Brevet FR2452181A1 — publié le 19801017

L'invention concerne une cellule solaire, comportant une face avant, destinée à être exposée au rayonnement solaire, et munie d'un contact pour collecter les porteurs de charges créés par l'absorption du rayonnement, et une face arrière, munie d'une couche, pour réaliser un contact ohmique entre le circuit extérieur et le dispositif semiconducteur constituant la cellule solaire. D'une manière très générale, les cellules solaires courantes actuellement sur le marché, sont constituées d'une 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, normalement destinée à être exposée au rayonnement solaire, et à réaliser une jonction N/P à faible profondeur, Sur cette couche mince diffusée, on réalise un contacttLt#ne-palladium-argent, sous la forme d'une grille collectrice, qui peut prendre plusieurs formes géométriques déterminées, telles que réseau orthogonal, peigne... et sur la face arrière de type P, on déposait usuellement par évaporation, une couche métallique uniforme de 1 à 5 microns d'épaisseur. Un premier perfectionnement. a été obtenu dans les méthodes de dépôt, de contact, que l'on réalise maintenant par sérigraphie des couches tant sur la face avant, que sur la face arrière, et l'on citera pour exemple, une demande de brevet antérieure, déposée par la Demanderesse, le 21 Avril 1976, sous le NO 76 11 653, et qui décrit la réalisation des contacts, au moyen de pâtes sérigraphiables. Mais, jusqu'à ce jour, le dépôt sur la face arrière était effectué au moyen d'une couche épaisse complète, alors que l'utilisation de pâtes à l'argent, présente un coût non négligeable car l'épaisseur du dépôt ainsi réalisé est comprise entre 10 et 20 microns. Il semblait évident pour l'homme de l'art que pour réaliser un bon contact ohmique, présentant une faible résistance série, il était nécessaire de recouvrir totalement la face arrière. Le but de la présente invention est de réaliser un contact aussi performant sur la face arrière, tout en utilisant une moins grande quantité de pâte sérigraphiable. Pour ce faire, conformément à l'invention, la cellule solaire est remarquable en ce que la face arrière est munie d'une couche, réalisée sous la forme d'une grille. Cette solution présente l'avantage de réduire le taux de couverture de la face arrière, donc le coût global de la cellule solaire, tout en conservant de bonnes propriétés électriques. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre comment l'invention se réalise. La figure 1 est une vue en coupe, d'une cellule solaire selon l'invention, et la figure 2, une vue par-dessous, de cette même cellule. La cellule solaire telle que décriteen référence à la figure 1, comprend un matériau semiconducteur 1, généralement du silicium P, sur la face avant duquel ont été diffusées des impuretés donatrices de manière à obtenir une jonction N/P représentée en traits pointillés, à une faible profondeur, de l'ordre de 0,5 micron pour une épaisseur du matériau semiconducteur de l'ordre de 300 microns t un peigne collecteur 2 a été déposé par sérigraphie surla face avant, ainsi qu'éventuellement une couche anti-reflet, pour diminuer les pertes par réflexion.Sur la face arrière, on dépose une couche 3 destinée à assurer un contact ohmique, de faible résistance série, entre le circuit extérieur que l'on a représenté pour simplifier par une résistance symbolique, et le matériau semiconducteur, constituant à proprement dit la cellule solaire. Conformément à la présente invention, cette couche sur la face arrière est déposée sous la forme d'une grille 3', ainsi que représentée à la figure 2. Le taux de couverture de cette grille peut être compris globalement entre 10 % et 50 %, étant bien entendu que le choix tient compte des performances globales de la photopile et est donc fonction de la qualité du matériau de contact sur le semiconducteur. Le matériau constituant ladite grille résulte de la cuisson d'une pâte sérigr##hi'bIe à base d'argent, déposée à travers un écran de sérigraphie représentant le motif d'impression désirée, par exemple, le matériau décrit dans la demande de brevet précitée, sans que cela puisse apporter une quelconque limitation, l'invention ne s'intéressant qu'à la géométrie du contact arrière et non à sa composition. De plus, des plots de contact 4, permettant la soudure des connexions entre cellules, ont été réalisés, soit au cours de la même étape de sérigraphie, avec la même pâte, soit au cours d'une sérigraphie ultérieure, avec une pâte différente. Selon une réalisation expérimentale de l'invention, la Demanderesse a déposé la grille sous la forme d'un réseau orthogonal de lignes, sur la face arrière d'une cellule (de diamètre PI 10 cm), la largeur des lignes étant choisie entre 200 et 400 microns, et l'espacement entre lignes étant choisi entre 4 mm et 800 microns, de manière à obtenir un taux de couverture entre 10 % et 50 %. Les diverses cellules ainsi réalisées, avec des plots de contact (de diamètre 7 mm) se sont montrées aussi performantes que les cellules réalisées selon l'art antérieur, la résistance série globale de telles cellules étant de l'ordre de 30 m#. Un autre avantage secondaire, mais non négligeable, que le coût réduit des cellules, provient de ce que le rayonnement infrarouge qui n'a pas été absorbé par ladite cellule, traverse les mailles de l'écran métallique de la face arrière, ce qui procure une température de fonctionnement plus basse, et zinc une certaine amélioration, tant du comportement électrique, que de la fiabilité globale de ladite cellule. Il est bien évident pour l'homme de l'art que toute variante non essentiellement différente dans la géométrie de la grille ou dans son taux de couverture, entre dans le c#adre de la présente invention, telle que définie par les revendications ciannexées. REVENDICATIONS : 1. Cellule solaire, comportant une face avant, destinée à être exposée au rayonnement solaire, et munie d'un contact pour collecter les porteurs de charges créés par l'absorption du rayonnement, et une face arrière, munie d'une couche, pour réaliser un contact ohmique entre le circuit extérieur et le dispositif semiconducteur constituant la cellule solaire, caractérisée en ce que ladite face arrière est munie d'une couche, réalisée sous la forme d'une grille. 2. Cellule solaire, selon la revendication 1, caractérisée en ce que le taux de couverture de ladite grille est compris entre 10 et 50 %. 3. Cellule solaire au silicium, selon lalevendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la grille est réalisée en un matériau actif à base d'argent, obtenue par dépôt, puis cuisson , d'une couche sérigraphiable.