Brevet FR2425727A1 — publié le 19791207

La présente invention concerne des dispositifs de transformation d'une énergie de rayonnement en energie électrique, et plus particulièrement, des générateurs photo-électriques à semi-conducteurs qui peuvent être utilisés pour fabriquer des installations énergétiques solaires. Il existe un générateur photo-électrique à semi-conducteurs constitué de convertisseurs photo-électriques reliés électriquement entre eux. Chaque convertisseur photo-électrique est réalisé sous la forme d'une lame en semi-conducteurs avec une jonction du type p-n qui joue le rôle d'une barrière de redressement séparant une région de base d'un type de conduction d'une région d'inversion d'un autre type de conduction. Les convertisseurs photo-électriques sont reliés entre eux par des contacts métalliques capteurs de courant branchés sur les régions de base et d'inversion. Les contacts capteurs de courant branchés sur la région d'inversion disposée du côté éclairé du générateur photo-électrique à semi-conducteurs sont réalisés sous la forme d'un peigne et occupent à peu près 10% de la surface des régions d'inversion des convertisseurs photo-électriqiies.Les contacts capteurs de courant branchés sur la région de base se présentent sous la forme d'une mince couche qui recouvre toute la surface recto des convertisseurs photo-électriques. Ces générateurs n'ont qu'une seule surface photo-active. Par suite d'une valeur assez grande de la résistance répa#rtie dans la région d'inversion, les pertes de puissance dues à la résistance série des convertisseurs photo-électriques réduisent leur rendement en cas d'éclairage par un rayonnement solaire concentré. La diminution de la distance entre les contacts capteurs de courant et l'accroissement de leur largeur provoque l'a- mentation du taux d'obscurcissement de la surface éclairée du générateur photo-électrique à semi-conducteurs par les contacts capteurs de courant. Ceci diminue l'aire de la surface photo-active du générateur, donc réduit,d1une part, la puissance par une unité de l'aire du générateur et, d'autre part, son rendement. Ces générateurs sont difficiles à fabriquer et exigent une main d'oeuvre considérable pour la fabrication par éléments et l'assemblage du générateur. Plus simples à fabriquer et ayant un meilleur rendement à une concentration plus haute du rayonnement, les générateurs photoélectriques à semi-conducteurs sont réalisés sous la forme d'une structure monolithe constituée par un nombre de convertisseurs photo-électriques avec jonction p-n sur la surface latérale recouverte de contacts métalliques capteurs de courant. Ces convertisseurs photo-électriques se présentent sous la forme des parallé lépipedes microminiaturisés assemblés en une matrice par des surfaces latérales opposées au moyen des contacts capteurs de courant. Ces surfaces latérales sont inclinées par rapport à la surface photo- active du générateur de façon que les bords des jonc tions p-n débouchent sur la surface photo-active. Ces générateurs sont caractérisés par une haute tension par unité de surface photo-active et une variation linéaire du courant en fonction de ltéclairement dans une plage de 0 à 104W/ 2 cm . Cependant1 comme la surface photo-active de ce générateur se caractérise par une hétérogénéité prononcée en sensibilité photoélectrique au rayonnement incident et la sensibilité photo-électrique n'est suffisamment grande qu'aux endroits où les jonctions p-n débouchent à la surface; ces générateurs ont donc de grandes pertes de puissance dues à une recombinaison superficielle des porteurs de charge minoritaires, ainsi qu'un rendement asse: faible. A noter, que le rendement le plus faible est observé en présence d'une répartition irrégulière de la puissance du flux de rayonnement incident suivant la surface du générateur photo-électrique à semi-conducteurs,ce qu'on observe le plus souvent à la répartition de l'énergie dans la tache focale des concentrateurs optiques. L'invention vise à mettre au point un générateur photoélectrique à semi-conducteurs qui présenterait une surface photoactive agrandie caractérisée par une haute sensibilité photoélectrique au rayonnement incident et par de faibles pertes de puissance dues à la résistance série des convertisseurs photoélectriques. Le générateur photo-électrique à semi-conducteurs comporte un certain nombre de convertisseurs photo-électriques mis en se- rie par leurs surfaces opposées au moyen des contacts capteurs de courant en formant une structure monolithe et ayant chacun une jonction p-n entre les régions de base et d1inversion1 et il est caractérisé en ce que sa surface photo-active est réalisée en gradins, l'aire de chaque gradin étant inversement proportionnelle à la puissance du flux de rayonnemen. incident à ce gradin et en ce que la largeur de chaque gradin étant approximativemert égale ou inférieure au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base Le problème d~accroissement de la surface photo-active utilisée et d'élévation de la sensibilité photo-électrique du générateur peut être également résolu du fait qu'on réalise suivant le périmètre de chaque gradin un contact capteur de courant sup plémentaire l'accroissement de l'aire de la surface photo-active et l'élévation de la résistance aux radiations du générateur peuvent être obtenus du fait qu'n pratique, sur les surfaces des gradins, des sillons parallèles transversaux dont les sommets entre creux se trouvent à une distance l'un de l'autre, qui ne dépasse pas le parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base, la jonction p-n suivant le relief de la surface des gradins. Afin d'accroître la sensibilité photo-électrique de la surface photo-active et d'élever la résistance aux radiations du générateur, il est également préférable de choisir l'épaisseur de la région de base sur la surface photo-active des convertisseurs photo-électriques sensiblement inférieure au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base. Il est rutile de décaler les convertisseurs photo-électri ques -l'un par rapport à l'autre dans les plans de connexion afin de former ladite structure en gradins. Afin de former ladite structure à gradins en cas d'uti- lisation du flux de rayonnement avec répartition concentrique de la puissance dans le faisceau, il est avantageux de tourner les convertisseurs photo-électriques d'un certain angle l'un par rapport à l'autre autour d'un axe qui traverse les plans de connexion. Lorsque les convertisseurs photo-électriques se présentent sous la forme de parallélépipèdes inclinés, il est préférable de réaliser les gradins à angle aigu et de réaliser les arêtes à revêtement miroitant. Afin de former ladite structure en gradins, on peut réaliser les convertisseurs photo-électriques sous la fore de figures semblables disposées l'une après l'autre dans l'ordre de décroissance de leurs dimensions. Il est préférable de prendre les figures semblables sous la forme de polygones réguliers, de disques ou anneaux. Le problème posé est également résolu à l'aide d'un procédé de fabrication des générateurs photo-électriques à semiconducteurs qui consiste en ce que les lames à semi-conducteurs métallisées avec jonction p-n sont assemblées en une colonne,sont soudées l'une à l'autre sous une pression permettant de supprimer l'excès de la brasure, et sont coupées sous un angle au plan des lames pour obtenir des matrices,et qui est caractérisé en ce que d'abord les matrices sont portées à la température de fusion de la brasure, qutensuite les éléments d'une matrice sont décalés l'un par rapport à l'autre suivant la couche de la brasure afin de former une structure en gradins et, qu'enfin, la couche métallique est éliminée de la surface des gradins par attaque chimique. L'invention ressortira de la description ultérieure aes variantes concrètes de son exécution schématisées sur les dessins annexés qui sont donnés sans aucun caractère limitatif1 dont: -la figure 1 représente un générateur photo-électrique à semi-conducteurs avec surface photo-active en gradins, coupe transversale, -la figure 2, le générateur de la figure 1, mais vu d'en haut; -la figure 3 représente ce même générateur avec contacts capteurs de courant supplémentaires, coupe transversale; -la figure 4 représente un générateur photo-électrique à semi-conducteurs avec sillons sur la surface des gradins, coupe transversale partielle; -la figure 5 représente le générateur de la figure 4,mais vu d'en haut; -la figure 6 est une coupe suivant VI-VI figure 5;; -la figure 7 représente un générateur photo-électrique, à semi-conoucteurs avec région de base d'épaisseur variable, montré en coupe transversale; -la figure 8 représente un générateur photo-électrique à semi-conducteurs avec quatre surfaces photo-actives,montré par une vue d'en haut; -la figure 9 représente le générateur de la figure 8, vu suivant la flèche A, et en coupe transversale; -la figure 10 représente le générateur de la figure 82 vu suivant la flèche B, et en coupe transversale; -la figure Il représente un générateur photo électrique a semi-conducteurs sous la forme des Iedmes tournées l'une par raps port à l'autre autour d'un axe, montré par une vue de côté;; -la figure 12, le générateur photo-électrique de la figure 1, vu d'en haut; -la figure 13 est une coupe suivant XIII-XIII figure 12; -la figure 14 représente un générateur photo-électrique à semi-conducteurs avec revêtement miroitant des arêtes des gradins, montré en coupe transversale; -la figure 15 représente le générateur de la figure 14. montré par une vue d'en haut; -la figure 16 représente un générateur photo-électrique à semi-conducteurs constitué par des convertisseurs photo-électriques sous la forme de polygones semblables,montré par une vue dien haut; -la figure 17 est une coupe suivant XVII-XVII, figure 16; -la figure 18 représente un générateur photo-électrique à semi-conducteurs avec convertisseurs photo-électriques sous, la forme de disques semblables, montré en perspective isométrique; -la figure 19 montre le générateur de la figure ?8,montré en section transversale; -la figure 20 représente un générateur photo-électrique à semi-conducteurs avec convertisseurs photo-électriques sous la forme d'anneaux semblables, montré en section transversale;; -la figure 21 représente un générateur photo-électrique à semi-conducteurs au stage de fabrication d'une structure de diode; -la figure 22 représente ce même générateur au stade d'Rssemblage des diodes en une colonne; -la figure 23 représente ce même générateur au stade de décalage des convertisseurs photo-électriques suivant les plans de connexion; -la figure 24,enfin, représente ce même générateur après le décalage des convertisseurs photo-électriques. Un générateur photo-électrique à semi-conducteurs est constitué de convertisseurs photo-électriques 1 (fig. 1,2) mis en série pour former #une st#ructure monolithe et se présentant sous la forme de parallélépipèdes obliques. Chaque convertisseur photoélectrique 1 du générateur a une jonction -p-n2 entre une région de base 3 et une région d'inversion 4. Dans la région de base 3 2 se trouve une jonction isotype p-p+ ou n-n+. La jonction p-n et la jonction isotype 5 s-e trouvent à proximité immédiate d'une surface photo-active 6 sur laquelle tombe en incidence un flux de rayonnement 7. La surface photo-active 6 se présente sous la forme de gradins.Chaque# convertisseur photo-électrique 1 est muni d'un contact capteur de courant 8 à la région d'inversion 4 et d'un contact capteur de courant 9 à la région de base 3. La largeur 'la'' de la base des gradins 10 avec angle or au sommet est approximativement égale ou inférieure au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base 3. L'aire de chaque gradin 10 est inversement proportionnelle à la puissance du flux de rayonnement 7 incident sur chaque convertisseur photo-électrique 1.Ainsi, dans la partie centrale du géné- rateur qui reçoit la plus puissante partie du rayonnement 7, comme on le voit sur la figure 1. l'aire des gradins 10 est choisie inférieure à celle au bord du générateur et ceci aux dépends de la largeur "a". L'épaisseur "b" des convertisseurs photo-électriques 1 est inférieure au parcours de diffusipn des porteurs de charge minoritaires dans la région de base 3.La longueur "c" de tous les convertisseurs photo-électriques 1 est la même et n'a pas d'importance particulière. Les convertisseurs photo-électriques 1 sont connectés par leurs surfaces opposées et sont décalés l'un par rapport à l'autre dans les plans de connexion. Le générateur fonctionne de la façon suivante. Le flux de rayonnement 7 tombe sur la surface photo-active en gradins 6-du générateur à proximité immédiate de laquelle se dispose la jonc 2 tion p-n ou la jonction isotype 5 ce qui réduit au maximum les pertes en courant dues à une recombinaison superficielle des-por- teurs de charge photogénérés. L'absorption supplémentaire du rayonnement 7 qui se réfléchit sur un des côtés des gradins 10 peut avoir lieu aux côtés adjacents des gradins voisins 10. Ainsi, on obtient une réduction des pertes dues à la réfléxion du rayonnement 7 et un accroisse ment de l'aire de la surface photo-active 6 du générateur. La variation de la puissance dans le flux de rayonnement 7 se trouve compensée par une variation correspondante de l'aire de la surface photo#actitre 6 et par une variation dans les limites indiquées de la largeur "a" de la base des grad ns 10 (c'est-à- dire, de leur aire) de façon que la valeur du courant produit par chaque convertisseur photo-électrique soit la même pour tout le générateur. Les pertes de puissance dues à la résistance série sont ramenées au minimum si la largeur "a" de la base des gratins 10 est choisie approximativement égale au parcours de diffus Ion des porteurs de charge m noritaires dans la région de base 3 parce que, en ce cas, presque tous les porteurs de charge minoritaires générés par le rayonnement 7 sont dirigés par la zone de jonction p-n2, disposée au-dessous du contact capteur de courant 8 plein, vers la région d'inversion 4. Les contacts capteurs de courant 8,9 sont réalisés en un métal très bon conducteur de courant et dont la résistivité est tout a fait négligeable.La valeur de la résistance série du générateur peut constituer des millièmes d'ohms par cm2, c'est pourquoi un générateur à haut rendement peut fonctionner lorsqu'il est éclairé par un rayonnement solaire concentré, par-exemple, dans le plan focal d'un paraboloide linéaire. Le générateur est caractérisé par un haut rendement à l'é 2 clairage,tant du côté de la jonction p-n que du côté de la jonction isotype 5. Les cotes les plus typiques d'un générateur au silicium sont les suivantes: épaisseur "b"des convertisseurs photo-électriques: de 0,2 à 0,Smm;largeur de la base l'ail des gradins: de0,2à 1 mm; longueur "c" des convertisseurs photo-électriques: de 5 à 50 mm. 2 La profondeur de gisement de la jonction p-n et de la jonction isotype 5 par rapport à la surface photo-active 6 est de 0,1 à 2 0,5,u. Le nombre de convertisseurs photo-électriques par cm de la surface du générateur est de 10 à 30. La densité de la tension est de 5-à 15 V/cm.L'épaisseur des contacts capteurs de courant est de 5à"10/u. La réalisation du générateur conformément au schéma de la figure 1 permet d'accroître la surface photo-active 6 des convertisseurs photo-électriques 1 mis en série, d'adapter l'aire de la surface photo-active 6 à la répartition de la puissance dans le flux de rayonnement et de réduire les pertes de puissance à la transformation des flux de rayonnement non homogènes, et d'élever le rendement du générateur en cas de fortes concentrations du flux de rayonnement. Dans la variante d'un générateur photo-électrique à semiconducteurs représenté sur la figure 3, chaque convertisseur photoélectrique 1 est muni, outre le contact capteur de courant 8 principal de la région d'inversion 4d'un contact capteur de courant 11 supplémentaire relié électriquement au contact capteur de courant 8 principal et disposé suivant le périmètre de chaque gradin 10.La surface des gradins 10 non recouverte de contact capteur de courant 11 constitue la surface photo-active 6 des convertisseurs photo-électriques 1 vers laquelle le flux de rayonnement 7 est véhiculé par un guide de lumière 12.Le guide de lumière 12 est constitue par un ensemble dvéléments conducteurs de lumière 13 se présentant sous la forme de bandes de verre dont le noyau a un coefficient de réfraction plus haut que la surface, ces bandes étant serrées l'une contre l'autre à proximité d'une surface réceptrice 14 et divergent vers la surface photo-active 6 da générateur. Les faces en bout des éléments conducteurs de lumière 13 adhèrent à la surface photo-active 6 des convertisseurs photoélectriques 1 et ont les mêmes dimensions que ces surfaces. Les contacts capteurs de courant 9 des régions de base 3 sont réalisés sous la forme d'une couche continue disposée le long de la jonction isotype 5. Cette variante du générateur fonctionne de la même façon que celui représenté sur les figures 1 et 2. Pourtant, en ce cas, nous avons unerneilleure utilisation de la surface photo-active 6 et une élévation du rendement du générateur du fait que la J nc- 2 tion p-n accumule presque totalement les porteurs de charge géné- rés et la résistance répartie dans les régions de base 3 ni dtin- version 4, respectivement, est réduite au minimum par suite de la transmission du flux de rayonnement 7 vers la surface photo-actDe 6 à l'aide du guide de lumière 12 et de la faible distance entre les contacts capteurs de courant 8,11 et la surface photo-active 6- En général, les éléments conducteurs de lumière 13 peuvent être d'épaisseur différente pour la transmission des parts égales en puissance du flux de rayonnement sur les surfaces photo-actives 6, le flux de rayonnement 7 n'étant pas homogène. Dans la variante du générateur représentée sur les figures 4,5,6, les surfaces photo-actives 6, des gradins 10 de chaque convertisseur photo-électrique 1 présentent, à la différence des variantes déjà examinées, des sillons parallèles transversaux 15 dont les sommets entre creux sont à une distance "dol' l'un de 1 tous tre inférieure ou égale au parcours de diffusion des porteurs de charges minoritaires dans la région de base 3, alors qu'une jonc 2 tion p-n , suit le relief de la surface des gradins 10. Un tel générateur, si l'on le compare avec les générateurs représentés sur les figures 1 à 3, est caractérisé par une aire plus grande de la surface photo-active~6, et assure l#absorp;tion du flux de rayonnement dans une fine couche disposée sous la sur 2 face à proximité immédiate de la jonction p-n , ce qui élève @ coefficient d'accumulation de porteurs de charges minoritaires et la résistance aux radiations du générateur. Il est préférable de choisir la distance ttdrt entre les sommets sensiblement inférieure au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base 3. Les sillons 15 passent au travers àes gradins 10 ce qui réduit au minimum nécessaire la valeur de la résistance répartie dans 1a région d'inversion 4 indépendamment de la dimension des sillons 15 et permet d'élever le rendement en -cas d'une haute concentration du flux de rayonnement. Sur la figure 7 est représentée une variante du générateur dans laquelle les convertisseurs photo-électriques 1 ont à la surface des gradins 10 une région de base 31 plus fine que dans l!au- tre partIe des convertisseurs photo-électriques 1. Il est utile que lflépaisseur de la région de base 3' soit sensiblement inférieure re au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base 3. 2 La jonction p-n se dispose du côté opposé par rapport à la surface photo-active 6. Sur- la su#rface de la région d'inversion 4 est déposée une couche pleine constituant le contact capteur de courant 8. La surface photo-active 6 est soumise dans cette variante du générateur à un traitement chimique afin de réduire jusqu'à zéro la vitesse de la recombinaison superficielle des porteurs de charge minoritaires. Grâce à une grande valeur de départ du parcours de diffusion des porteurs de charge monoritaires et au fait que le parcours de diffusion est largement supérieur a l'épaisseur de la région de base 3, sur les gradins 10, untel générateur est caractérisé par un haut coefficient d'#accumulation des porteurs de charge minoritaires et par une haute résistance à tout type de radiation nuisible. Afin de rendre plus solide le convertisseur photo-électrique 1 extrême, le contact capteur de courant 8 est relié à ce convertisseur photo-électrique 1 par l'intermédiaire d'une lame à semi-conducteurs 16 présentant de deux côtés la jonction isotype 5. Sur les figures 8,9,10 est représenté un générateur constitué des convertisseurs photo-électriques 1 réalisés sous la forme de parallélépipèdes rectangulaires décalés l'un par rapport à l'autre suivant les plans 17 de leur connexion. La surface photoactive 6 de cette variante du générateur est formée par les gradins 10 disposés de quatre côtés du générateur. Ce générateur, comparé au générateur représenté sur les figures 1, 2, produit une puissance deux fois plus grande au même éclairage de ses quatre côtés, grâce a l'accroissement de l'aire de la surface photo-active 6. Sur les figures 11, 12, 13 est représentée une autre variante du générateur constitué des convertisseurs photo-électriques 1 sous la forme des parallélépipèdes tournés l'un par rapport à ltau- tre d'un angle p (en éventail) autour d'un axe 18 traversant les plans 17 de leur connexion. En ce cas, la surface photo-active 6 est également en gradins, mais elle forme une figure concentrique avec un centre se trouvant sur l'axe 18. A proximité immédiate de la surface photo 2 active 6 se dispose la jonction p-n . Il est préférable de choisir l'angle ss inférieur à 30O. Une telle construction du générateur est la plus commode lorsque le flux de rayonnement 7 est caractérisé par une répartition concentrique de la puissance avec la den- sité de rayonnement maximale au centre se trouvant sur l'axe 18. A proximité de l'axe 18, la valeur de la résistance répartie dans la région d'inversion 4 est tout à fait négligeable en devenant de plus en plus grande avec l'éloignement de l'axe 18. En même temps, la concentration du flux de rayonnement 7 faiblit et, respectivement, devient plus grande la valeur admissible de la résistance répartie. Cette variante du générateur, par rapport aux générateurs représentés sur les figures 1 à 10, a un rendement plus haut à une haute intensité du flux de rayonnement ayant une répartition concentrique de la puissance parce que la surface photo-active forme une figure concentrique coaxiale au flux de rayonnement. Sur les figures 14, 15 est représenté un générateur constitué par des convertisseurs photo-électriques 1 réalisés sous la forme des parallélépipèdes obliques avec gradins 10' à angle a aigu au sommet. Les convertisseurs photo-électriques 1 ont don 2 côté la jonction p-n et de l'autre côté, la jonction isotype 5. Les arêtes 19 des gradins lOt ont un revêtement miroitant 20 réa lisé, par exemple, en aluminium La largeur "a" de la surface photo-active 6 des gradins 108 non recouverte de revêtement 20 n'est pas supérieure au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base 3. Il est utile que l'angle a ne dépasse pas 300. Le flux de rayonnement 7 qui tombe sur le miroir 20 est réfléchi vers les surfaces photo-actives des gradins voisins 10'. Le coefficient de réflexion est de 40 à 95% en fonction de l'angle d'incidence du rayonnement 7. Lors de la réflexion, on observe une absorption prioritaire du flux de rayonnement 7 dans les régions adjacentes aux contacts capteurs de courant 8 et 9.Il stenosuit une réduction des pertes de puis#sance dues à la résistance répartie et un accroissement de la probabilité d'accumulation des porteurs de 2 charge minoritaire près de la jonction p-n2, la distance jusqu a laquelle est inférieure au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaire dans la région de base 3. Une telle exécution du générateur permet, par comparaison avec le générateur représenté sur les figures 1, 2, de réduire les pertes dues à la réflexion à l'éclairage du générateur par un fluide rayonnement 7 isotrope, ainsi que d'élever le rendement du générateur même en cas d'une haute intensité du flux de rayonnement. La variante du générateur représenté sur les figures 16,17 est constituée des convertisseurs photo-électriques 1 réalisés sous la forme de figures semblables, polygones, dans notre cas trapèzes isocèles, disposées l'une après l'autre dans l'ordre de décroissance de leurs dimensions, de façon à former une structure en gradins de la surface photo-active 6. Le générateur comporte six sections disposées d'une façon symétrique autour d'un centre commun des sections 21, chaque'sec tion étant constituée des convertisseurs photo-électriques l mis en série. Les sections 21 sont fixées l'une à l'autre par des couches diélectriques 22. L'aire de la surface photo-active 6 des convertisseurs photo-électriques 1 croît graduellement avec l'éloignement du centre du générateur grâce à l'augmentation de la longueur des gradins 10. Ceci permet de réduire les pertes de puissance à l'éclairage du générateur par un flux de rayonnement 7 de section ronde avec la concentration maximale de l'énergie rayonnée à proximité du centre. Un tel générateur, si on le compare avec le générateur représenté sur les figures Il à 13, permet obtenir une densité de la tension par unité de surface dix fois plus grande. Sur les figures 18, 19 est représenté un générateur constitué des convertisseurs photo-électriques sous la forme de disques semblables. Dans ce cas, la surface photo-active 6 est formée des gradins circulaires 10. L'aire de chaque gradin 10 correspond à la valeur de la concentration du flux de rayonnement 7 incident; le flux ayant une section ronde. Une telle exécution du générateur permet de réduire la résistance répartie et d'élargir la gamme d'écla#rement pour lesquelles est gardée la dépendance linéaire entre le courant et la puissance d'une part et l'intensité du flux de rayonnement7d'autre part. Sur la figure 20 est représenté un générateur constitué des convertisseurs photo-électriques 1 sous la forme d'anneaux semblables disposés dans l'ordre de décroissance de leurs di,T.en- sions. La surface photo-active 6 se présente, dans ce cas, comme un évidement en gradins. A la base du générateur se dispose un convertisseur photo-électrique 1 sous la forme de disque. Un tel générateur, à la différence au générateur représenté sur les figures 18, 19 est caractérisé par un haut rendement à l'éclairage par un flux de rayonnement 7 de section ronce parce que la surface photo-active 6 ne se trouve pas obscurcie par des contacts capteurs de courant 8, 9 et la géométrie des radins 10 assure une totale accumulation des porteurs de charge géneres aii- si que des faibles pertes de puissance dues à la résistance série du générateur Pour la plupart des types de générateurs, objets de l'invention, les contacts capteurs de courant n'occupent que 1; au maximum de l'aire de la surface photo-active.Avec l'augmentation du nombre de convertisseurs photo-électriques dans une unité de volume du générateur, les dimensions des gradins diminuent, ce qui entraîne la réduction de la résistance série, le coefficient d'accumulation des porteurs de charge générés croit, le coefficient de réflexion diminue, la résistance aux radiations du gén=- nérateur stélève, la gemme d'intensité du rayonnement, G laquelle la dépendance linéaire entre le courant et la puissance, d'une part, et l'#cIairement,d'autre part, se trouve gardée s'élargit Le générateur représenté sur les figures 1, 2 a une photosensibilité bilatérale avec rendements approximativement égaux et peut être utilisé pour la fabrication des piles solaires HT éclai- rées de deux côtés. Les générateurs de forme concentrique représentés sur les figures 11, 12, 13 16, 17, 18, 19, 20 sont caractérisés par un haut rendement lors d'une utilisation avec des concentrateurs optiques réalisés sous la forme de corps de révolution, et de plus, ils peuvent servir d'éléments sensibles au changement des coordonnées dans les systèmes d'orientation. Sur les figures 21, 22, 23, 24 sont représentés des stades principaux successifs de la fabrication du générateur photo-électrique à semi-conducteurs du type représenté sur les figures 1,2. Le procédé, conformément à l'invention, contient les stades suivants. Des lames à semi-conducteurs métallisées d'origine 23 (fig. 2 avec jonction p-n disposée le long d'un côté de ces lames 23, sont assemblées en colonne comme représenté sur la figure 22. Les lames 23 sont mises en série dans la colonne à l'aide des contacts collecteurs de courant â, 9 afin de former une structure monolithe par soudage avec de la brasure tendre en serrant en même temps la colonne afin d'éliminer l'excès de la brasure. Puis, la colonne est coupée suivant les plans 24 inclinés par rapport au plan des plaques 23 de façon à obtenir des matrices séparées. #Ensuite, les matrices sont Immergées dans un bain 25 (fig. 23) rempli de liquide à haut point d'ébullition, que l'on porte, à l'aide d'un élement chauffant 26, à la température de fusion de la brasure. Après cette opération, on applique un effort dans le sens indiqué par des flèches 27 sur la figure 23; par conséquent, les éléments de la matrice se déplacent l'un par rapport à l'autre suivant les couches de la brasure conformément au profil d'une butée à gradins 28 fixée au fond du bain 25. Après le refroidissement, on obtient une structure matricielle représentée sur la figure 24 constituée par les convertisseurs photo-électriques 1 décalés l'un par rapport à l'autre suivant les plans de connexion 17 et présentant une couche métallique La sur la surface des gradins 10. Enfin la fabrication du générateur se termine par attaque chimique de la couche métallique 29 pour nettoyer totalement la surface du semi-conducteur et par déposition d'une couche antiréfléchissante sur la surface des gradins 10. Un tel procédé de fabrication du générateur avec surface photo-active en gradins permet de traiter durant un cycle une mul titube de convertisseurs photo-électriques formant un générateur en réduisant au-maximum le travail manuel ce qui simplifie notablement la technologie de fabrication des générateurs et élève la productivité de travail. Le procédé permet de fabriquer les générateurs avec surface photo-active en gradins sur un, deux, trois ou quatre côtés du générateur en choisissant la forme des gradins qui assure le rendement maximal. Afin de mieux comprendre l'essence du présent procédé, on indique ci-après une description d'un exemple concret de sa réalisation. On se propose de fabriquer un générateur du type représente sur les figures 1,2. Les lames de silicium ayant une conduction initiale du type p sont soumises au polissage chimico-mécanique afin d'éliminer la couche détériorée#superficielle, ensuite, on obtient une structure de diode par introduction de deux côtés opposés de la lame des dopages accepteurs et dormeurs par voie d'une diffusion simultanée à la profondeur de 0,1 à 0,5/u, Après le dopage, les plaques sont recouvertes d'une couche métallique pleine par déposition sous-vide. Les plaques de silicium recouvertes de deux côtés de métal sont soudées entre elles à l'aide d'une brasure tendre afin de former une colonne en serrant en même temps la colonne afin d'éliminer l'excès de la brasure. Ensuite, on coupe la colonne en matrices sous un certain angle par rapport auxplans des jonctions p-n. Les matrices obtenues sont portées dans un bain jusqu'à la tPmpéroture de fusion de la brasure, ensuite, on décale les céments de la matrice (convertisseurs photo-él-ctriques) l'un par rapport à l'autre suivant la couche de la brasure jusqu'à la formation d'une structure en gradins avec largeur "a" des gradins égale au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritai- res dans la région de base conformément aux figures 1,2. Après cela, la structure en gradins est soumise à l'attaque chimique afin d'enlever la couche superficielle endommagée du semi-conducteur et les contacts métalliques de la surface des gradins, en meme temps, on élimine les shunts et on augmente la photo-activité de la surface éclairée Enfin, on soude des prls ses de courant aux contacts capteurs de courant 8,9 extrêmes Le rendement de ce générateur atteint 10% environ pour une puissance du flux lumineux dépassant 100 W/cm Afin de fabriquer un générateur photo-électrique à semi conducteurs représenté sur la figure 3, on réalise les mêmes opé rations, macis, avant de réaliser l'attaque chimique, les contacts métallIques suivant le périmètre des gradins 10 sont recouverts de film résistant à la substance utilisée pour l'attaque chimique en créant ainsi les contacts capteurs de courant 11 supplémentaires. Le guide de lumière 12 est fabriqué en bandes minces de verre, formant #les ~déments conducteurs de lumière 13, dont un bout est collé à la surface photo-active 6, alors que les bouts opposés sont réunis en un paquet pour former la surface réceptrice 14. On soumet le verre o un traitement chimique pour-obtenir un indice de réfraction plus bas dans la couche voisine à celle superficielle. Afin de fabriquer le générateur représenté sur les figures 4, 5, 6, on réalise les mêmes opérations qu'à la fabrication du générateur représenté sur les figures 1, 2, mais, avant de créer une structure de diode, les lames de silicium, avec orientation de la surface suivant (100), sont soumises d'un côté à une attaque anisotrope dans une solution alcaline ce qui aboutit à la formation des sillons 15 sur la surface, le sens et le pas desdits sillons étant déterminés aupréalable par une couche mince déposée de matériau photorésistant chimicuement stable. Une autre différence réside dans le fait que les lames de silicium sont assemblées en une colonne de façon à rendre parallèves les sillons 15 de toutes les lames, tandis que le plan 24 de coupage de la colonne en matrices est perpendiculaire aux sil lons 15. Afin de fabriquer le générateur représenté sur la figure 7, on réalise les mêmes opérations qu'à la fabrication du générateur représenté sur les figures 1, 2, mais, après l'attaque chimique des contacts, on réalise l'attaque chimique du silicium sur la surface en gradins abritant la jonction isotype 5 jusqu'à amener ltépaisseur de la région de base 3' sur la surface photoactive 6 des convertisseurs photo-électriques 1,à une valeur de 10 à 301u Afin de fabriquer le générateur représenté sur les figures 8, 9, 10 on réalise les mêmes opérations qu'à la fabrication du générateur représenté sur les figures 1, 2, mais on découpe de la colonne les matrices avec éléments carrés et on fait le décalage suivant la couche de brasure simultanément dans deux directions réciproquement perpendiculaires Afin de fabriquer le générateur représenté sur les figures Ilr 12, 13, on réalise les mêmes opérations qu'à la fabrication du générateur représenté sur les figures 1, 2, mais après le cou paae de la matrice de tous les côtés pour éliminer les shunts, on tourne les convertisseurs photo-électriques 1 suivant les plans de connexion 17 d'un angle p autour de l'axe 18. Afin de fabriquer le générateur représenté sur les figures 14, 15, on réalise les mêmes opérations qu'à la fabrication du générateur représenté sur les figures 1, 2, mais les colonnes sont coupées en matrices sous un angle plus aigu au plan des jonctions 2 p-n , la surface de coupure est pliée et ensuite, on dépose sous vide, sous un angle, sur les arêtes des gradinsnun revêtement d'aluminium miroitant ayant une épaisseur de 0,05,Ai environ. Afin de fabriquer le générateur représenté sur les figures 16, 17, on réalise les mêmes opérations qu'à la fabrication du générateur représenté sur les figures 1, 2, en découpant six sectiens trapézoidales. Ensuite, les sections sont réunIes à l'aide de la couche diélectrique 22 en un générateur de forme hexagonale. Afin de fabriquer le générateur représenté sur les figures 18, 19, on découpe des lames de silicium à structure de diode et on découpe,à la surface métallisée, les disques de diamètre décroissant Ensuite, on assemble les disques en une colonne à l'aide de la brasure, en les serrant pour éliminer l'excès de la bra sure Puis, on recouvre, d'un film chimiquement stable, les contacts capteurs de courant sur les disques extrêmes et on élimine les contacts métalliques de la surface des gradins 10 par attaque chimique. Afin de fabriquer le génerateur représenté sur la figure20, on découpe des lames de silicium à structure de diode et à surface métallisée, on découpe les anneaux de diamètre différent, et on découpe un disque dont le diamètre est supérieur à celui des anneaux. On assemble par soudage les anneaux en une colonne coaxiale en-les plaçant sur le disque dans l'ordre de décroissance de leurs diamètres, l'excès de la brasure est éliminé par seraaae, On recouvre de vernis chimiquement stable les contacts capteurs de courant sur les convertisseurs -photo-él-ectriques extrêmes et on élimine par attaque chimique les contacts métalliques de la surface des gradins 10 et de la partie centrale du convertisseur photo-électrique en disque -REVENDICATIONS - 1.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs comportant plusieurs convertisseurs photo-électriques mis en série par leurs surfaces opposées au moyen de contacts capteurs de courant pour former une structure monolithe et ayant chacun une jonction p-n entre des régions de base et d'inversion, caractérisé en ce que la surface photo-active du générateur est réalisée en gradins, l'aire de chaque gradin étant inversement proportionnelle à la puissance du flux de rayonnement incident sur ce gradin, la largeur de chaque gradin étant approximativement égale ou inférieure au parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base. Générateur photo-électrique à semi-conducteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un contact collecteur de courant supplémentaire est réalisé suivant le périmètre de chaque gradin. 3.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces des gradins portent des sillons parallèles transversaux dont les sommets entre creux se trouvent à une distance l'un de l'autre qui ne dépasse pas le parcours des porteurs de charge minoritaires dans la région de base, alors que la jonction p-n suit le relief de la surface des gradins. 4.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs s#lon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de la région de base des convertisseurs photo-électriques du côté de la surface photo-active est inférieure du parcours de diffusion des porteurs de charge minoritaires dans la région de base. 5.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs, selon l'une quelconque- des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les convertisseurs photo-électriques sont décalés l'un par rapport à 1'autre dans le plan de connexion afin de former ladite structure en gradins. 6.- Procédé de fabrication des générateurs photo-électriques à semi-conducteurs selon la revendication 5, qui consiste en ce que les lames à semi-conducteurs métallisées avec jonction p-n le long d'une surface de la lame sont assemblées en une colonne,puis sont soudées l'une à l'autre sous une pression afin de supprimer l'excès de la brasure et enfin sont coupées sous un angle au plan des lames pour obtenir des matrices, caractérisé en ce que les matrices sont portées à la température de fusion de la brasure, et qu'ensuite, les éléments d'une matrice sont décalés l'un par rapport à l'autre suivant la couche de la brasure afin de former une structure en gradins, et qu'enfin, la couche métallique est éliminée de la surface des gradins par attaque chimique. 7.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs1 selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les convertisseurs photo-électriques sont tournés d'un certain angle l'un par rapport à l'autre autourd'un axe traversant les plans de leur connexion de façon à former ladite structure en gradins. 8.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs selon la revendication 5, dans lequel les convertisseurs photo-électriques sont des parallélépipèdes obliques, caractérisé en ce que les arêtes des gradins sont à angle aigu et sont recouvertes d'un revêtement miroitant. 9.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les convertisseurs se présentent sous la forme de figures semblables et se disposent l'un après l'autre dans l'ordre de décroissance de leurs dimensions en formant ladite structure à gradins. 10.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs selon la revendication 9, caractérisé en ce que les figures semblables sont des polygones réguliers. Générateur photo-électrique à semi-conducteurs selon la revendication 9, caractérisé en ce que les figures semblables sont des disques. 1o.- Générateur photo-électrique à semi-conducteurs, selon la revendication 9-, caractérisé en ce que les figures semblables sont des anneaux.