BE889877A - Procede pour appliquer un revetement antireflechissant et/ou dielectrique pour des cellules solaires - Google Patents

Description

  Procédé pour appliquer un revêtement

  
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pour des cellules solaires La présente invention est relative à un procède pour appliquer un revêtement antiréfléchissant et/ou diélectrique pour des cellules solaires, lesdits revêtements ayant pour but d'atténuer la réflexion de la lumière utile dirigée contre la surface éclairée de la cellule solaire.

  
On peut fabriquer des dispositifs semi-conducteurs à partir de silicium cristallin, le silicium, souvent sous la forme d'une plaquette, ayant été dopé avec un certain type d'impureté amenant la plaquette de silicium à adopter une polarité spécifique. Selon l'impureté introduite le silicium devient un matériau de type p ou da type n. Si l'on use un dopant tel que le bore, la plaquette de silicium est de type p, tandis que l'usage d'un dopant tel que le phosphore produit le type n. One jonction est ensuite formée en diffusant dans la plaquette une impureté de conductivitS de type opposé à celle de l'impureté avec laquelle la plaquette a été précédemment dopée.

  
Une jonction ayant été établie, l'énergie rayonnante, habituellement sous la forme de lumière frappant la surface, est rapidement absorbée à mesure qu'elle pénètre dans le matériau semi-conducteur (silicium) engendrant des électrons libres et des trous en paires. Les porteurs minoritaires des paires électrontrou dans la zone où ils sont engendrés, soit se recombinent avec les porteurs majoritaires, soit traversent la jonction p-n. Les porteurs minoritaires qui traversent la jonction p-n amènent la plaquette à être polarisée, les électrons étant attirés vers la région (négative) de type n et les trous dans la région (positive) de type p. Cette polarisation donne naissance à un courant électrique utile qui circule lorsque les deux régions sont reliées extérieurement par un conducteur électrique.

   Les connexions électriques sont habituellement faites à des conducteurs qui ont généralement la forme d'une grille métallique placée sur la surface de la cellule devant être exposée a la lumière et un contact métallique sur l'autre surface, arrière de la plaquette.

  
Un critère important dans l'obtention d'un rendement maximal d'un dispositif photovoltalque, c'est-à-dire la puissance de sortie mesurée en pourcentage de la puissance d'entrée est l'absorption maximale de l'énergie lumineuse quelles que soient les conditions de lumière disponible. Le rendement de la cellule solaire est cependant limité par un phénomène optique connu par lequel une partie de la lumière (à la fois utile et non utile) partiellement réfléchie depuis la cellule solaire. Pour réduire le

  
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rante d'utiliser un revêtement antiréfléchissant placé sur la surface de grille de la cellule solaire à travers laquelle pénètre la lumière.

  
Pour fonctionner de manière satisfaisante, le revêtement

  
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propriétés optiques. En ce qui concerne l'une de ces propriétés optiques, le revêtement antiréfléchissant doit réduire la réflexion de la lumière utile. Dans des applications où un "couvercle" est

  
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couvercle et celui de la cellule sousjacente. Cela réduit la

  
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propriété optique, à savoir sa propriété d'absorption, le revêtement antiréfléchissant ne doit pas absorber la lumière utile raais doit permettre le passage de cette lumière à la cellule

  
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particulier est donc dépendant de l'indice de réflexion de la

  
cellule solaire sousjacente et de la lame de couvercle ainsi que

  
des longueurs d'ondes de la bande d'absorption de la cellule

  
solaire.

  
Dans le brevet U.S. n[deg.] 3.922.774 se trouve décrit un procédé pour placer un revêtement antiréfléchissant sur une

  
plaquette de silicium dans lequel du tantale métallique est  évaporé au moyen d'un faisceau d'électrons, le tantale métallique étant ensuite oxydé thermiquement ou de façon anodique sur la

  
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surface d'impact de lumière de la cellule solaire. Le revêtement 

  
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qui est bien inférieur à la valeur désirée. 

  
On a également rencontré des difficultés lors de la  production de revêtement antiréfléchissant sur des cellules   <EMI ID=12.1> 

  
résident dans le contrôle de l'épaisseur de la couche de pentoxyde 

  
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duit par l'évaporation par faisceau d'électrons d'un mélange de tantale élémentaire et d'un oxyde de tantale suivie par l'oxydation de la couche déposée en pentoxyde de tantale. Ce procédé a dans une moindre mesure le même inconvénient portant sur la difficulté de contrôler l'épaisseur du revêtement, de nécessiter des grands besoins en énergie pour le dépôt et également de nécessiter des vides poussés pendant la mise en oeuvre.

  
Dans le cadre de la présente invention, on propose un

  
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trique sur des substrats de silicone par dépôt de vapeur chimique.

  
Le procédé selon l'invention élimine les inconvénients mentionnés ci-dessus des procédés antérieurs utilisant le dépôt de métal. En autre, la présente invention offre les avantages d'être plus

  
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Un avantage supplémentaire offert par l'invention est que le

  
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mitant des vides poussés, est normalement effectué sous des conditions atmosphériques.

  
Selon l'invention, un halogénure ou un alcoolate métallique est amené par chauffage . l'état de vapeur et lorsque la vapeur vient en contact avec l'oxygène à proximité immédiate de la

  
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forme un oxyde qui se dépose sur le substrat de silicium. Le

  
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rieur pour transformer le revêtement en un revêtement dur, d'indice élevé, de bonne qualité optique et chimiquement stable. L'ion

  
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choisi dans le groupe formé du tantale, du niobium, du titane, du

  
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Dans un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de l'invention, un chlorure métallique choisi dans le groupe constitué par le chlorure de tantale, le chlorure de niobium, le tétrachlorure de titane, le chlorure de zirconium, le chlorure d'yttrium et le chlorure de hafnium est chauffé jusqu'à sa phase de v&peur. La vapeur est ensuite transportée par elle-même ou en

  
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d'impact de lumière d'un substrat de silicium chauffé. En mime temps que la vapeur de chlorure métallique vient en contact avec le substrat de silicium, le substrat est également mis en contact avec un courant d'oxygène. Ce processus oxyde le chlorure métallique en oxyde et dépose l'oxyde sur le substrat de silicium.

  
Les vapeurs de composé métallique peuvent Atre combinées avec un milieu gazeux légèrement réducteur tel que le méthanol,

  
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réducteur en liaison avec la vapeur de composé métallique favorise Le transport de la vapeur jusqu'à la zone de réaction et le

  
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Jne atmosphère réductrice est également utile pour empêcher une oxydation prématurée de la vapeur, c'est-à-dire autre que celle le produisant sur la surface de la plaquette de silicium.

  
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température de réaction.

  
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différents instruments connus existants pour cet usage. L'épaisseur du revêtement peut varier mais elle est de préférence d'environ un quart de la longueur d'onde de l'énergie lumineuse possédant une longueur d'onde dans la gamme d'environ 0,5 a 0,75 micron. Pour le pentoxyde de tantale, cette épaisseur est dans la

  
e 

  
plage d'environ 550A à environ 650A. L'épaisseur pour les autres oxydes métalliques est également dans cette plage générale mais peut varier légèrement d'une extrémité ou l'autre de la plage.

  
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de mise en oeuvre particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. 

  
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qu'il consiste : 

  
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rieure à environ 325[deg.]C et 1

  
 <EMI ID=36.1>  a) une vapeur d'un composé métallique choisi dans le groupe comportant un halogénure métallique ou un alcoolate métallique seul ou en combinaison avec un gaz réducteur et <EMI ID=37.1> 

  
vers ladite surface de telle manière qu'une couche antiréfléchissante de l'oxyde correspondant se dépose sur ladite surface de silicium.

Claims (1)

1. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit composé métallique est un halogénure métallique.

   3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit halogénure métallique est choisi dans le groupe comprenant le chlorure de tantale, le chlorure de niobium, le <EMI ID=38.1>

   d'yttrium et le chlorure de hafnium.

   4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite couche antiréfléchissante présente une épaisseur

   &#65533;

   :omprise entre environ 550A et environ 650A.

   5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite vapeur d'halogénure métallique est du chlorure de tantale.

   6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le ' fait que ladite vapeur d'halogénure métallique est du chlorure de niobium.

   7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite vapeur métallique est le tétrachlorure de titane,

   8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la plaquette de silicium est chauffa.. une température

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   9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la vapeur de composé métallique est mélangée avec un gaz réducteur choisi dans le groupe comprenant le méthanol, l'asote et le mélange d'azote et d'hydrogène connu sous la dénomination de "forming gas".

   10. Procédé selon la revendication 9, caractérise par le fait que ledit compose métallique est un halogénure métallique.

   11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ladite vapeur d'halogénure métallique est le chlorure de tantale.

   12. Procédé salon la revendication 10, caractérisé par le fait que ladite vapeur d'halogénure métallique est le tétrachlorure de titane.

   ) 13. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ladite vapeur d'halogénure métallique est le chlorure de niobium.

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   le fait que laditeplaquette de silicium est chauffée à une température comprise entre environ 325[deg.]C et 450[deg.]C.

   15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit composé métallique est un alcoolate métallique.

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   le fait que ledit alcoolate métallique est choisi dans le groupe comprenant l' &#65533;thylate de tantale, l'éthylate de titane, l'isopropylate de titane, l'isopropylate de zirconium, le n-propylate de zirconium et le n-pentylate de zirconium.

   17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé par

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   o

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   18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé par le fait que ledit alcoolate métallique est l'éthylate de titane.

   19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé par le fait que ledit alcoolate métallique est l'&#65533;thylate de tantale.

   20. Procédé selon la revendication 15, caractérisé par le fait que ladite plaquette de silicium est chauffée à une

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