de poudre de titane à la pâte | d'argent.

i Une fois appliquée sur la face avant de la tranche de silicium, la couche de pâte d'argent enrichie de titane est séchée à une température d'environ 100°C pendant | une durée de l'ordre de 10 minutes et est ensuite soumise à une cuisson pendant une période de l'ordre de une heure jusqu'à ï une température de cuisson maximale d'environ 850°C à 860°C.

i De telles températures permettent en effet d'obtenir générale- ; ment un bon contact ohmique. Par contre, on a constaté que la ; courant de court-circuit diminuait avec l'élévation de la i température à cause d’une dégradation des porteurs de'charge minoritaires. Il s'agit là d'un phénomène bien connu dans la technologie des semi-conducteurs.

Quoiqu'une plus haute température de frittage donne un meilleur contact et, par conséquent, un meilleur I / facteur de charge, il en résulte également une dégradation du'* ; / / : - 2i - courant de court-circuit, de telle sorte qu'une température de cuisson optimale paraît se situer aux alentours de 86G°C.

; Le profil de cuisson est tel que les cellules demeurent pendant environ 5 minutes à la température de pointe, tout en observant un gradient de température ne dépassant pas 50°C/minute.

Quoique la température de pointe au cours du j traitement thermique précité doit être suffisamment haute pour i que la pâte soit convenablement frittée, ce qui améliore égale- ment la conductivité de la couche et favorise la formation d'une ’ résistance de contact suffisamment faible avec le silicium, on a constaté que les impuretés qui se trouvent dans la pâte d'argent se diffusent d'autant plus rapidement dans le silicium que la température de pointe augmente au cours du procédé de i frittage. Une pénétration de ces impuretés diminue le rendement de la cellule solaire. Si l'on ajoute à la pâte d'argent, un | élément qui abaisse le point de fusion, on pourrait réaliser le ; procédé de frittage à des températures plus basses. Il est | clair que l'on doit utiliser, à cet effet, des éléments qui | soit ne diffusent pas dans le silicium, soit n'influencent pas ; ’ défavorablement les caractéristiques de jonction de la cellule I „ solaire. On a constaté, suivant l'invention, que l'élément étain répondait à ces deux conditions. D'excellents résultats * ont été obtenus par addition à la pâte d'argent, d'environ 3 à 6%, et de préférence 5% en poids d'étain. Cette addition d'étain ! a permis d'abaisser d'une valeur d'environ 50° à 70°C la : température de frittage maximale de la métallisation de la face I avant (par exemple de 860°C sans étain jusqu'à 800°C avec utilisation d'étain), ce qui a permis d'obtenir des courants çe ! *" / - 22 - court-circuit ainsi que des rendements plus élevés. C'est ainsi que, tout d'abord comme pour la pâte d'argent au titane, la couche de pâte d'argent à l'étain est, après son application, i séchée à une température d'environ 100°C pendant une durée de | l'ordre de 10 minutes, mais est ensuite soumise à une cuisson ! pendant une période de l'ordre de une heure jusqu'à une tempé rature de cuisson iraximale d'environ 780° à 820°C, la tempé-! rature de cuisson maximale étant également maintenue pendant ! o : ^ environ 5 minutes, tout en« observant un gradient de température ; * ne dépassant pas 50°C/minute.

En abâissant la température de cuisson d'une valeur de l'ordre de 50° à 70°C, on réalise ainsi un gain de courant 2 de - 1 mâ/cm , ce qui correspond à un gain de courant relatif d'environ 4%. Un autre avantage très important, comme on vient de le mentionner, provenant de cet abaissement de la température de cuisson est la plus faible diffusion des impuretés à partir 1 de la pâte de métallisation dans la jonction à faible profon deur, ce qui a comme résultat, outre un meilleur rendement du i procédé comme on vient de le mentionner, un plus faible courant de fuite et une meilleure possibilité de reproduction .

Pour la métallisation de la face arrière des : cellules, on utilise une pâte d'aluminium que l'on applique par * sérigraphie, comme, par exemple, la pâte d'aluminium délivrée dans le commerce sous la dénomination commerciale de Engelhardt T-249 7.Bien que ces pâtes d'aluminium appliquées par sérigraphie permettent d'obtenir un bon contact ohmique, elles ont l'inconvénient de se souder fort mal. C'est pour cette raison qu'il j / 1 est nécessaire d'appliquer sur l’aluminium une couche qui, elle/ ' ,ÿ \ - 23 - peut être soudée. Une solution pour pallier à cet inconvénient consiste, ainsi qu'on l'a déjà mentionné, en l'application d'une couche d'étain par électroplacage . Ccrrne on l'a fait remarquer, cette technologie est relativement compliquée et de grandes quantités d'acide doivent continuellement être évacuées, ce qui entraîne des problèmes de pollution. D'autre part, s'il arrive qu'une ou plusieurs cellules attirent, pour l'une ou l'autre raison, plus de courant, une plus grande quantité de cuivre se dépose à cet endroit. Ceci a pour conséquence que is passage de courant augmente encore, ce qui entraîne le dépôt de plus de cuivre et cela au détriment des autres cellules.

En raison de cette répartition non proportionnelle du courant, on obtient ainsi un effet cumulatif du fait que certaines cellules reçoivent plus de courant , ce qui provoque un grain plus grossier lors du dépôt ainsi que des tensions dans les couches déposées, lesquelles peuvent devenir rellement importantes qu'une mauvaise adhérence peut en résulter. Une autre solution consiste en l'utilisation de pâtes d'aluminium, à base de poudre d'argent mais, comme on l'a souligné précédemment, en raison de l'interaction entre l'aluminium et l'argent au cours du procédé thermique, il se produit un alliage présentant de mauvaises caractéristiques es soudabilité.

Pour toutes ces raisons, une autre méthode a été » recherchée pour réaliser un contact soudable à la Êce arrière. Suivant l'invention, une solution a été trouvée dans un procédé utilisant une étape sérigraphique supplémentaire . Sur la couche d'aluminium appliquée par sérigraphie, on dépose, égaleÿ ment par sérigraphie, une seconde couche dont le taux de cou·“/ /// / // : r- • _ ?4 - :! verture sur la couche d'aluminium est compris entre 10 et 4o%, de préférence entre 15 et 2 5%, cette seconde couche étant formée soit d'une pâte à base d'argent et de palladium dont la teneur en palladium est d'au moins 25% en poids, et de préférence comprise entre 30 et 45% en poids, la couche à l'aluminium étant j dans ce cas appliquée sur la totalité de la face arrière de la | tranche de silicium (voir figure 1 des dessins annexés), soit . d'une pâte d'argent, la couche à l'aluminium étant dans ce cas „ " ’ appliquée sur-une partie importarie de la face arrière de la ; tranche de silicium (voir figure 2 des dessins annexés).

Dans ce dernier cas, comme on peut le voir, la couche d'aluminium est en·fait appliquée à l'aide d'un patron ,au gabarit sélectif et l’application de la couche d'argent est réalisée sur le silicium au travers des orifices pratiqués dans la couche de pâte à l'aluminium, ainsi que sur la portion de surface de la couche de pâte à l’aluminium bordant ces ouvertures. Si l'on assure, comme sur la figure 2,un recouvrement suffisant de la couche de pâte à l'aluminium par la couche à l’argent, un bon contact ohmique est obtenu sur la partie où l'aluminium 1 c est recouvert par l'argent, tandis que la partie centrale, où l'argent se trouve à distance suffisante de l'aluminium, peut i a être soudée. Ces procédés sérigraphiques permettent tous deux ' ·* ! de contrecarrer la formation d'un alliage d'aluminium et d'argent b présentant de mauvaises caractéristiques de soudabilité. Les ï . / ; encres à base d’argent et de palladium présentent toutefois^

/V

, l’inconvénient d'être relativement chères. / iy ; / / : 7‘ - 25 -

Une autre solution, qui consiste à inverser l'ordre d'application des couches d'aluminium et d'argent susmentionnées, permet également d'obtenir de très bons résultats aussi bien du point de vue du contact ohmique que de la souda-| bilité. A cet effet, comme on peut le voir sur la figure 3, on applique par sérigraphie sur la face arrière de la tranche de ; substrat semi-conducteur, à titre de première couche, la couche j de pâte d'argent dont le taux de couverture sur la face arrière est compris entre 10 et 40%, et de préférence entre 15 et 25%. i Ensuite, on dépose également par sérigraphie sur la partie de la 1 face arrière non recouverte de pâte d'argent et sur une portion de la première couche à l’argent, de préférence sur la portion de surface de cette couche d'argent adjacente à la couche d'aluminium ou bordant celle-ci,la couche de pâte d'aluminium à titre de seconde couche.

i! La métallisation de la face arrière des cellules i i i : i I se fait de la façon suivante. La face arrière des cellules est tout d'abord enduite par sérigraphie de la pâte d'aluminium ; - (Figures 1 et 2) .

! : = Les cellules sont ensuite séchées à une température cè l'ordre de 150°C pendant une durée de l'ordre de 10 minutes et on y ! * : applique ensuite, toujours par sérigraphie, la pâte d'argent I r « ^ palladium, ou d'argent, et on sèche à nouveau à une température ί a * d'environ 150°C, cette seconde couche constituant la zone où se fera la soudure du contact électrique. Les cellules sont j** alors soumises à une cuisson dans un four continu pendant une J |: période de l'ordre de une heure jusqu'à une température de ; I ^ |: cuisson maximale de l'ordre de 550° à 800°C, la température /' i f' ^ . ' i 3 de cuisson maximale étant maintenue pendant environ 8 à 10 > ! .* ~ / / - 26 - minutes, en observant un gracient & température ne dépassant pas 50oC/minuti-.. on a obtenu des résultats particulièrement intéressants en utilisant une température de cuisson maximale de l’ordre de 660°C à 720°C. L’opération décrite ci-dessus peut | également se faire en deux étapes : application de la pâte d'aluminium, séchage à une température de l'ordre de 150°C pendant une période d’environ 10 minutes, passage au four pendant une période de l'ordre de une heure jusqu’à une température de *? cuisson maximale de l'ordre de 650°C à 800°C? application de la / pâte d'argent-palladium ou d*argent, séchage à une température de l'ordre de 150°C pendant une période de l'ordre de 10 minutes, nouveau passage au four pendant une période de l'ordre de une heure jusqu'à une température de cuisson maximale de l'ordre de 650°C à 800°C. La température te cuisson maximale, lors de ces deux étapes;, est également maintenue pendant une période d'environ 8 à 10 minutes,tout en observant ur. gradis nt de température ne dépassant pas 50°C/minute.

Dans le cas où l'o- inverse 1'odre d'application , des couches ^'aluminium et d'arge"t (Figure 3), c'est-à-dire lorsque l'on applique d'abord la vouche d'argent et ensuite la « couche d ' aluminium, l'opération c? métallisation de la face arrière se fait exactement sous I-s memes conditions de traire- a ; ment que celles énoncées ci-dessi?· : Il est impératif, suivant la présente invention, que la température de cuisson ma?£oit r églée à l'intérieur de limites étroites parce qu'à ur·? température trop élevée,,-/ (j : ' - 27 - l'aluminium diffusa trop rapidement dans la couche d’argent-palladium ou d'argent, et fait apparaître un contact non souaa :?, La pâte d'argent et surtout la pâte d1argent-palladium étant fort coûteuse, cette pâte ne sera appliquée qu’aux endroits eventuelle— ; ment à souder, de sorte que le taux de couverture de cette couche sur la couche d'aluminium (Figures 1 et 2) ou sur le substrat ne silicium (Figure 3) ne dépassera en aucun cas 40%.

Les exemoTes Qui suivent illustrent l'invention *; sans toutefds la limiter. Les exemples comparatifs illustrent ^ des procédés classiques et sont donnés dans le but de mieux mettre en évidence les avantages conférés par la présente invention.

Les essais de production décrits ci-après ont été réalisés avec une ligne de production pilote d'une capacité d'environ 5 kW. La ligne de production, dans tous les exemples qui suivent, comporte les appareillages et caractéristique suivants : a) Four de diffusion : le chargement et le déchargement se font manuellement. La capacité du four pour la réalisation d'essais reproductibles est de 50 tranches de 5,08 cm et de 30 tranches de 7,62 cm.

* b) Espace pauvre en poussières pour toute les opérations chimiques, telles que le polissage par attaque chimique, l'application des recouvrements ou couches, l'attaque chimique de la / jonction parasitaire, l'attaque chimique de la couche qui demeuré après diffusion sérigraphique. / y i* ; c) Dispositif d'application sérigraphigue et four de passage : le séchage a lieu sur une plaque chauffée. Dans l'installation, le dispositif sérigraphigue semi-automatique, la plaque de séchage et le four de passage ne sont pas accouplés automatiquement les uns aux autres, de telle sorte que le char-I gement et le déchargement doivent se faire entièrement manuel- ! lernent.

: d) Le bain d'électroplacage de cuivre est un bain de 50 litres I équipé de deux râteliers permettant de travailler simultanément I 9 ί " 15 cellules de 1,27 cm. Le soudage se fait manuellement dans un * bain de soudure statique. Le rinçage se fait également manuel- lement dans un bain à ultra-sons.

Exemple comparatif 1.

Dans cet essai de reproduction , on est parti de i 350 tranches de 7,62 cm pour produire 720 1/2 tranches de 7,62

Ces cellules ont été produites par un procédé classique de diff-, sion gazeuse, de métallisation de la partie avant à l'aide de i AgTi et de la partie arrière à l'aide de Al, cette dernière opération étant suivie d’un électroplacage de cuivre i et d'une immersion dans un bain de soudure classiques; 6% des . cellules présentaient des défauts mécaniques (principalement lo£-s 3 de l'électroplacage) ou présentaient un rendement inférieur à a 8%. 12% des cellules avaient un rendement situé entre 8% et loÿ; 1 ' La production des cellules suivant ce procédé, présentant un ; ment supérieur à 10%, était de 82%. Le rendement final était <3a 10,9%.

Exemple comparatif 2.

On démarre, dans cet exemple, avec 330 tranches i entières de 7,62 cm en vue d'obtenir 330 cellules solaires prat·;/ ; ‘ - 29- 1'exemple comparatif 1. Seulement 3% des cellules présentaient un rendement entre 8 et 10%. La production finale n'est que ce 67%, ce qui est dû à la casse lors des manipulations au cours du processus d'électroplacage et principalement à la casse suite J à la rayure des tranches pour passer de la forme ronde à une ; forme quasi carrée.

Exemple 1.

| On est parti, dans cet essai de production, de ! „î 330 cellules quasi carrées. On a utilisé, dans cet essai, une diffusion classique et une pâte de métallisation à base d'araent >

, ;T

; et d'étain sur la'face avant. La température de cuisson plus faible utilisée fournit un courant plus élevé. La métallisation ί de la face arrière s'effectua à l'aide d'un double procédé j sérigraphique, tout d'abord à base d'aluminium, et ensuite à ί base d'argent éi de palladium. La production était de 80% et le rendement moyen se situait aux alentours de 11,4%.

! Exemple 2.

i On est parti, dans cet essai, de 450 cellules j quasi carrées. La diffusion a eu, lieu à l'aide du procédé i <. sér igraphique et la métallisation se fit à l'aide d'une pâte j de Ag-Sn sur la face antérieure et d'une pâte de Al et de Ag-Pd j sur la face postérieure ou face arrière. Le sciage pour obtenir i * i des cellules quasi carrées s'effectua après la diffusion, de j s telle sorte qu'une partie de l'écoulement de pâte qui appartît i habituellement sur les bords des cellules avait disparu. La I production en cellules possédant un rendement supérieur à 8% ! était de 92% et la production en cellules présentant un rende- i ment supérieur à 9% était de 86%, ce oui est très élevé compara- i // ! wiSTr.pnt aux valeurs dHsrmes avec les procédés classiques./ ,y

Claims

1 I -5k. ii ' μ 8. Procédé suivant l'une quelconque des reven- ! \ ! i ! dications 1 à 7, caractérisé en ce qu’ après leur application , : ί | les première et seconde couches précitées sont chacune respecti- i veinent séchées à une température de l'ordre de 150°C pendant une | durée de l'ordre de 10 minutes et ensuite soumises à une cuiss :n ! pendant une période de l'ordre de une heure jusqu'à une tempé- i rature de cuisson maximale de l'ordre de 650° à 800°C/ la tempe- : rature de cuisson maximale étant maintenue pendant environ 8 à 10 minutes, en observant un gradient de température ne dépassant pas 50°C/minute.

9. Procédé suivant l'une quelconque des revenaiea-» tions là 7, caractérisé en ce qu'après leur application, les * première et seconde couches précitées sont chacune séchées à ur.a j température de l'ordre de 150°C pendant une période de l'ordre de 10 minutes, et en ce qu'elles sont ensuite soumises simultanément ; après le séchage de la seconde couche à une cuisson pendant une ; période de l'ordre de une heure jusqu'à une température de cuxsscn | / : maximale de l’ordre de 650° à 800°C, la temoérature de cuisson-„ ; / ; J* ' ~ 34 - maximale étant maintenue pendant environ 8 à 10 minutes, en observant un gradient de température ne dépassant pas 50°C/minuie.

10. Procédé suivant l’une ou l’autre des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la température de cuisson ; maximale est de l’ordre de 660°C à 720°C. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 1 à 1 o /caractérisé en ce que la tranche de substrat semi-conducteur est soumise à un polissage chimique ou mécanique ^ * avant de réaliser la jonction précitée. ? =c 12 . Procédé suivant la revendication 11$ caracté risé en ce que la tranche de substrat semi-conducteur est plongés dans un bain d'attaque chimique à base d’acide nitrique, de fluorure d'hydrogène et d'acide acétique glacial.

1 I -> ; l'argent est appliquée dans des ouvertures pratiquées dans I- c la première couche de pâte d'aluminium, en veillant à ce qu'un : recouvrement suffisant de la pâte à l’aluminium soit assuré, i >1 : ' les première et seconde couches susdites étant soumises à ur. ;ΐ „ traitement thermique contrôlé apres leur application. :iî

2. Procédé suivant la revendication 1, ' Γ ' i' :|ï caractérisé en ce que la seconde couche de pâte à l'argent est appliquée dans les ouvertures de la première couche ce r:-r = j à l'aluminium ainsi que sur la portion de surface de estte | | première couche entourant les ouvertures précitées. f^ j;? :J ; -- 32 - !

3. Procédé suivant l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la jonction précitée est réalisée par diffusion en phase gazeuse de phosphore à partir d * oxychlorure de phosphore.

14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la jonction parasitaire apparaissant sur la face arrière et les bords de la tranche de substrat semi-conducteur est éliminée en immergeant cette dernière dans un bain aqueux d’attaque chimique à base d'acide nitrique et de fluorure d'hydrogène, la face avant de ladite tranche lors de l’immersion étant recouverte au moyen d'une laque de protection.

15. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 32, caractérisé en ce que la jonction précitée est effectuée par diffusion à partir d'une couche de pâte dopée / au phosphore appliauée par sérigraphie sur la face avant as = ' * /// — JS o -- 16. procédé suivant la revendication '15, caractérisé en ce que la pâte dGpée au phosphore comprend un composé de phosphore choisi parmi l’acide polyphosphorique et les esters d’acide polyphosphorique, un solvant et ce la silice colloïdale.

17. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que la pâte dopée au phosphore contient environ de i 10 à 15% en poids de phosphore. : d* ’ 18. procédé suivant l'une ou l'autre des reven dications 16. et 17, caractérisé en ce que le solvant est choisi ; s#· i dans le groupe comprenant l'acétate de butylcarbitol, l'acétate . ! de butylcellulose, les éthers d'éthylèneglycol et les éthers de ; | diéthylèneglycol. 1P ; i

19. Procédé suivant l'une quelconque des reven- ] j i dications 15 à 18, caractérisé en ce que la couche de pâte dopée 1 i ^ ~ au phosphore est séchée à une température de l'ordre de 150cC ; et est ensuite soumise à une cuisson pour provoquer la diffusion du phosphore pendant une période comprise entre 45 minutes et \i 1,5 heure jusqu'à une température de cuisson maximale de l'ordre de 900°C a 950°C, la temoérature de cuisson maximale étant 1 - ; j maintenue pendant environ 15 à 20 minutes, en observant un gracie n i ;î. * de température ne dépassant pas 50°C/minute. * γ s 20. Procédé suivant l'une quelconque des reverdi- 1 " cations 15 à 19, caractérisé en ce que l'application ainsi que \ les opérations de séchage et de cuisson de la couche de pâte dopée au phosphore se font en atmosphère d'azote. Hj

21. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-J cations 15 à 20, caractérisé en ce que la jonction parasitaire ! ;'4 apparaissant sur les bords de la tranche de substrat semi— conchcci ; v - 36 - est éliminée par voie sèche au moyen d’un système à plasma, i 22 . Procédé suivant l'une quelconque des reven- ! dbations 15 à a, caractérisé en ce qu'après l'étape de diffu sion du phosphore précitée, la couche de pâte subsistante est ! enlevée par attaque chimique au moyen d'une solution aqueuse i de fluorure d'hydrogène, cette attaque chimique étant suivie ! d'un nettoyage à l'eau et d'un séchage dans des vapeur s d'acétone. ! 2 3, Procédé suivant l'une quelconque des reven dications 1 à -22, caractérisé en ce que l'on utilise comme coude ; J ’S C antiréfléchissante une matière ayant un indice de réfraction \ Φ i de Γordre de 2 .

24. Procédé suivant la revendication 23, carac- ; térisé en ce que la matière antiréfléchissante ’ est choisie dans le groupe comprenant Si02, TiOx,tel que TiO, TiO » Ta2°5 et i leurs mélanges.

25. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que la couche de pâte à base d'argent recouvrant la couche de matière antiréfléchissante i contient environ de 4 à 7% en poids de titane.

26. Procédé suivant la revendication 25, caracté- | risé en ce qîiaprès son application, la couche de. pâte d'argent i 9 su titane est séchée à une température de l'ordre de 100°C J * pendant une durée de l'ordre de 10 minutes et est ensuite soumise 1 * c à une cuisson pendant une période de l'ordre de une heure jusqu'à une température de cuisson maximale d'environ 850° à 860°C, la | température de cuisson maximale étant maintenue pendant environ 5 minutes, en observant un gradient de température ne dépassant/ / èr / / j pas 50°C/mxnute. j,ÿ ‘Jf ' /" i / · ·. ~ 37 - J.

3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la seconde couche de pâte à base d'argent et de palladium contient entre 30 et 45% en poids de palladium.

: 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendi cations 1 à 3, caractérisé en ce que le taux de couverture de la i seConde couche précitée sur la première couche de pâte à 1’ aluiûi n:· um j e3t compris entre 15 et 25%.

! ; -5. Procédé de fabrication d'un dispositif serai- 1 conducteur, en particulier d'une cellule solaire photovoltaïque, j comportant une face avant photosensible et une face arrière agencée pour réaliser un contact ohmique, comprenant un substrat semi-! oonducteur, tel que du silicium, sous forme de tranche, caracté risé en ce qu'il consiste à réaliser une jonction sur la face avant de la tranche de substrat semi-conducteur par diffusion i dar-.s celle-ci d'une matière de dopage, à enduire la face avant ! dopée d'une couche de matière antiréfléchissante, à recouvrir par ' sérigraphie la couche de matière antiréfléchissante d'une coucha de pâte à base d'argent, à soumettre la pâte à base d'argent à i _ un traitement thermique contrôlé, à appliquer par sérigraphie sur la -face arrière de la tranche de substrat semi-conducteur une A pre-jnière couche fermée d'une pâte d'argent dont le taux de cou verture est compris entre 10 et 40%, et à appliquer par séri-e graphie sur la parcie de la face arrière non recouverte de pâte d'argent et sur uns portion de la première couche à l'argent une seqronde couche fermée d’une pâte d'aluminium, les première et sec-onde couches suscites étant soumies à un traitement thermicue i contrôlé après leur application. _ j j/ - 33 -

6. Procédé suivant la revendication 5, carac- ! térisé en ce que la seconde couche de pâte à l'aluminium est appliquée sur la partie de la face arrière non recouverte de la première couche de pâte à l'argent ainsi que sur la portion de i surface de cette première couche adjacente à la couche d'alumi- ! nium.

7. Procédé suivant l'une ou l’autre des reven-; dications 5 et 6, caractérisé en ce que le taux de couverture - a; de la première couche précitée sur la face arrière de la tranche (| de substrat semi-conducteur est compris entre 15 et 25%.

7. Procédé suivant l'une quelconque des reven-i dications 1 à 2 4, caractérisé en ce que la couche de pâte à J base d'argent recouvrant la couche de iratièreantiréfléchissanue , * t , î contient environ de 3. à 6% en poids d'étain, a 2

8. Procédé suivant la revendication 27, carac- !; térisé en ce qu'après son application, la couche de pâte d'argent i à l'étain est séchée à une température de l'ordre de 100°C j: pendant une durée de l'ordre de 10 minutes et est ensuite soumise ! .. à une cuisson pendant une période de l'ordre de une heure jusqu ' à i ^ v \t t une température de cuisson maximale d'environ 780° à 820°C, : | φ S la température de cuisson maximale étant maintenue pendant i 1 :1 environ 5 minutes, en observant un gradient de température ne dépassant pas 50°C/minute. I '29. Procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur, en particulier d'une cellule solaire photo-:h voltaïque, tel oue décrit ci-dessus, notamment dans les Exezr.c'es ![j I] donnés. ' i? I ' 30 . Dispositif semi-conducteur, en particulier I } “ ! i :| cellule solaire photovoltaîque, tel qu'obtenu par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 2 9. ] ;· CT Dessins ;------planches 6 _______pages dont-----------------page de gerce ί ................pages de description ;‘j « ................. pages de revendiez dcns , . , .J - c » Luxembourg, le \ j i£. àIôI ![ Le mari! araire * /fi \ |j ! Charles München