Brevet FR3051074A1 — publié le 20171110

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UNE CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE À HÉTÉROJONCTION DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Le domaine technique de l'invention est celui des cellules photovoltaïques à hétérojonction, et plus particulièrement celui de la guérison de défauts à l'interface entre un substrat en silicium cristallin et une couche de passivation. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Par définition, dans une cellule photovoltaïque à hétérojonction, les couches semi-conductrices dopées de type p et n formant la jonction p-n sont composées de matériaux semi-conducteurs ayant des bandes d'énergie interdites différentes. Pour ce faire, les deux couches semi-conductrices peuvent être composées de matériaux semi-conducteurs de natures physiques différentes, ou d'un même matériau semi- conducteur ayant des structures cristallographiques différentes. De manière classique, les cellules photovoltaïques à hétérojonction sont fabriquées par dépôt de couches de silicium amorphe sur un substrat en silicium cristallin. Les cellules photovoltaïques à hétérojonction sont dès lors sensibles aux défauts situés à l'interface entre le substrat et le silicium amorphe. Ces défauts, qui introduisent des niveaux d'énergie dans la bande interdite, peuvent être des liaisons pendantes, également appelées « dangling bonds » en anglais, ou des impuretés telles que des ions métalliques. Les défauts augmentent le nombre de recombinaisons électron-trou à l'interface, ce qui détériore les paramètres de sortie de la cellule photovoltaïque, tels que la tension en circuit ouvert Voc, pour REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque à hétérojonction, le procédé comportant les étapes suivantes : (El) ) fournir un substrat en silicium cristallin (101) ; (E2) implanter des ions d'hydrogène en surface du substrat (101), à travers une première face (103) du substrat (101) ; (E3) déposer une couche de passivation (105) sur la première face (103) du substrat (101) ; (E4) effectuer un traitement thermique de sorte que les ions d'hydrogène implantés dans le substrat (101) diffusent vers l'interface (103) entre le substrat (101) et la couche de passivation (105). 2. Procédé selon la revendication 1 comportant en outre des étapes (E5) de fabrication susceptibles de provoquer une dégradation de l'interface (103) entre le substrat (101) et la couche de passivation (105), le traitement thermique (E4) étant effectué postérieurement à ces étapes (E5). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 dans lequel le traitement thermique (E4) est effectué à une température comprise entre 100°C et 250°C. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le traitement thermique (E4) est effectué pendant une durée comprise entre 1 minute et 30 minutes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l'implantation ionique (E2) d'hydrogène est réalisée par immersion dans un plasma. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel l'implantation ionique (E2) d'hydrogène est effectuée à une énergie inférieure à 1keV. 3051074 12 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel l'implantation ionique (E2) d'hydrogène est réalisée à une dose comprise entre 1013 atomes/cm3 et 1017 atomes/cm3. 5 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le traitement thermique est un recuit de sérigraphie, un recuit d'activation de dopants, ou toute étape de dépôt spécifique effectuée à une température comprise entre 100°C et 250°C. lo 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel la couche de passivation (105) comprend du silicium amorphe, éventuellement hydrogéné, de l'alumine, un oxyde thermique et/ou un nitrure de silicium de type SiNxH. 15 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel l'étape d'implantation ionique (E2) d'hydrogène et l'étape de dépôt (E3) d'une couche de passivation (105) sont en outre mises en oeuvre sur une deuxième face du substrat (101) opposée à la première face (103).