Brevet FR2110192A1 — publié le 19720602

La présente invention concerne un procédé pour la production d'unè pile solaire avec une jonction pn parallèle aux grandes faces du substrat semiconducteur et dans lequel la connexion des régions semiconductrices formant cette jonction pn est réalisée, après la production de cette dernière, en déposant sur une grande face du substrat semiconducteur une électrode de grande surface et sur la face opposée une électrode en peigne, dont la barre-omnibus se trouve à piroximité immédiate d'une face latérale du substrat semiconducteur. Dans les piles solaires connues à substrat semiconducteur en silicium, les électrodes sont par exemple constituées par des couches de titane et d'argent superposées, déposées à l'aide d'un masque par évaporation sous vide poussé. Ces couches peuvent être étamées totalement ou partiellement au cours d'une phase ultérieure. Lors du dép3t des électrodes métalliques par évaporation, il n'est pas rare que 1'évaporation intéresse aussi les faces latérales du substrat semiconducteur, aux endroits où le métal doit être déposé jusqu'au bord de la grande face de ce substrat. La pile solaire est toutefois rendue inutilisable par le court-circuit résultant de la jonction pn à la surface de la face latérale. Eviter un tel court-circuit en recouvrant soigneusement les faces latérales pendant 1'évaporation serait certes concevable, mais un tel procédé exigerait un ajustage précis des piles solaires par rapport aux masques et serait donc trop coûteux. Une autre possibilité consiste à supprimer ultérieurement les courts-circuits périphériques gênants, en recouvrant les électrodes avec un matériau approprié, puis en débarras- -sant les faces latérales du métal de court-circuit par décapage dans un solvant approprié. Un tel procédé n'est toutefois pas économique, car il exige une série d'opérations telles que recouvrement, décapage, lavage, séchage, suppression du recouvrement, etc. Il existe en outre un risque de décapage sous le recouvrement, dont l'expérience montre qu'il entraîne de fortes fluctuations qualitatives. L'invention a par suite pour objet un procédé pour la production d'une pile solaire ne présentant pas les inconvénients précités. Selon une caractéristique essentielle, de l'invention, au moins la face latérale du substrat semiconducteur adjacente à la barre-omnibus de l'électrode en peigne est abrasée après le dépôt des électrodes, sans décapage ultérieur du substrat semiconducteur. Le métal gênant est ainsi éliminé sur la face latérale du substrat semiconducteur, dont la section est 71 35542 2110192 2 généralement rectangulaire. Le substrat semiconducteur de la pile solaire est abrasé à l'humide de préférence. Il est recommandé d'abraser la face latérale du suDStrat semiconducteur suivant un angle par rapport à ses grandes faces. Cet angle est généralement de 5 degrés au minimum. Le grain moyen de l'abrasif utilisé pour le travail par abrasion est de préférence inférieur à 20 ]im. Selon une autre caractéristique de l'invention, le travail par abrasion du substrat semiconducteur est effectué de façon à ne pas laisser entre la barre-omnibus et la face latérale de matériau de la région semiconductrice, connectée par l'électrode en peigne. Par suite de la difficulté de délimitation, une barre-omnibus s'étend en général, immédiatement après 1'évaporation, non seulement sur la face prévue du substrat, semiconducteur, mais aussi sur la face latérale voisine. Après le travail par abrasion de la face latérale ou de la couche de métal sur cette dernière, la condition d'absence entre la barre-omnibus et la face latérale voisine de matériau: de la région semiconductrice connectée par l'électrode en peigne est ainsi toujours satisfaite et cette face latérale et un bord de la barre-omnibus se trouvent donc toujours dans un même plan. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel : la figure 1 représente la constitution d'une pile solaire; la figure 2 représente la pile solaire non finie, immédiatement après 1'évaporation de l'électrode en peigne, dont le matériau de barre-omnibus s'étend aussi sur la face latérale du substrat semiconducteur, de façon gênante, et court-circuit ainsi latéralement la jonction pn; et la figure 3 représente la pile solaire après le travail par abraçion selon l'invention. La pile solaire de la figure 1 est constituée par un substrat semiconducteur 1 avec une jonction pn 2, une électrode en peigne 3 et une électrode de grande surface 4. La jonction pn 2 est réalisée par exemple en diffusant dans la grande face 5 du substrat semiconducteur 1, en silicium par exemple, une région semiconductrice de type opposé à celui du substrat. Après la réalisation de la jonction pn, les électrodes 3 et 4 sont déposées par évaporation à l'aide de masques. La figure 1 montre que l'électrode en peigne 2 est constituée par plusieurs bandes 71 35542 3 2110192 de contact, connectées par une barre-omnibus 6. La surface semiconductrice est dégagée entre les bandes de contact, de sorte que la région dégagée est exposée à la lumière incidente et forme ainsi la surface active de la pile solaire. 5 La figure 1 montre en outre que la barre-omnibus 6 de l'électrode en peigne 3 s'étend jusqu'au bord de la grande face 5 et par suite jusqu'à la face latérale 7. Une telle disposition entraîne toutefois le risque, lors de la réalisation de l'électrode en peigne 3, que du matériau d'électrode atteigne la face latérale 7 et y court-circuite la 10 jonction pn 2, atteignant la surface comme le montre la figure 2. Afin d'éliminer ultérieurement un tel court-circuit, le substrat semiconducteur 1 est abrasé latéralement selon l'invention, sans traitement ultérieur habituel, décapage par exemple. Un travail par abrasion est certes connu pour le façonnage de substrats semiconducteurs, mais 15 il en résulte toujours une destruction de la surface semiconductrice, qui impose une suppression ultérieure des perturbations réticulaires • résultantes, par décapage chimique par exemple. Il en est particulièrement ainsi dans le cas où les perturbations réticulaires atteignent une jonction pn. 20 L'invention repose sur l'observation suivante : un tel traitement ultérieur, tel qu'un décapage dans le cas considéré, est inutile quand le grain moyen de l'abrasif utilisé ne dépasse pas une valeur déterminée, à savoir 20 p.m, et quand la seconde condition est satisfaite, à savoir travail du substrat semiconducteur par abrasion à l'humide. 25 Le procédé selon 1'invention peut être mis en oeuvre de la façon suivante par exemple : humidification du papier abrasif du commerce pour travail à l'humide et déplacement sur ce papier, à l'aide d'un dispositif approprié ou à la main, de la face latérale à traiter d'une ou plusieurs piles solaires. Bien que 1'évaporation affecte généralement 30 surtout la face latérale (7) de la pile solaire adjacente et parallèle à la barre-omnibus 6, il est souvent recommandé de ne pas travailler par abrasion selon l'invention cette seule face latérale, mais aussi les autres faces latérales du substrat semiconducteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le travail par 35 abrasion supprime non seulement le matériau d'électrode gênant sur la face latérale du substrat semiconducteur, mais aussi du matériau semiconducteur, afin qu'aucune surface active ou matériau de la région 71 35542 4 2110192 semiconductrice connectée par l'électrode en peigne 3 ne demeure entre la barre-omnibus 6 et la face latérale 7 ou le bord de la pile solaire adjacent à la barre-omnibus 6. La face latérale 7 et un bord (8) -ïe la barre-omnibus 6 doivent donc se trouver dans un plan, condition satis-5 faite par exemple par la disposition selon la figure 3, qui représente la pile solaire après le travail par abrasion. Des études ont toutefois montré que la couche métallique située sur la face latérale ne peut pas être totalement supprimée par le travail par abrasion et demeure accrochée au bord du substrat semiconducteur quand 10 ce dernier est abrasé perpendiculairement à ses grandes faces. Pour éviter ce phénomène, et selon une autre caractéristique de l'invention, le travail par abrasion se fait en oblique, comme le montre la figure 3, avec un angle déterminé par rapport aux grandes faces du substrat semiconducteur. Cet angle d'abrasion ne doit pas être inférieur à 5 degrés. 15 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au procédé qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. 2B 25 30 35 71 35542 2110192 5 Revendications 1. Procédé pour la production d'une pile solaire avec-une jonction pn parallèle aux grandes faces du substrat semiconducteur et dans lequel la connexion des régions semiconductrices formant cette jonction pn est 5 réalisée, après la production de cette dernière, en déposant sur une grande face du substrat semiconducteur une électrode de grande surface et sur la face opposée une électrode en peigne, dont la barre-omnibus se trouve à proximité immédiate d'une face latérale du substrat semiconducteur, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'au moins cette 10 face latérale du substrat semiconducteur est abrasée après le dépôt des électrodes, sans décapage ultérieur du substrat. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que' le substrat semiconducteur est abrasé à l'humide. 3. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la face 15 latérale est abrasée sous un angle par rapport aux grandes faces du substrat semiconducteur. 4. Procédé selon revendication 3, caractérisé en ce que l'angle d'abrasion est de 5 degrés au minimum. 5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé 20 en ce que le travail d'abrasion est effectué avec un abrasif dont le grain moyen est inférieur à 20 jim. 6. Procédé selon unp quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la face latérale est abrasée de façon à ne laisser entre la barre-omnibus et la face latérale aucun matériau de la région semicon- 25 ductrice connectée par l'électrode en peigne. 7. Application du procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6 à la production de piles solaires dont les électrodes sont déposées par évaporation.