Brevet FR3039707A1 — publié le 20170203

La présente invention concerne un procédé de fabrication de dispositifs hybrides, comprenant au moins une cellule photovoltaïque et une diode by-pass, destinés à des applications dans le domaine photovoltaïque notamment pour la fabrication de modules photovoltaïques. Selon un deuxième aspect, l'invention 5 concerne le dispositif hybride pouvant être obtenu par ledit procédé de fabrication. Un module photovoltaïque (ou photovoltaïque) est un ensemble de cellules photovoltaïque reliées les unes aux autres par un montage en série. La majorité des modules commercialisés comprennent une soixantaine de cellules de taille 156 mm x156 mm et fournissent une puissance d'environ 270 W. Le module 10 remplit aussi la fonction de protection des cellules du milieu extérieur car elles sont encapsulées dans une résine transparente qui est elle-même prise en sandwich entre deux plaques de verre ou une plaque de verre et une plaque de polymère lors d'une étape de lamination qui finalise la fabrication du module. Malgré cette protection, les performances d'un module peuvent être tout de même atténuées par deux 15 phénomènes : l'ombrage d'une partie du panneau photovoltaïque et/ou la défaillance technique d'une ou plusieurs cellules. Afin de limiter ces problèmes, une mesure corrective consiste à relier en parallèle un réseau de cellules du module à une diode de dérivation, communément appelée diode by-pass, en polarité inversée, pour court-circuiter un réseau défaillant 20 du module comportant généralement trois réseaux. Ainsi, quand une cellule produit un plus faible courant qu'habituellement, dû aux effets d'ombrage ou à des défaillances, la diode by-pass propose une alternative au réseau de cellules, car présentant une plus faible résistance électrique. La diode by-pass permet alors soit d'éviter un échauffement de la cellule et son endommagement, du fait d'un retour de 25 courant dans le sens contraire du dipôle, soit une perte de puissance produite par le module, les cellules reliées en série produisant un courant de même intensité que la cellule ombragée. Ceci permet d'atténuer la perte de performance du module. Toutefois, cette configuration pause les problèmes suivants : - Dans la configuration actuelle (trois réseaux par module), chaque fois 30 qu'une cellule d'un réseau est ombrée ou partiellement endommagée, le module perd un tiers de sa puissance par le disfonctionnement de l'un des trois réseaux. - Les diodes by-pass sont fabriquées séparément et proposées par des fournisseurs globaux de composants électroniques, o Les diodes by-pass ne sont pas forcément garanties pour les 35 contraintes spécifiques au module photovoltaïque, d'où un risque de manque de robustesse. 3039707 2 o C'est un article supplémentaire dans la nomenclature avec toute la complexité logistique associée. o Ce sont des éléments extérieurs à la fabrication des dispositifs photovoltaïque qui sont ajoutés au moment du montage du module par connexion en polarité opposée à un réseau de cellules. Ceci nécessite une étape spécifique pour souder ces diodes dans la boite de jonction. Un des buts de la présente invention est de pallier un ou plusieurs de ces inconvénients. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication de dispositifs hybrides destinés à des applications photovoltaïques, le procédé 10 comprenant les étapes de : a) Fournir au moins un premier substrat destiné à former une cellule photovoltaïque, b) Fournir un deuxième substrat destiné à former une diode by-pass, c) Former une portion intercalaire s'étendant au moins partiellement entre l'au 15 moins un premier substrat et le deuxième substrat, la portion intercalaire étant configurée de sorte à au moins isoler partiellement et électriquement l'au moins un premier substrat du deuxième substrat, d) Former une première couche d'émetteur et une couche BSF respectivement de part et d'autre de l'au moins un premier substrat, 20 e) Former une couche de base et une deuxième couche d'émetteur respectivement de part et d'autre du deuxième substrat, f) Former un premier contact métallique sur la première couche d'émetteur et former un deuxième contact métallique sur la couche BSF de sorte à obtenir la cellule photovoltaïque, et 25 g) Former un troisième contact métallique sur la deuxième couche d'émetteur et former un quatrième contact métallique sur la couche de base de sorte à obtenir la diode by-pass, et h) Former une connexion électrique entre le quatrième contact métallique et le premier contact métallique et relier en parallèle la diode by-pass et la cellule 30 photovoltaïque. Ainsi, ce procédé permet la fabrication d'un dispositif hybride, comprenant une cellule photovoltaïque et une diode by-pass sur un même support. Ceci permet de faciliter l'intégration de diodes by-pass dans un module photovoltaïque. Il est alors avantageux de diviser le module en un nombre plus 35 importants de réseaux comportant des cellules photovoltaïques et une diode by-pass, reliés en parallèles. Ce dispositif est opérationnel après les opérations de connexion 3039707 3 conventionnelle effectuées lors du montage d'un module photovoltaïque. La fabrication de ce dispositif se déroule sans aucune étape supplémentaire par comparaison à la fabrication classique d'une cellule photovoltaïque utilisée dans des dispositifs à homojonction mono-faciale. Ceci est rendu possible grâce à l'utilisation 5 de substrats délimités par une portion intercalaire isolante permettant d'éviter les courants de fuite, réalisée durant l'étape de fabrication du dispositif hybride. De plus, ce dispositif hybride évite le sacrifice d'une partie de la première surface illuminée de la cellule photovoltaïque de sorte que l'intensité du courant produit par une cellule est maximisée. La cellule photovoltaïque formée par le procédé est avantageusement reliée à des cellules photovoltaïques afin de constituer un réseau de cellules reliées en série dans un module photovoltaïque. La diode by-pass formée par le procédé est alors reliée en parallèle au réseau. Ce type d'intégration de la diode by-pass permet une utilisation plus importante pour un même nombre de cellules dans un module photovoltaïque, rendant les modules plus robustes et tolérants aux ombrages et aux défaillances. Ceci permet de réduire le nombre de cellules par réseau tout en conservant un nombre identique de cellules dans un module, et ainsi de limiter les pertes de puissance en cas d'ombrage ou de défaillance d'une cellule. Par convention, on désigne la première surface du premier substrat la 20 face qui est prévue pour être illuminée par la lumière. Par l'expression diode by-pass, on entend dans le présent document une diode anti-retour, connectée en parallèle à un circuit électrique de sorte à permettre un court-circuit de ce dernier en cas de tension inverse. Par l'expression « couche d'émetteur » on entend dans le présent 25 document une couche de type de conductivité identique à celui du substrat. L'expression « couche de base » se rapporte à une couche de type de conductivité opposé à celui du substrat dans le présent document. L'expression « BSF » provient de l'acronyme anglo-saxon 'Back Surface Field'. 30 Il est entendu dans le présent document que l'expression « au moins isoler partiellement » signifie que l'isolation fournie peut être partielle du fait que le matériau de la portion intercalaire n'est pas un isolant mais un matériau aux propriétés de conduction électriques inférieures à celles du premier substrat et du deuxième substrat, tel que pour un matériau semiconducteur non dopé. Selon un 35 autre cas de figure, l'isolation fournie est partielle pour des raisons spatiales, du fait 3039707 4 par exemple qu'une partie du premier substrat est en contact direct avec une partie du deuxième substrat, en l'absence de portion intercalaire entre ces parties. De préférence, le premier contact métallique, le second contact métallique, le troisième contact métallique et le quatrième contact métallique sont 5 formés par sérigraphie. Il est également entendu que les étapes a) et h) de ce procédé ne sont pas obligatoirement réalisées en suivant l'ordre alphabétique. Selon une disposition, l'étape c) est réalisée après l'une des étapes parmi l'étape d), l'étape e), l'étape f), et l'étape g). Ainsi, la réalisation de l'intégration de la 10 diode by-pass peut être réalisée à tout moment dans la chaine de fabrication de réseaux de module photovoltaïque, à partir de substrats bruts comme à partir de substrat plus ou moins fonctionnalisés jusqu'à des substrats transformés en cellule ou diode. De même, la formation des couches de base, d'émetteur sur le premier 15 substrat selon les étapes d) et e) peuvent être décalées dans le temps. Par ailleurs, des étapes complémentaires peuvent être introduites entre chacune des étapes a) à h). Par exemple, selon une possibilité, le procédé comprend avant l'étape f), une étape de formation d'une couche antireflet sur le premier substrat. Pour des mesures de simplification du procédé cette étape peut également comprendre la formation d'une couche antireflet sur le deuxième substrat Avantageusement, le procédé comprend avant l'étape f) une étape de formation d'une couche de passivation sur le premier substrat et sur le deuxième substrat. De préférence, le premier substrat et le deuxième substrat sont formés en un matériau semi conducteur dopé de type n ou de type p, de préférence le matériau semi conducteur est choisi parmi des alliages d'éléments des colonnes III et V comprenant du GaN et un élément ou des alliages d'éléments des colonnes IV et de préférence encore, le matériau semi conducteur est du silicium et de préférence du silicium cristallin. Ces matériaux ont en effet une bande interdite particulièrement adaptée pour fournir du courant à partir de la lumière. Selon une disposition, le premier substrat et/ou le deuxième substrat sont formées par une hétérostructure de matériaux semi-conducteurs de natures différentes. Avantageusement, la formation de la première couche d'émetteur est 35 réalisée de façon concomitante à la formation de la deuxième couche d'émetteur. Cette configuration réduit les temps de cycle du procédé de fabrication. 3039707 5 Pour la même raison, la formation de la couche BSF est réalisée de façon concomitante à la formation de la couche de base. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend avant l'étape a) une étape I) de fourniture d'une plaquette, 5 et dans lequel les étapes a) et b) comprennent la formation d'une tranchée dans la plaquette de sorte à délimiter au moins en partie l'au moins un premier substrat (1) et le deuxième substrat, et dans lequel l'étape c) de formation de la portion intercalaire comprend la formation d'une couche d'isolation électrique sur les parois de la tranchée de sorte à 10 au moins isoler partiellement et électriquement l'au moins un premier substrat du deuxième substrat. Selon ce mode de réalisation, les étapes a) et b) sont réalisées par l'étape consistant à fournir une plaquette comprenant le premier substrat et le deuxième substrat. Ces derniers sont ensuite partiellement délimités par la formation de la 15 tranchée, cette dernière ne séparant pas les deux substrats sur la totalité de leur épaisseur. Ainsi, la portion intercalaire isole partiellement les deux substrats car une partie de ceux-ci restent en contact direct. La tranchée est formée de préférence à partir de la surface de la plaquette qui est destinée à recevoir la lumière. 20 Selon une possibilité, la tranchée est formée par une irradiation laser de la surface de la plaquette. Typiquement, la formation de la couche d'isolation électrique comprend le dépôt d'une couche de SiOx par PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). 25 Selon un autre mode de réalisation, le procédé comprend avant l'étape a) la réalisation d'une étape m) de fourniture d'une plaquette de silicium de type p, et dans lequel les étapes a) et b) comprennent la formation d'une zone de dopage compensée dans la plaquette de sorte à délimiter l'au moins un premier substrat et le deuxième substrat, la zone de dopage compensée formant la portion intercalaire de 30 l'étape c). Dans ce mode de réalisation, la zone de dopage compensée dans la plaquette de silicium définit au moins en partie une surface latérale primaire du premier substrat et une surface latérale secondaire du deuxième substrat. De préférence, la zone de dopage compensée délimite totalement le premier substrat et le deuxième substrat en définissant totalement la surface latérale primaire et la surface latérale secondaire. Ainsi la portion intercalaire s'étend sur la 3039707 6 totalité de la surface latérale primaire et la totalité de la surface latérale secondaire de sorte à éviter les courants de fuite. Selon une possibilité, la formation de la zone de dopage compensée est réalisée par les étapes d'application d'un traitement thermique à l'ensemble de la 5 plaquette de sorte à activer des donneurs thermiques jusqu'à l'obtention d'une plaquette de silicium de type n, et d'irradiation locale par laser d'une partie de la plaquette de sorte à former la zone de dopage compensée. Le traitement thermique ou recuit d'activation est réalisé à 450°C et pendant 15 à 300 minutes suivant la concentration initiale en dopant du matériau. 10 De préférence, la portion intercalaire ou zone de dopage compensée formée par cette variante de réalisation est configurée pour définir la totalité de la surface latérale primaire et de la surface latérale secondaire, de sorte à fournir une isolation électrique du premier substrat et du deuxième substrat sur toute leur épaisseur. Le premier substrat ne conserve pas de contact avec le deuxième substrat. 15 Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, l'étape c) de formation de la portion intercalaire comprend la formation d'au moins une couche d'isolation électrique entre l'au moins un premier substrat et le deuxième substrat, la couche d'isolation électrique recouvrant une surface latérale primaire de l'au moins un premier substrat et une surface latérale secondaire du deuxième substrat, l'au 20 moins un premier substrat et le deuxième substrat étant assemblés par l'intermédiaire de la couche d'isolation électrique. Dans cette configuration, le premier substrat et le deuxième substrat tels que fournis aux étapes a) et b) sont initialement distincts puis assemblés par l'au moins une couche d'isolation électrique. 25 De préférence, la couche d'isolation électrique recouvre la totalité de la surface latérale du premier substrat et du deuxième substrat de sorte à totalement isoler le premier substrat du deuxième substrat. Selon une possibilité, la au moins une couche d'isolation électrique est formée à partir d'oxyde de silicium, tels que le SiOx ou le Si02, ou à partir d'une 30 poudre d'oxyde de Ti02, d'Al203, de ZnO, d'un mélange de ces poudres d'oxyde, ou d'un mélange de ces poudres d'oxyde avec au moins un liant organique et /ou inorganique. Selon une possibilité, l'étape c) de formation de la portion intercalaire comprend : 3039707 7 - le dépôt de couches d'isolation électrique respectivement sur la surface latérale primaire de l'au moins un premier substrat et sur la surface latérale secondaire du deuxième substrat, et - la formation d'une couche de conduction électrique entre les couches 5 d'isolation électrique de sorte à assembler l'au moins premier substrat et le deuxième substrat, l'étape f) comprend la formation d'un premier contact métallique configuré pour relier électriquement la première couche d'émetteur et la couche de conduction électrique, 10 l'étape g) comprend la formation d'un quatrième contact métallique configuré pour relier électriquement la couche de base et la couche de conduction électrique, et la formation de la connexion électrique entre la diode by-pass et la cellule photovoltaïque selon l'étape h) étant réalisée par l'intermédiaire de la couche de conduction électrique. 15 Dans cette configuration, l'au moins un premier substrat et le deuxième substrat initialement distincts sont électriquement isolés l'un de l'autre et assemblé l'un avec l'autre par un ensemble comprenant deux couches d'isolation électrique entre lesquelles une couche de conduction est formée verticalement. Ainsi, lors du montage d'un module photovoltaïque, la connexion en parallèle de la diode by-pass 20 au réseau comprenant les cellules photovoltaïques reliées en série est réalisée par la couche de conduction électrique. Cette configuration permet d'éviter une étape de connexion filaire additionnelle entre la diode by-pass et la première cellule photovoltaïque du réseau. Selon une possibilité, le premier contact métallique est disposé au 25 contact de la première couche d'émetteur et de la couche de conduction électrique. Selon une disposition, le quatrième contact métallique est disposé au contact de la couche de base et la couche de conduction électrique. Selon une possibilité, la formation de la couche de conduction électrique comprend, avant l'étape f), les étapes de : 30 - formation d'une couche de silicium sur l'au moins une couche d'isolation électrique, - formation d'une couche métallique sur au moins une des couches de silicium, le métal étant notamment choisi pour former un eutectique avec le silicium, tel que l'aluminium, l'argent, l'or, du platine, du baryum, du cuivre ou un alliage de ces 35 métaux, - mise en contact des couches métalliques deux à deux, et 3039707 8 - application d'un traitement thermique à une température comprise entre la température de formation d'un eutectique entre le silicium et ledit métal et 900°C. Ainsi une couche de conduction électrique est obtenue entre le premier 5 substrat et le deuxième substrat. Par ailleurs, les conditions utilisées sont favorables à l'obtention de la diffusion du silicium dans le métal de sorte à obtenir après refroidissement, un assemblage de substrats collés entre eux par l'intermédiaire d'un empilement formé d'une couche d'isolation électrique, par exemple d'oxyde thermique SiOx, d'une couche résiduelle de silicium, d'une couche d'un alliage Si- 10 métal, d'une couche résiduelle de métal, d'une couche de l'alliage Si-métal, d'une couche résiduelle de silicium et d'une couche d'isolation électrique de SiOx. Un autre avantage procuré par l'utilisation d'un métal et notamment d'un métal à bas point de fusion, tel que l'aluminium, pour former la couche de conduction électrique réside en ce que le traitement thermique permet de liquéfier au 15 moins en partie les couches métalliques en contact de sorte à homogénéiser la couche de conduction électrique et à assurer un très bon collage entre les premier et deuxième substrats. Par ailleurs, le traitement thermique garantit la diffusion du silicium adjacent dans la phase d'aluminium liquide ce qui permet, après refroidissement, la formation d'un alliage Al-Si dont la composition est proche de celle 20 de l'eutectique lorsque le traitement thermique appliqué atteint 650°C. De plus, les couches d'isolation électrique déposées en amont sur les premier et deuxième substrats forment une barrière efficace à la diffusion du métal vers les premier et deuxième substrats de sorte que l'isolation électrique entre eux est bien maintenue. Un autre avantage à la présence des couches d'isolation électrique réside 25 en ce qu'elles ont le rôle de couches barrières à la diffusion des impuretés du métal vers le premier substrat et le deuxième substrat, qui pourrait avoir des effets néfastes sur les performances des cellules. Dans ce mode de réalisation, le matériau des couches d'isolation électrique peut être de toutes les natures susmentionnées, à savoir un oxyde de 30 silicium déposé, thermique, sous forme de poudre et poudres d'oxyde. La couche métallique est avantageusement formée par pulvérisation ou par évaporation ou par sérigraphie pleine plaque d'une pâte conductrice dont l'élément conducteur forme un eutectique avec le silicium. La nature du métal présent dans la couche métallique est également 35 choisie pour que la couche métallique présente une résistivité électrique inférieure ou égale à le ohm.cm. 3039707 9 Selon une variante, la formation de la couche de conduction électrique comprend avant l'étape f) une disposition d'au moins un élément métallique, tel qu'un insert de Al, Ar, Au, Zn, Cu, Pt ou de Ba entre les couches d'isolation électrique. De préférence, cette disposition d'un insert est suivie d'un traitement thermique est 5 appliqué afin de renforcer l'énergie d'assemblage entre le premier substrat et le deuxième substrat. Selon une autre possibilité, la formation de la couche de conduction électrique comprend avant l'étape f) un dépôt par sérigraphie d'une couche de pâte conductrice sur au moins une couche d'isolation électrique, suivi d'un traitement 10 thermique appliqué entre 300°C et 900°C et de préférence à environ 500°C de sorte à recuire ou activer la pâte conductrice sérigraphiée La pâte conductrice est constituée, par exemple, d'un mélange assez visqueux d'une matrice, telle que de la fritte de verre, et de billettes de métal, tel que des billettes d'aluminium. 15 Selon une possibilité, des éléments de protection des surfaces exposées de la couche de conduction et des couches d'isolation électrique sont formés de sorte à protéger ces couches des traitements ultérieurs, tel qu'un nettoyage au HF, et également éviter les risques de court circuit entre la cellule photovoltaïque et la diode by-pass. 20 Avantageusement, l'étape a) du procédé comprend la fourniture d'une pluralité de premiers substrats, l'étape d) comprend la formation d'une première couche d'émetteur et d'une couche BSF respectivement de part et d'autre de chacun des premiers substrats, 25 l'étape f) comprend la formation d'un premier contact métallique sur chacune des premières couches émetteurs et la formation d'un deuxième contact métallique sur chacune des couches BSF de sorte à obtenir une pluralité de cellules photovoltaïques, le procédé comprenant en outre une étape i) de connexion électrique en 30 série de la pluralité de cellules photovoltaïques de sorte à former un réseau de cellules photovoltaïques, et dans lequel l'étape h) comprend la formation d'une connexion électrique pour relier en parallèle la diode by-pass et le réseau de cellules photovoltaïques. La fourniture de plusieurs réseaux de cellules photovoltaïques reliée en 35 parallèle à une diode by-pass tel que précédemment décrit permet la construction rapide d'un module photovoltaïque efficace. 3039707 10 Selon une autre possibilité, le procédé comprend avant l'étape a) la réalisation d'une étape k) comportant les étapes de : - fournir des briques comportant des surfaces d'assemblage, - former des couches d'isolation électrique de sorte à recouvrir les 5 surfaces d'assemblage, - former une couche de conduction électrique entre les couches d'isolation électrique de sorte à assembler des briques voisines selon un plan d'assemblage et à former au moins un assemblage, - soumettre l'assemblage à un traitement thermique, et 10 - découper l'au moins un assemblage selon un plan perpendiculaire au plan d'assemblage, l'au moins un assemblage découpé formant la pluralité de premiers substrats et le deuxième substrat assemblé à un premier substrat adjacent par l'intermédiaire d'une couche de conduction électrique, le procédé comprenant en outre une étape i) de formation d'une 15 connexion électrique pour relier en série les cellules photovoltaïques, obtenues selon les étapes d) et f) par l'intermédiaire d'une couche de conduction électrique. Ainsi la connexion en série de cellules photovoltaïques est obtenue par l'intermédiaire d'une couche de conduction électrique et ainsi que la connexion en parallèle de la diode by-pass au réseau de cellules photovoltaïques. 20 Selon une possibilité, le procédé comprend en outre la fourniture de plusieurs réseaux de cellules photovoltaïques reliées en série, chacun des réseaux étant relié en parallèle avec une diode by-pass, et chacun des réseaux étant relié en parallèle avec les autres réseaux de sorte à former un module photovoltaïque. Selon un deuxième aspect, l'invention propose également un dispositif 25 hybride destiné à des applications photovoltaïques, le dispositif hybride comprenant - au moins une cellule photovoltaïque comportant un premier substrat, une première couche d'émetteur et une couche BSF disposées respectivement de part et d'autre du premier substrat, un premier contact métallique disposé sur la première couche d'émetteur et un deuxième contact métallique disposé sur la couche BSF, 30 - une diode by-pass comportant un deuxième substrat, une deuxième couche d'émetteur et une couche de base disposées respectivement de part et d'autre du deuxième substrat, un troisième contact métallique disposé sur la deuxième couche d'émetteur et un quatrième contact métallique disposé sur la couche de base, 35 - une portion intercalaire s'étendant au moins partiellement entre le premier substrat et le deuxième substrat, la portion intercalaire étant configurée de 3039707 11 sorte à au moins isoler partiellement et électriquement le premier substrat et le deuxième substrat, et - une connexion électrique reliant en parallèle l'au moins une cellule photovoltaïque et la diode by-pass. 5 Selon une possibilité, le premier substrat et le deuxième substrat sont formés en un matériau semi-conducteur, de préférence le matériau semi-conducteur est choisi parmi des alliages d'éléments des colonnes III et V comprenant du GaN et un élément ou des alliages d'éléments des colonnes IV et de préférence encore, le matériau semi-conducteur est du silicium et de préférence du silicium cristallin. 10 Avantageusement, la portion intercalaire s'étend totalement entre le premier substrat et le deuxième substrat, la portion intercalaire comprenant une première couche d'isolation électrique recouvrant une surface latérale primaire du premier substrat, une deuxième couche d'isolation électrique recouvrant une surface latérale secondaire du deuxième substrat, et une couche de conduction électrique 15 entre la première couche d'isolation électrique et la deuxième couche d'isolation électrique et assemblant l'au moins premier substrat au deuxième substrat, et dans lequel la connexion électrique reliant en parallèle l'au moins une cellule photovoltaïque et la diode by-pass est réalisée par l'intermédiaire de la couche de conduction électrique. 20 De préférence, le dispositif hybride comprend une pluralité de cellules photovoltaïques reliées en série et une connexion électrique reliant en parallèle la diode by-pass et le réseau en série des cellules photovoltaïques. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante des différentes variantes de réalisation de 25 celle-ci, données à titre d'exemple non limitatif et fait en référence aux dessins annexés. Les figures ne respectent pas nécessairement l'échelle de tous les éléments représentés de sorte à améliorer leur lisibilité. Dans la suite de la description, par souci de simplification, des éléments identiques, similaires ou équivalents des différentes formes de réalisation portent les mêmes références numériques. 30 Les figures 1 à 7 illustrent schématiquement un premier mode de réalisation du procédé de l'invention. Les figures 8 à 11 illustrent schématiquement les premières étapes d'un deuxième mode de réalisation du procédé de l'invention. Les figures 12 à 16 illustrent schématiquement un troisième mode de 35 réalisation du procédé de l'invention. La figure 17 illustre une variante du troisième mode de réalisation. 3039707 12 Les figures 18 et 19 illustrent schématiquement un quatrième mode de réalisation du procédé de l'invention. Les figures 20 à 22 illustrent schématiquement un autre mode de réalisation du procédé de l'invention. 5 Les figures 1 à 7 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel l'au moins un premier substrat 1 et le deuxième substrat 2 sont fournis selon l'étape a) et b) par la production d'une plaquette 3 en silicium contenant l'au moins un premier substrat 1 et le deuxième substrat 2 (figure 1 -étape I). Dans cet exemple, la plaquette est en silicium de type p. Comme illustré à la figure 2, une étape 10 de formation d'une tranchée 4 dans la plaquette 3 par irradiation laser permet de délimiter en partie le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2 (figure 2). Puis la formation d'une portion intercalaire 5 selon l'étape c) est obtenue en deux temps ; tout d'abord par dépôt d'une couche d'isolation électrique en SiOx par PECVD sur une première surface de l'au moins un premier substrat 1, sur une première face du 15 deuxième substrat 2 et sur les parois de la tranchée 4 (figure 3). Dans un second temps, un retrait local de la couche de SiOx sur les substrats 1,2 est effectué par attaque chimique sèche de type plasma. La couche d'isolation électrique en SiOx demeure uniquement sur les parois de la tranchée 4 et constitue la portion intercalaire 5. Une partie du premier substrat 1 restant en contact avec une partie du 20 deuxième substrat 2, l'isolation électrique généré par la présence de la portion intercalaire 5 entre le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2 est partielle (figure 4). Selon une alternative, le retrait de la couche d'isolation électrique SiOx sur les substrats 1,2 est effectué par attaque chimique en phase liquide. 25 Une couche de matériau de polarité inversée à celle de la plaquette 3, ici une couche de silicium de type n, est ensuite formée par diffusion de POCI3 à 850°C à partir de la première surface et de la première face (orientées dans la même direction), permettant de créer des dopants de type n+ dans le silicium et respectivement une première couche d'émetteur 6 et une deuxième couche 30 d'émetteur 7. Une couche à base d'un verre de phosphore formée pendant la diffusion est nettoyée dans un bain d'acide fluorhydrique dilué à 10% pendant environ 5 min (figure 5). Ensuite, le dépôt d'une couche anti réfléchissante 9 de SiNx est réalisé par PECVD sur la couche d'émetteur 6 et la couche d'émetteur 7. Comme illustré à la figure 6, un premier contact métallique 11 et un troisième contact 35 métallique 8 sont déposés en argent sous forme de grille et de « busbar » par sérigraphie respectivement sur la première couche d'émetteur 6 et la deuxième 3039707 13 couche d'émetteur 7, tandis qu'une couche de contact en aluminium est déposée par sérigraphie sur la surface opposée du premier substrat 1 et sur une face opposée du deuxième substrat 2 pour former respectivement un deuxième contact métallique 13 et un quatrième contact métallique 14. Un traitement thermique est ensuite appliqué 5 à 850°C sous atmosphère ambiante pour recuire les contacts et permettre la diffusion d'aluminium dans le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2 en silicium. Cette diffusion de l'aluminium dans le silicium crée des dopants de la même polarité que celle de la plaquette 3, ici de type p+ qui conduisent à la formation d'une couche de type p sous-jacente formant la couche BSF 17 sur le premier substrat 1, et formant la 10 couche de base 15 sur le deuxième substrat 2. Puis, le premier substrat 1 est connecté électriquement à une pluralité d'autres premiers substrats 1, fonctionnalisés de la même façon, de sorte à relier en série les cellules photovoltaïques 19 selon l'étape i) du procédé (trait gras figure 7). Le deuxième substrat 2 est alors connecté en parallèle (traits pointillés) au réseau de cellules photovoltaïques 19 en série selon l'étape h) de 15 sorte à assurer la fonction d'une diode by-pass 21. Selon une possibilité non illustrée, trois ensembles chacun constitués d'un réseau de cellules photovoltaïques 19 en série et de la diode by-pass, sont reliés en parallèle de sorte à générer un module photovoltaïque. Avantageusement, la tranchée 4 est formée de sorte à créer un premier 20 substrat 1 de dimensions longitudinales plus importantes que celles du deuxième substrat 2. Le premier substrat 1 nécessite en effet d'absorber un maximum de photons tandis que des économies de matériau sont réalisées pour la fabrication de la diode by-pass 21 qui ne nécessite pas de surface d'absorption. Les figures 8 à 11 illustrent un deuxième mode de réalisation de 25 l'invention dans lequel la portion intercalaire 5 est formée par compensation du dopage d'une zone d'une plaquette 3 de silicium de type p (figure 8) de sorte à délimiter l'au moins un premier substrat 1 et le deuxième substrat 2. Selon une possibilité, la compensation est réalisée en deux étapes. Une première étape consiste tout d'abord à appliquer un traitement thermique à environ 450°C pendant 15 30 minutes à la plaquette 3 de sorte à activer des donneurs thermiques dans une proportion telle que la polarité de la plaquette 3 est inversée en type n (figure 9). La deuxième étape comprend une irradiation laser locale de part et d'autre de la plaquette. La zone de dopage compensé 5 délimite la totalité du premier substrat 1 et du deuxième substrat 2 (figure 10). 35 La portion intercalaire 5 définit en effet la totalité d'une surface latérale primaire 22 du premier substrat 1 et d'une surface latérale secondaire 23 du 3039707 14 deuxième substrat 2 en regard de la surface latérale primaire 22. Ainsi, à la fin de l'étape de compensation, aucune zone de contact résiduelle ne persiste entre le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2. La portion intercalaire 5 isole spatialement les deux substrats 1,2. La suite du procédé relative aux étapes d) à g) de 5 formation des dipôles, de formations des contacts métalliques 8, 11, 13, 14 est similaire à celle décrite ci-dessus. La diode by-pass 21 et la cellule photovoltaïque 19 sont également connectées en polarité inversée (étape h) -figure 11). Les figures 12 à 16 illustrent un troisième mode de réalisation qui diffère des précédents notamment en ce que le premier substrat 1 fourni à l'étape a) et le 10 deuxième substrat 2 fourni à l'étape b) sont spatialement distincts et que la formation de la portion intercalaire 5 selon l'étape c) participe à l'assemblage entre les deux substrats 1,2. Comme illustré à la figure 12, un premier substrat 1 d'une longueur de 156 mm en silicium, de type p dans cet exemple, est fourni avec un deuxième substrat 15 2 d'une longueur de 20 mm en silicium également de type p (concentration en bore de 10e15 at/cm3), la longueur étant mesurée dans la direction de l'assemblage de la surface latérale primaire 22 du premier substrat 1 et de la surface latérale secondaire 23 du deuxième substrat 2 (se référer aux flèches figure 12). Les deux substrats 1,2 sont placés dans un four d'oxydation thermique pour l'application d'un traitement 20 thermique à 850°C pendant une durée de 30 min. Ces conditions permettent la formation d'une couche d'isolation électrique 24 d'oxyde de silicium SiOx, de quelques nanomètres d'épaisseur notamment sur la surface latérale primaire 22 et sur la surface latérale secondaire 23. Puis, lors du collage du premier substrat 1 avec le deuxième substrat 2 les couches d'oxyde de silicium 24 sont mises en contact et 25 forment la portion intercalaire 5 s'étendant entre le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2, et en fournissant une isolation électrique totale entre les deux substrats 1,2 (figure 13). En effet, la portion intercalaire 5 est formée d'un matériau isolant qui sépare l'ensemble des surfaces latérales primaire 22 et secondaire 23. Selon une variante, une seule couche d'isolation électrique 24 d'oxyde de 30 silicium thermique SiOx d'une épaisseur de 15 nm suffit à former la portion intercalaire 5 isolante entre le premier et le deuxième substrat 1,2. Par ailleurs, la au moins une couche d'isolation électrique 24 formant la portion intercalaire 5 peut être obtenue à partir d'autres matériaux isolants, tels que l'oxyde de silicium Si02 déposé, une poudre d'oxyde à base de Ti02, d'Al203, de ZnO 35 de Si02 en poudre, d'un mélange de ces poudres d'oxyde, ou d'un mélange de ces poudres d'oxydes avec au moins un liant organique et /ou inorganique. La présence 3039707 15 des liants permet d'abaisser la température nécessaire au frittage des poudres. Dans le cas d'utilisation de poudre pour former la portion intercalaire 5, l'épaisseur de cette dernière est plus importante et se situe entre 20 nm et 200 micromètres. La suite du procédé selon les étapes d) à i) sont reproduites telles que 5 précédemment décrites (figure 14 et 15). Le dispositif hybride 100 comprenant une diode by-pass 21 collée à une cellule photovoltaïque 19 et connecté à un réseau en série 18 de cellules photovoltaïques 19 est ainsi obtenu. Cet ensemble forme le premier réseau d'un module photovoltaïque (figure 16). Selon une alternative illustrée à la figure 17, la première couche 10 d'émetteur 6 du premier substrat 1 est orientée du même côté que la couche de base 15 du deuxième substrat 2. Il s'ensuit que la connexion électrique entre la diode by-pass 21 et de la cellule photovoltaïque 19 est facilitée. Les figures 18 et 19 illustrent un quatrième mode de réalisation qui diffère du troisième mode en ce que le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2 15 sont assemblées par l'intermédiaire d'une couche de conduction électrique 25 facilitant les connexions électriques entre la diode by-pass 21 et une cellule photovoltaïque 19 adjacente. Une couche d'isolation électrique 24 de Si02 est tout d'abord déposée par PECVD sur la surface latérale primaire 22 et la surface latérale secondaire 23 de sorte à isoler latéralement chacun des substrats 1,2. Puis, un dépôt 20 par sérigraphie d'une couche de pâte conductrice à base d'aluminium et d'une matrice de fritte de verre est réalisé sur les couches d'isolation électrique 24 de sorte à former la couche de conduction électrique 25. Une fois le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2 assemblés, la portion intercalaire 5 est ainsi formée par les deux couches d'isolation électrique 24 entre lesquelles s'étend la couche de conduction 25 électrique 25. Cette dernière présente une épaisseur finale d'environ 100 micromètres. Puis, un traitement thermique, servant à rigidifier la pâte conductrice assurant le collage mécanique entre le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2, est appliqué pendant 200 minutes à une température d'environ 700°C. Selon une variante, le métal contenu dans la pâte conductrice est de 30 l'argent ou du cuivre. Selon encore d'autres variantes, l'épaisseur de la couche de conduction électrique 25 varie entre 5 et 500 um et de préférence elle est comprise entre 10 et 100 micromètres. Selon la nature des matériaux utilisés en variante, la durée du traitement thermique varie entre 1 et 300 minutes et la température est comprise entre 200 à 900 °C. 35 La première couche d'émetteur 6, la couche de base 15, la deuxième couche d'émetteur 7, la couche BSF 17 et les contacts métalliques 8, 11, 13, 14 sont 3039707 16 formés de façon similaire au procédé décrit ci-dessus à l'exception du fait que les contacts métalliques sont formés en partie sur les couches d'émetteur et en partie sur des portions exposées de la couche de conduction électrique 25, au niveau de ses deux extrémités. Ainsi la connexion électrique entre la diode by-pass 21 et la cellule 5 photovoltaïque 19 adjacente est réalisé verticalement par l'intermédiaire de la couche de conduction électrique 25 permettant par ailleurs d'assembler le premier substrat 1 et le deuxième substrat 2. Le montage est réalisé de sorte que lorsque le réseau 18 de cellules photovoltaïques en série est en mode court-circuit du fait d'une défaillance ou d'un effet d'ombrage sur une cellule photovoltaïque, le courant circule en parallèle 10 par l'intermédiaire de la couche de conduction électrique 25 entre la cellule photovoltaïque 19 et la diode by-pass 21 (figure 19). Les figures 20, 21 et 22 illustrent encore un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les cellules photovoltaïques 19 et la diode by-pass 21 sont toutes assemblées par l'intermédiaire au moins d'une couche de conduction 15 électrique 25 permettant de réaliser une partie des connexions électriques. Une étape k) réalisée avant l'étape a) comprend la fourniture d'une pluralité de briques de matériaux semi-conducteurs comportant des surfaces d'assemblages sur lesquelles une couche de conduction électrique 25 est déposée entre deux couches d'isolation électriques 24 de sorte à assembler deux briques 20 adjacentes selon un plan d'assemblage (illustration de deux briques assemblées à la figure 20). Une fois un traitement thermique réalisé, l'assemblage de la pluralité de briques est découpé selon un plan perpendiculaire au plan d'assemblage de sorte à former la pluralité de premiers substrats 1 et un substrat 2, tous assemblés deux à deux par l'intermédiaire d'une couche de conduction électrique 25 disposée sein de 25 deux couches d'isolation électrique 24 (figure 21). Puis la première couche d'émetteur 6 et la deuxième couche d'émetteur 7 sont formées simultanément, la couche de base 15 et la couche BSF 17 sont également formées simultanément selon la technique décrite ci-dessus. Les contacts métalliques 8 et 11 sont formés simultanément sur la première couche d'émetteur 6, et la deuxième couche d'émetteur 7 et en partie sur 30 des portions exposées de la couche de conduction électrique 25 de même que les contacts métalliques 13 et 14 sont formés simultanément sur la couche BSF 17 et la couche de base 15 et en partie sur d'autres portions exposées de la couche de conduction électrique 25 de sorte à permettre une connexion électrique (étape i) par conduction électrique verticale entre deux cellules photovoltaïques 19 adjacentes et 35 entre la diode by-pass 21 et une cellule photovoltaïque 19 adjacente (figue 22). Ainsi, le nombre d'étapes de fabrication d'un réseau pour module photovoltaïque est 3039707 17 nettement diminué, le volume du dispositif hybride 100 ainsi que celui du réseau en série des cellules est également amoindri. Ainsi, la présente invention propose un procédé de fabrication d'un dispositif hybride 100 pour une intégration d'une diode by-pass 21 dans un réseau en 5 série 18 de cellules photovoltaïques 19 au stade de la préparation du substrat. Les étapes de formation des couches de type p, de type n et les contacts métalliques étant les mêmes pour une cellule du réseau 18 que pour la diode by-pass 21, le nombre global d'étapes pour la fabrication du module est réduit. Ce procédé permet également de s'affranchir de l'obligation de fabriquer une boite de jonction reliant le 10 réseau de cellules et de la diode by-pass. La diode by-pass 21 est formée spécifiquement dans les mêmes conditions que les cellules et de préférence, en même temps que ces dernières de sorte qu'elle est parfaitement adaptée à une application en extérieur dans le domaine photovoltaïque et montre moins de défaillance que lorsqu'elle est achetée chez un fournisseur global de composants électroniques. Par 15 ailleurs, les contacts formés pour la connexion de la cellule photovoltaïque à la diode by-pass sont identiques aux contacts conventionnels de sorte qu'aucune perte de surface absorbante n'a lieu. Ainsi, le procédé est peu couteux, présente un temps de cycle réduit et fournit un dispositif hybride efficace et fiable dans le temps. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation 20 décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication de dispositifs hybrides (100) destinés à des applications photovoltaïques, le procédé comprenant au moins les étapes de : a) Fournir au moins un premier substrat (1) destiné à former une cellule photovoltaïque (19), b) Fournir un deuxième substrat (2) destiné à former une diode by-pass (21), c) Former une portion intercalaire (5) s'étendant au moins partiellement entre l'au moins un premier substrat (1) et le deuxième substrat (2), la portion intercalaire (5) étant configurée de sorte à au moins isoler partiellement et électriquement l'au moins un premier substrat (1) du deuxième substrat (2), d) Former une première couche d'émetteur (6) et une couche BSF (17) respectivement de part et d'autre de l'au moins un premier substrat (1), e) Former une deuxième couche d'émetteur (7) et une couche de base (15) respectivement de part et d'autre du deuxième substrat (2), f) Former un premier contact métallique (11) sur la première couche d'émetteur (6) et former un deuxième contact métallique (13) sur la couche BSF (17) de sorte à obtenir la cellule photovoltaïque (19), et g) Former un troisième contact métallique (8) sur la deuxième couche d'émetteur (7) et former un quatrième contact métallique (14) sur la couche de base (15) de sorte à obtenir la diode by-pass (21), et h) Former une connexion électrique entre le quatrième contact métallique (14) et le premier contact métallique (11) et relier en parallèle la diode by-pass (21) et la cellule photovoltaïque (19). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la formation de la première couche d'émetteur (6) est réalisée de façon concomitante à la formation de la deuxième couche d'émetteur (7). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel la formation de la couche BSF (17) est réalisée de façon concomitante à la formation de la couche de base (15). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel avant l'étape a) est réalisée une étape I) de fourniture d'une plaquette (3), 3039707 19 dans lequel les étapes a) et b) comprennent la formation d'une tranchée (4) dans la plaquette (3) de sorte à délimiter au moins en partie l'au moins un premier substrat (1) et le deuxième substrat (2), et dans lequel l'étape c) de formation de la portion intercalaire (5) 5 comprend la formation d'une couche d'isolation électrique sur les parois de la tranchée (4) de sorte à au moins isoler partiellement et électriquement l'au moins un premier substrat (1) du deuxième substrat (2). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel avant 10 l'étape a) est réalisée une étape m) de fourniture d'une plaquette (3) de silicium de type p, et dans lequel les étapes a) et b) comprennent la formation d'une zone de dopage compensée dans la plaquette (3) de sorte à délimiter l'au moins un premier substrat (1) et le deuxième substrat (2), la zone de dopage compensée formant la portion intercalaire (5) de l'étape c). 15 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape c) de formation de la portion intercalaire (5) comprend la formation d'au moins une couche d'isolation électrique (24) entre l'au moins un premier substrat (1) et le deuxième substrat (2), la couche d'isolation électrique (24) recouvrant une surface 20 latérale primaire (22) de l'au moins un premier substrat (1) et une surface latérale secondaire (23) du deuxième substrat (2), l'au moins un premier substrat (1) et le deuxième substrat (2) étant assemblés par l'intermédiaire de la couche d'isolation électrique (24). 25 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'étape c) de formation de la portion intercalaire (5) comprend : - le dépôt de couches d'isolation électrique (24) respectivement sur la surface latérale primaire (22) de l'au moins un premier substrat (1) et sur la surface latérale secondaire (23) du deuxième substrat (2), et 30 - la formation d'une couche de conduction électrique (25) entre les couches d'isolation électrique (24) de sorte à assembler l'au moins premier substrat (1) et le deuxième substrat (2), l'étape f) comprend la formation d'un premier contact métallique (11) configuré pour relier électriquement la première couche d'émetteur (6) et la couche de 35 conduction électrique (25), 3039707 20 l'étape g) comprend la formation d'un quatrième contact métallique (14) configuré pour relier électriquement la couche de base (15) et la couche de conduction électrique (25), et la formation de la connexion électrique entre la diode by-pass (21) et la cellule 5 photovoltaïque (19) selon l'étape h) étant réalisée par l'intermédiaire de la couche de conduction électrique (25). 8. Procédé selon la revendication 1 à 7, dans lequel l'étape a) comprend la fourniture d'une pluralité de premiers substrats 10 (1), l'étape d) comprend la formation d'une première couche d'émetteur (6) et d'une couche BSF (17) respectivement de part et d'autre de chacun des premiers substrats (1), l'étape f) comprend la formation d'un premier contact métallique (11) 15 sur chacune des premières couches émetteurs (6) et la formation d'un deuxième contact métallique (13) sur chacune des couches BSF de sorte à obtenir une pluralité de cellules photovoltaïques (19), le procédé comprenant en outre une étape i) de connexion électrique en série de la pluralité de cellules photovoltaïques (19) de sorte à former un réseau de 20 cellules photovoltaïques (19), et dans lequel l'étape h) comprend la formation d'une connexion électrique pour relier en parallèle la diode by-pass (21) et le réseau de cellules photovoltaïques (19). 25 9. Procédé selon la revendication 8 combinée à la revendication 7, dans lequel avant l'étape a) est réalisée une étape k) comportant les étapes de : - fournir des briques comportant des surfaces d'assemblage, - former des couches d'isolation électrique (24) de sorte à recouvrir les surfaces d'assemblage, 30 - former une couche de conduction électrique (25) entre les couches d'isolation électrique (24) de sorte à assembler des briques voisines selon un plan d'assemblage et à former au moins un assemblage, - soumettre l'assemblage à un traitement thermique, et - découper l'au moins un assemblage selon un plan perpendiculaire au 35 plan d'assemblage, l'au moins un assemblage découpé formant la pluralité de 3039707 21 premiers substrats (1) et le deuxième substrat (2) assemblé à un premier substrat adjacent par l'intermédiaire d'une couche de conduction électrique (25), dans lequel l'étape i) comprend la formation d'une connexion électrique pour relier en série les cellules photovoltaïques, obtenues selon les étapes d) et f) par 5 l'intermédiaire d'une couche de conduction électrique (25). 10. Dispositif hybride destiné à des applications photovoltaïques, le dispositif hybride comprenant : - au moins une cellule photovoltaïque comportant un premier substrat, 10 une première couche d'émetteur et une couche BSF (17) disposées respectivement de part et d'autre du premier substrat, un premier contact métallique 11 disposé sur la première couche d'émetteur et un deuxième contact métallique (13) disposé sur la couche BSF (17), - une diode by-pass comportant un deuxième substrat, une deuxième 15 couche d'émetteur (7) et une couche de base (15) disposées respectivement de part et d'autre du deuxième substrat, un troisième contact métallique (8) disposé sur la deuxième couche d'émetteur (7) et un quatrième contact métallique (14) disposé sur la couche de base (15), - une portion intercalaire s'étendant au moins partiellement entre le 20 premier substrat et le deuxième substrat, la portion intercalaire étant configurée de sorte à au moins isoler partiellement et électriquement le premier substrat et le deuxième substrat, et - une connexion électrique reliant en parallèle l'au moins une cellule photovoltaïque et la diode by-pass. 25 11. Dispositif hybride selon la revendication 10, dans lequel le premier substrat (1) et le deuxième substrat (2) sont formés en un matériau semiconducteur, de préférence le matériau semi-conducteur est choisi parmi des alliages d'éléments des colonnes III et V comprenant du GaN et un élément ou des alliages 30 d'éléments des colonnes IV et de préférence encore, le matériau semi-conducteur est du silicium et de préférence du silicium cristallin. 12. Dispositif hybride selon l'une des revendications 10 à 11, dans lequel la portion intercalaire (5) s'étend totalement entre le premier substrat et le 35 deuxième substrat, la portion intercalaire comprenant une première couche d'isolation électrique recouvrant une surface latérale primaire du premier substrat, 3039707 22 une deuxième couche d'isolation électrique recouvrant une surface latérale secondaire du deuxième substrat, et une couche de conduction électrique (25) entre la première couche d'isolation électrique et la deuxième couche d'isolation électrique et assemblant l'au moins premier substrat au deuxième substrat, et dans lequel la 5 connexion électrique reliant en parallèle l'au moins une cellule photovoltaïque et la diode by-pass est réalisée par l'intermédiaire de la couche de conduction électrique (25). 13. Dispositif hybride selon l'une des revendications 10 à 12, 10 comprenant une pluralité de cellules photovoltaïques reliées en série et une connexion électrique reliant en parallèle la diode by-pass et le réseau en série des cellules photovoltaïques. 15