Brevet FR2022510A1 — publié le 19700731

La présente invention concerne une cellule solaire avec un contact dont l'argent est le premier constituant. Selon une particularité essentielle de l'invention, ce contact d'une telle cellule solaire contient du titane, du chrome, du molybdène ou du tantale comme second constituant et un métal précieux comme troisième constituant, et le métal précieux est contenu dans le second constituant ou forme une couche intermédiaire entre ce dernier et l'argent a Lorsque le métal précieux est contenu dans le second constituant, il s'agit d'un mélange ou d'un alliage Le contact selon l'invention présente une grande résistance à la température et la corrosion et peut en outre subir des cycles thermiques présentant d'importantes fluctuations de température.La résistance aux températures et fluctuations de température élevées est particulièrement importante car les cellules solaires sont beaucoup utilisées en navigation spatiale, où elles sont soit soumises directement au rayonnement solaire, soit placées dans l'ombre. Les températures passent ainsi d'environ 3000C sous l'action directe du soleil à -2000C dans l'ombre. Des études ont montré que la cellule solaire selon l'invention supporte ces fluctuations extrêmes de température. L'action de températures élevées sur la cellule solaire est même positive car l'échauffement résultant élimine les détériorations que la cellule risque de subir par l'action des radiations dans 1' espace. Un autre avantage de l'invention réside dans la très grande facilité de fixation de fils sur le contact, de sorte que la connexion de très nombreuses cellules pour former une batterie solaire, nécessaire en navigation spatiale, ne soulève aucune difficulté. L'invention est applicable aussi bien au contact antérieur qu'au contact postérieur de la cellule solaire, c'està-dire que le contact selon l'invention se prête à l'établissement d'un contact sans couche d'arrêt sur un matériau semiconducteur de type n ou p . L'invention est appliquée de préférence aux semiconducteurs en silicium. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et de la figure unique qui illustre un exemple de réalisation La figure représente la constitution d'une cellule solaire n sur p, constitué par un substrat semiconducteur 1 en silicium p, à la surface duquel est diffusée une région 2 de type n. Le dopage p du substrat en silicium est obtenu par exemple par incorporation de bore, tandis que la région 2 de type n est obtenue par exemple par diffusion de phosphore. L'épaisseur de la région 2 de type n est par exemple de La jonction pn 3, nécessaire pour la cellule solaire, est produite entre la région 2 de type n et la partie du substrat semiconducteur non touchée par la diffusion Les dimensions du substrat 1 en silicium sont par exemple de 2 x 2 x 0,03 cm L'invention est également applicable aux cellules solaires p sur n, dans lesquelles la diffusion permet de réaliser la région p au lieu de la région n Des électrodes établissent le contact avec les deux régions semiconductrices 1 et 2 formant la jonction pn, comme le montre la figure o Une électrode est disposée sur chacune des faces antérieure et postérieure de la cellule solaire.L'électrode disposée sur la face antérieure et faisant contact avec la région 2 de type n est appelée contact antérieur 4, tandis que l'électrode située sur la face postérieure du substrat semiconducteur et par suite sur la région 1 de type p est appelée contact postérieur 5. Les contacts antérieur 4 et postérieur 5 sont réalisés dans le même matériau qui, selon l'invention, contient de l'argent comme premier constituant, du titane, chrome, molybdène ou tantale comme second constituant et un métal précieux, de préférence du groupe du platine, tel que palladium ou platine, comme troisième constituant. Le contact antérieur 4 est réalisé en forme de grille ou de peigne, tandis que le contact postérieur 5 est une électrode de grande surface qui, contrairement au contact antérieur, recouvre toute la face postérieure de l'élément semi conducteur. Selon une autre particularité de l'invention, la production des contacts antérieur et postérieur s'effectue par exemple comme suit On vaporise d'abord une couche de titane, puis une couche de métal précieux, palladium par exemple, et enfin une couche d'argent. Le substrat en silicium est maintenu à une température d'environ 1500C par exemple pendant la vaporisation, qui s'effectue de préférence sous vide. L'épais- seur de la couche de titane vaporisée est par exemple de 350 A celle de la couche de palladium par exemple de 50 à 200 A et celle de la couche d'argent de 5 mou par exemple. Des études ont montré que les contacts de cellule solaire selon l'invention ont une très bonne adhérence, même dans des conditions de service extrêmes et présentent, outre une résistance à la corrosion et une stabilité thermique, une faible résistance de contact et un remarquable comportement ohmique par rapport aux matériaux de type n ou p REVENDICATIONS Cellule solaire avec un contact ayant l'argent comme premier constituant, ladite cellule étant caractérisée en ce que ce contact contient du titane, chrome, molybdène ou tantale comme second constituant et un métal précieux comme troisième constituant, et que le métal précieux est contenu dans le second constituant ou forme une couche intermédiaire entre ce dernier et l'argent 2 Cellule solaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les trois constituants sont disposés sous forme de couches superposées. 3 Cellule solaire selon la revendication 2, caractérisée en ce que les trois constituants sont disposés dans l'ordre second constituant-troisième constituant-premier constituant. 4. Cellule solaire selon une des revendications 1 à 3, caractérisée én ce que le métal précieux est un élément du groupe. du platine. 5. Cellule.solaire selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le substrat semiconducteur est en silicium. 6. Cellule solaire selon une des revendications 1 i 5, caractérisée en ce que le contact à trois constituants est utilisé tant en contact antérieur qu'en contact postérieur. 7. Procédé de production d'une cellule solaire selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la production du contact s'effectue en vaporisant d'abord sur le substrat conducteur le second constituant, puis une couche de métal précieux et enfin une couche d'argent