Brevet FR3061359A1 — publié le 20180629

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UNE CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE À HÉTÉROJONCTION ET À CONTACTS EN FACE ARRIERE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque à hétérojonction et à contacts en face arrière. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Une cellule photovoltaïque à hétérojonction est un dispositif permettant d'absorber de l'énergie lumineuse et de la convertir en énergie électrique. Un tel dispositif peut comporter un substrat semi-conducteur dopé n ou p et, disposées de part et d'autre du substrat, deux couches semi-conductrices dopées n et p, ou de préférence fortement dopées n+ et p+, l'une de ces couches étant dopée du même type de conductivité que le substrat et l'autre du type opposé. Le substrat peut être en silicium cristallin et les couches semi-conductrices peuvent être en silicium amorphe. L'hétérojonction est formée par le substrat et la couche semi-conductrice dopée du type de conductivité opposé à celui du substrat, cette couche formant l'émetteur de la cellule photovoltaïque. L'émetteur peut être disposé sur la face avant de la cellule photovoltaïque, c'est-à-dire la face destinée à être exposée à un rayonnement zo lumineux. Sur la face arrière opposée à la face avant, la couche semi-conductrice dopée du même type de conductivité que celui du substrat forme un champ électrique répulsif en face arrière, également appelé BSF pour « Back Surface Field » en anglais, également appelé collecteur. Cette couche a pour fonction à la fois de collecter les 25 porteurs de charge majoritaires présents dans le substrat (c'est-à-dire les trous si le substrat est dopé p et les électrons si le substrat est dopé n), et d'éloigner les porteurs de charge minoritaires présents dans le substrat (c'est-à-dire les électrons si le substrat est dopé p et les trous si le substrat est dopé n) dans le but de limiter leur recombinaison. 30 L'absorption d'un photon par la cellule photovoltaïque se traduit par la création d'une paire électron-trou, ces porteurs de charge diffusant librement dans le substrat. Dans un substrat de type p, les électrons photogénérés sont collectés par l'émetteur de type n+ tandis que les trous sont collectés par le collecteur de type p+. Au contraire, dans un substrat de type n, les trous photogénérés sont collecté par l'émetteur de type 3061359 2 p+ tandis que les électrons sont collectés par la couche de champ répulsif arrière de type n+. Des contacts électriques sont formés sur la face avant et la face arrière de la cellule pour collecter les porteurs de charge photogénérés. 5 Il existe également des cellules photovoltaïques à hétérojonction et à contacts en face arrière dans lesquelles l'émetteur et les contacts se trouvent en face arrière, du même côté que le collecteur. L'absence de contacts sur la face avant permet d'augmenter le nombre de photons absorbés, ce qui augmente la densité de courant et donc l'efficacité de la cellule photovoltaïque. 10 Dans ce type de structure, l'émetteur et le collecteur se présentent généralement sous la forme de peignes interdigités. Cette alternance de régions d'émetteur et de collecteur peut être réalisée par photolithographie. Cependant, il s'agit d'une technique complexe à mettre en oeuvre car il est nécessaire d'utiliser plusieurs masques, et donc d'effectuer plusieurs étapes, pour définir la position et l'alignement 15 respectifs des différents éléments (émetteur, collecteur, contacts). Cette complexité est préjudiciable en termes de coût et de cadence de production, d'autant plus que les cellules photovoltaïques sont fabriquées une par une, chacune sur une plaque entière. Il apparaît donc un besoin de simplifier la formation des zones d'émetteur et de collecteur sur la face arrière de la cellule photovoltaïque. RÉSUMÉ DE L'INVENTION La présente invention vise à simplifier la formation de zones d'émetteur et de collecteur sur une face arrière d'une cellule photovoltaïque à hétérojonction. Selon l'invention, ce but est atteint en prévoyant un procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque à hétérojonction et à contacts en face arrière, le procédé comportant les étapes suivantes : - fournir un substrat comprenant un matériau semi-conducteur cristallin ; former un empilement sur une face arrière du substrat, l'empilement comportant au moins une première couche semi-conductrice comprenant un matériau semi- conducteur amorphe dopé d'un premier type de conductivité ; déposer une couche d'un copolymère à blocs sur l'empilement ; assembler le copolymère à blocs ; 3061359 3 éliminer sélectivement une première phase du copolymère à blocs assemblé, la couche de copolymère à blocs restante formant des motifs en creux ; transférer les motifs en creux de la couche de copolymère à blocs restante dans l'empilement jusqu'à atteindre la face arrière du substrat ; 5 déposer, sur la face arrière du substrat, une deuxième couche semi-conductrice comprenant un matériau semi-conducteur amorphe dopé d'un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité, la deuxième couche semi-conductrice remplissant les motifs en creux transférés dans l'empilement. Lors de l'étape d'assemblage, les phases de la couche de copolymère se 10 séparent et s'organisent pour former des domaines distincts. En supprimant l'une des phases du copolymère assemblé, et donc le domaine correspondant, la couche de copolymère restante peut être utilisée en tant que masque de gravure pour former sur la face arrière de la cellule photovoltaïque des zones adjacentes dopées selon des types de conductivités opposés. 15 De plus, les phases du copolymère s'auto-assemblent dans des domaines présentant des dimensions et une densité uniforme, ces paramètres étant contrôlés par la période intrinsèque et la morphologie du copolymère à bloc. Il n'existe plus de problème d'alignement de masques comme dans les techniques de photolithographie de l'art antérieur puisque les domaines sont auto-alignés. Le procédé selon l'invention 20 a recours à l'auto-assemblage du copolymère à blocs pour simplifier la création des zones d'émetteur et de collecteur de la cellule photovoltaïque. Ainsi, le coût et le temps de production des cellules photovoltaïques à hétérojonction et à contact en face arrière sont réduits. Le procédé de fabrication selon l'invention peut également comporter une ou 25 plusieurs caractéristiques parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles : - la composition du copolymère à blocs est telle que, au cours de l'étape d'assemblage, les phases du copolymère s'organisent de manière aléatoire ; - le procédé comporte, après l'étape de transfert des motifs en creux, une étape 30 d'élimination de la couche de copolymère à blocs restante ; - après l'étape de transfert des motifs en creux, l'empilement forme des motifs en saillie, le procédé comportant une étape d'isolation électrique des parois des motifs en saillie ; 3061359 4 - l'empilement comporte une première couche conductrice électriquement déposée sur la première couche semi-conductrice ; - le copolymère à blocs est tel que, après l'étape d'élimination de la première phase du copolymère à blocs assemblé, la couche de copolymère à blocs 5 restante forme un réseau continu ; - la deuxième couche semi-conductrice remplit entièrement les motifs en creux et forme une surépaisseur sur l'empilement, le procédé comportant une étape de dépôt d'une deuxième couche conductrice électriquement sur la deuxième couche semi-conductrice ; 10 - le procédé comporte une étape de réalisation d'une ouverture dans la deuxième couche conductrice jusqu'à découvrir la première couche conductrice ; - le procédé comporte une étape de formation de contacts électriques sur la première couche conductrice découverte au moyen de l'ouverture et sur la deuxième couche conductrice ; 15 - le procédé comporte, avant l'étape de dépôt de la couche de copolymère à blocs, une étape de dépôt d'une couche protectrice sur l'empilement, la couche de copolymère à blocs étant déposée sur la couche protectrice ; - la couche de copolymère à blocs est déposée sur une surface de dépôt, le procédé comportant, avant l'étape de dépôt de la couche de copolymère à 20 blocs, une étape de préparation de la surface de dépôt de sorte que les phases du copolymère à bloc aient la même affinité avec la surface de dépôt ; - l'empilement comporte une première couche de passivation comprenant un matériau semi-conducteur amorphe intrinsèque déposée sur la face arrière du substrat, la première couche semi-conductrice étant déposée sur la première 25 couche de passivation ; - le procédé comporte, avant l'étape de dépôt de la deuxième couche semiconductrice, une étape de dépôt d'une deuxième couche de passivation comprenant un matériau semi-conducteur amorphe intrinsèque sur la face arrière du substrat, la deuxième couche semi-conductrice étant déposée sur la 30 deuxième couche de passivation ; - le dépôt de la couche de copolymère à blocs est réalisé par dépôt à la tournette ; - le copolymère à blocs comporte au moins un dérivé styrènique et un dérivé de méthacrylate ; 3061359 5 - le transfert des motifs en creux dans l'empilement est réalisé par gravure humide ; - le procédé comporte une étape d'élargissement par gravure des motifs en creux transférés dans l'empilement. 5 BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent, parmi lesquelles : - les figures 1A à 1H représentent schématiquement des étapes d'un procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque à hétérojonction et à contacts en face arrière, selon un mode de mise en oeuvre préférentiel de l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus d'une couche de copolymère di-bloc PS-bPMMA assemblé dans laquelle la phase de PMMA a été enlevée, dans le mode de 15 mise en oeuvre des figures 1A à 1H ; - la figure 3 est une vue de dessus de la face arrière de la cellule photovoltaïque selon le mode de mise en oeuvre des figures 1A à 1H - la figure 4 est une vue de dessus de la couche de copolymère di-bloc PS-bPMMA assemblé dans laquelle la phase de PMMA a été enlevée, dans une variante 20 de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Les figures ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur toutes les figures. 25 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE MISE EN OEUVRE DE L'INVENTION La présente invention a pour objectif principal de former des zones juxtaposées alternativement dopées n et p sur la face arrière d'une cellule photovoltaïque à hétérojonction afin de former des diodes permettant de séparer les porteurs de charge 30 générés pendant le processus de conversion photovoltaïque. Un mode de mise en oeuvre préférentiel du procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque 100 à hétérojonction selon l'invention va maintenant être décrit, en référence aux figures 1A à 1H. Les figures 1A à 1H représentent en vue en coupe transversale la cellule photovoltaïque à différentes étapes du procédé de fabrication. 3061359 6 Dans l'ensemble de la description, le terme « cellule photovoltaïque » est utilisé pour faire indifféremment référence à la cellule photovoltaïque 100 finie ou à la cellule photovoltaïque 100 en cours de fabrication. On considère tout d'abord un substrat 1 comprenant au moins un matériau 5 semi-conducteur présentant une structure cristalline. Le substrat 1 est par exemple en silicium cristallin. Alternativement, le substrat 1 peut également être en germanium ou en un alliage tel que l'arséniure de gallium ou le nitrure de gallium-indium. Le substrat peut être dopé de type n ou de type p. Le substrat 1 comporte une face avant FS destinée à être exposée à un rayonnement lumineux, typiquement le rayonnement 10 solaire, et une face arrière BS opposée à la face avant FS. Un empilement 2 de couches est formé sur la face arrière BS du substrat, comme illustré sur la figure 1A. L'empilement comporte une première couche semiconductrice 21 comprenant un matériau semi-conducteur sous forme amorphe. La première couche semi-conductrice 21 est par exemple en silicium amorphe. 15 Alternativement, la première couche semi-conductrice 21 peut être en carbure de silicium amorphe. La première couche semi-conductrice 21 est dopée d'un premier type de conductivité, n ou p. La première couche semi-conductrice 21 présente une épaisseur de préférence comprise entre 5 nm et 35 nm. Le dépôt de la première couche semi-conductrice 21 20 est par exemple réalisé par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD pour « Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition » en anglais). De préférence, la première couche semi-conductrice 21 s'étend sensiblement sur toute la face arrière BS du substrat 1. Dans une première variante de mise en oeuvre, le substrat 1 et la première 25 couche semi-conductrice 21 sont tous les deux dopés d'un même type de conductivité. La première couche semi-conductrice 21 forme le collecteur de la cellule photovoltaïque 100, également appelé champ répulsif en face arrière (BSF), qui a pour fonction de capter les porteurs de charge majoritaires générés pendant le processus de conversion photovoltaïque. Par exemple, le substrat 1 et la première couche semi- 30 conductrice 21 sont tous les deux dopés n. Inversement, le substrat 1 et la première couche semi-conductrice 21 peuvent tous les deux être dopés p. Dans une deuxième variante de mise en oeuvre, le substrat 1 et la première couche semi-conductrice 21 sont dopés selon des types de conductivité opposés. Dans ce cas, la première couche semi-conductrice 21 forme l'émetteur de la cellule 3061359 7 photovoltaïque. Par exemple, le substrat 1 est dopé n et la première couche semiconductrice 21 est dopée p. Inversement, le substrat 1 peut être dopé p et la première couche semi-conductrice 21 peut être dopée n. Pour réduire le nombre de recombinaisons au niveau de l'interface entre le 5 substrat 1 et la première couche semi-conductrice 21, et ainsi augmenter l'efficacité de la cellule photovoltaïque 100, l'empilement 2 comporte avantageusement une première couche de passivation 23 disposée entre le substrat 1 et la première couche semi-conductrice 21. La première couche de passivation 23 est déposée en contact avec la face arrière BS du substrat 1 pour réduire le nombre de défauts d'interface qui 10 agissent comme des centres de recombinaisons des paires électrons-trous photogénérées. La première couche de passivation 23 est par exemple en silicium amorphe intrinsèque ou faiblement dopé, à une dose de préférence comprise entre 1016 at/cm2 et 1019 at/cm2. La première couche de passivation 23 peut être déposée par PECVD. 15 La première couche de passivation 23 présente une épaisseur de préférence comprise entre 2 nm et 10 nm, l'épaisseur cumulée de la première couche semi-conductrice 21 et de la première couche de passivation 23 étant de préférence comprise entre 7 nm et 50 nm. De préférence, la première couche de passivation 23 s'étend sensiblement sur toute la face arrière BS du substrat 1. 20 Avantageusement, l'empilement 2 comporte également une première couche conductrice électriquement 25 déposée sur la première couche semi-conductrice 21. La première couche conductrice 25 permet de collecter les porteurs de charge majoritairement présents dans la première couche semi-conductrice 21. La première couche conductrice 25 étant placée dans l'empilement 2, elle peut donc être gravée 25 en même temps que la première couche semi-conductrice 21, comme décrit plus en détail par la suite en référence à la figure 1E. Il est ainsi possible d'éviter de déposer la première couche conductrice 25 ultérieurement à la gravure de la première couche semi-conductrice 21. Cela est particulièrement avantageux lorsque le pas de répétition, autrement dit la taille des motifs, est faible. Dans cas, il serait en effet difficile 30 d'aligner le dépôt de la première couche conductrice 25 sur les motifs formés par la première couche semi-conductrice 21. La première couche conductrice 25 peut être transparente, mais pas nécessairement. En effet, la première couche conductrice 25 se trouve sur la face arrière BS de la cellule photovoltaïque 100 qui n'est pas destinée à être exposée au 3061359 8 rayonnement lumineux. La première couche conductrice 25 est par exemple formée à partir d'un oxyde conducteur tel l'oxyde d'indium-étain, l'oxyde de molybdène, l'oxyde de tungstène, l'oxyde de césium ou l'oxyde de zinc. La première couche conductrice 25 présente une épaisseur de préférence comprise entre 50 nm et 300 nm. De 5 préférence, la première couche conductrice 25 s'étend sensiblement sur toute la face arrière BS du substrat 1. Une couche 4 d'un copolymère à blocs est ensuite déposée sur l'empilement 2, comme illustré sur la figure 1B. Les copolymères à blocs sont des polymères dans lesquels deux unités de répétition, un monomère A et un monomère B, forment des 10 chaînes liées entre elles par une liaison covalente. Lorsque l'on donne suffisamment de mobilité aux chaînes, par exemple en chauffant ces copolymères à blocs, les chaînes de monomère A et les chaînes de monomère B ont tendance à se séparer en phases ou blocs de polymère et à se réorganiser sous des conformations spécifiques, qui dépendent notamment du ratio entre le monomère A et le monomère B. En fonction 15 de ce ratio, on peut avoir des sphères de A dans une matrice de B, ou bien des cylindres de A dans une matrice de B, ou encore des lamelles de A et des lamelles de B intercalées. La taille des domaines du bloc A (respectivement du bloc B) est directement proportionnelle à la longueur des chaînes du monomère A (respectivement du monomère B). Les copolymères à blocs ont donc la propriété de 20 former des motifs de polymère qui peuvent être contrôlés grâce au ratio des monomères A et B. Dans ce mode de mise en oeuvre préférentiel, une couche protectrice 3 est intercalée entre la couche de copolymère à blocs 4 et l'empilement 2. La couche protectrice 3 a pour fonction de protéger l'empilement 2 lors d'une étape ultérieure de 25 texturation de la couche de copolymère à blocs 4, comme décrit plus détail par la suite en référence à la figure 1D. La couche protectrice 3 est par exemple déposée sur l'empilement 2 par PECVD, à une température inférieure à 200°C pour ne pas recristalliser les couches 21, 23 en matériau semi-conducteur amorphe. La couche protectrice 3 est par exemple 30 constituée d'oxyde de silicium (Si02), de carbure de silicium (SiC) ou de nitrure de silicium (Si3N4). La couche protectrice 3 présente une épaisseur de préférence comprise entre 10 nm et 1000 nm, par exemple une épaisseur de 200 nm. De préférence, la couche protectrice 3 s'étend sensiblement sur toute la surface de l'empilement 2. 3061359 9 Dans un autre mode de mise en oeuvre, la couche de copolymère à blocs 4 peut être déposée directement sur l'empilement 2. Le dépôt de la couche de copolymère à blocs 4 est par exemple réalisé par dépôt à la tournette, également appelé « spin coating » en anglais. Une solution 5 contenant le copolymère à blocs est déposée sur l'empilement 2 et la cellule photovoltaïque 100 est mise en rotation de manière à étaler le copolymère à blocs sur l'empilement 2 grâce à la force centrifuge. De préférence, le copolymère à blocs est un copolymère di-blocs, c'est-à-dire que le copolymère comporte deux monomères, également appelés phases. 10 Eventuellement, le copolymère à blocs peut comporter plus de deux monomères (ou phases). Le copolymère à blocs peut également être un mélange de polymères, un mélange de copolymères ou encore un mélange d'un copolymère et d'un homopolymère. Dans ce mode de mise en oeuvre, le copolymère à blocs est un copolymère di- 15 blocs comprenant un dérivé styrènique, typiquement du polystyrène PS, et un dérivé de méthacrylate, typiquement du polyméthacrylate de méthyle PMMA. Un tel copolymère est désigné par l'appellation « PS-b-PMMA ». À ce stade, le copolymère à blocs n'est pas structuré. Le copolymère à blocs est ensuite assemblé. 20 Au cours d'une étape d'assemblage illustrée sur la figure 1C, les phases du copolymère à blocs se séparent et s'organisent pour former chacune un domaine. Les domaines formés par les différentes phases du copolymère à blocs sont distincts les uns des autres. La couche 4 de copolymère di-bloc PS-b-PMMA comporte ainsi un premier domaine 41 formé par la phase de PS et un deuxième domaine 42 formé par 25 la phase de PMMA. La couche de copolymère à blocs 4 est déposée sur une surface de dépôt qui peut être la surface de l'empilement 2 ou la surface de la couche protectrice 3. Avantageusement, l'étape de dépôt de la couche de copolymère à blocs 4 est précédée par une étape de préparation de la surface de dépôt pour faire en sorte que 30 les phases du copolymère à blocs aient la même affinité physique et chimique avec la surface de dépôt. Ainsi, les domaines 41, 42 formés sont perpendiculaires. Les domaines 41, 42 organisés de la couche de copolymère à blocs 4 sont utilisés pour former les zones d'émetteur et de collecteur de la cellule photovoltaïque 100. Les zones d'émetteur et de collecteur présentent donc un pas de 3061359 10 répétition (« pitch » en anglais) qui correspond à la période de réseau des domaines 41, 42. La période de réseau peut être contrôlée en utilisant une chimie de copolymère à blocs appropriée, c'est-à-dire en ajustant la nature et la proportion de chaque phase présente dans le copolymère à blocs. Il est ainsi possible d'atteindre une période de 5 réseau de faible dimension, par exemple de l'ordre de 20 nm. L'assemblage du copolymère à blocs est par exemple réalisé par un traitement thermique tel qu'un recuit. La température et la durée du recuit sont avantageusement optimisées en fonction de l'épaisseur de la couche de copolymère 4. Plus la couche 4 est épaisse, plus la durée et/ou la température du recuit est importante. La température 10 du recuit est de préférence comprise entre 100°C et 300°C pour ne pas recristalliser les matériaux semi-conducteurs amorphes. Par exemple, pour une épaisseur de couche d'environ 40 nm, un recuit de 5 min à 250 °C peut être réalisé dans le cas d'un copolymère PS-b-PMMA. Alternativement, l'assemblage du copolymère à blocs peut être obtenu par un 15 traitement par ultrasons ou par une opération dite d'évaporation de solvant (« solvent annealing » en anglais), ou encore par une combinaison de ces deux techniques, ou bien par toute autre technique connue de l'homme du métier. Après l'étape d'assemblage du copolymère à blocs, l'une de ses phases est éliminée de manière sélective, comme illustré sur la figure 1D. De préférence, cette 20 phase est supprimée par gravure humide. Par exemple, dans le cas du PS-b-PMMA, de l'acide acétique peut être utilisé pour retirer la phase 42 de PMMA. Une fois que cette phase est supprimée, la couche de copolymères à blocs 4 restante forme des motifs en creux 420 qui correspondent aux vides laissés par la phase qui a été retirée et des motifs en saillie 410 qui correspondent à la (ou aux) 25 phase(s) restante(s) du copolymère. En l'occurrence, dans le cas du PS-b-PMMA, les motifs en saillies 410 correspondent au premier domaine 41 formé par la phase de PS. L'étape de la figure 1D constitue ainsi une étape de texturation de la couche de copolymère à blocs, car l'on forme des motifs dans la couche de copolymère. Comme évoqué précédemment, la couche protectrice 3 protège l'empilement 2 30 d'éventuels dommages que pourraient causer cette étape de texturation. La couche protectrice 3 offre ainsi un plus large choix de chimie utilisable pour graver la couche de copolymère à blocs 4. Les motifs en creux 420 formés dans la couche de copolymère à blocs 4 sont ensuite transférés dans l'empilement 2, comme illustré sur la figure 1E. En d'autres 3061359 11 termes, l'empilement 2 est gravé en utilisant la couche de copolymère à blocs 4 restante comme masque de gravure. La couche de protection 3 peut aussi être utilisée en tant que masque dans le cas où les procédés de gravures endommageraient la couche de copolymère à blocs 4. Après cette étape de transfert, l'empilement 2 forme 5 des motifs en saillies 27 et des motifs en creux 29 reproduisant respectivement les motifs en saillie 410 et les motifs en creux 420 formés par la couche de copolymère à blocs 4. Le transfert des motifs en creux 420 est effectué jusqu'à atteindre la face arrière BS du substrat 1. Par conséquent, la face arrière BS du substrat 1 est mise à nu dans les motifs en creux 29 formés dans l'empilement 2. 10 De préférence, les motifs en creux 420 sont transférés par gravure humide. Pour ce faire, il est par exemple possible de graver successivement chaque couche constituant l'empilement 2, et éventuellement la couche protectrice 3, en utilisant différents bains de gravure. Alternativement, les motifs en creux 420 peuvent être transférés par gravure 15 sèche, par exemple par gravure ionique réactive, également appelée RIE pour « Reactive-Ion Etching » en anglais. Un avantage est de permettre de graver l'ensemble de l'empilement 2, et éventuellement la couche protectrice 3, en une seule étape mais ce type de gravure peut causer des dégâts d'interface. Selon un mode de mise en oeuvre, la couche protectrice 3 en 5i02 est d'abord 20 gravée en utilisant par exemple de l'acide fluorhydrique (HF). Une fois que la couche protectrice 3 est gravée, la phase restante 41 de la couche de copolymère à blocs peut être éliminée. La première couche conductrice 25 en oxyde d'indium-étain est ensuite gravée en utilisant par exemple de l'acide chlorhydrique (HCI), puis c'est au tour de la première couche semi-conductrice 21 et de la première couche de passivation 23, 25 toutes les deux en silicium amorphe, en utilisant par exemple de l'hydroxyde de potassium (KOH). Selon un autre mode de mise en oeuvre, la phase restante 41 de la couche de copolymère à blocs est éliminée lorsque la gravure de l'empilement 2 est terminée. En d'autres termes, les portions restantes de la couche de copolymère à blocs (i.e. après 30 élimination d'une des phases) sont supprimées après la gravure de la couche protectrice 3, de la première couche conductrice 25, de la première couche semiconductrice 21 et de la première couche de passivation 23. 3061359 12 Les portions restantes de la couche de copolymère à blocs 4 sont par exemple supprimées par gravure plasma sous atmosphère d'oxygène, la gravure étant isotrope pour ne pas endommager les autres couches. Après l'étape de transfert des motifs en creux 420 dans l'empilement 2, on 5 procède avantageusement à une étape d'isolation électrique des parois des motifs en saillie 27, comme illustré sur la figure 1F. Pour ce faire, une couche 6 d'un matériau isolant peut être déposée sur la face arrière BS du substrat 1, de préférence de manière conforme, par exemple au moyen d'une technique de dépôt de couches minces atomiques, également appelée ALD pour « Atomic Layer Deposition » en 10 anglais, ou par PECVD. Le dépôt de la couche isolante 6 est effectué à une température de préférence inférieure à 200°C pour ne pas recristalliser les couches amorphes. La couche isolante 6 est ensuite gravée pour ne conserver que les portions en contact avec les parois des motifs en saillie 27. La gravure de la couche isolante 6 est de préférence effectuée au moyen d'une technique de gravure sèche anisotrope 15 telle que la gravure ionique réactive. La couche isolante 6 formée sur les parois des motifs en saillie 27 présente une épaisseur de préférence comprise entre 5 nm et 40 nm. Cette épaisseur est choisie de manière à ne pas remplir l'intégralité des motifs en creux 29 formés dans l'empilement 2. Eventuellement, l'épaisseur de la couche isolante 6 peut être inférieure 20 à 5 nm, ce qui peut limiter le choix du matériau de la couche 6 afin de s'assurer que l'isolation électrique procurée par la couche 6 soit suffisante. De préférence, la couche isolante 6 est également passivante au contact de la face arrière du substrat 1, c'est-à-dire au fond des motifs en creux 29. La couche isolante 6 peut par exemple comporter un nitrure tel que le nitrure de silicium (SiN), ou 25 un oxyde tel que l'alumine (A1203) ou l'oxyde de silicium (Si02). Avantageusement, les portions de la couche protectrice 3 situées aux sommets des motifs en saillies 27 peuvent être conservées et ainsi servir de couches isolantes pour les parois supérieures des motifs en saillies. Alternativement, les portions restantes de la couche protectrice 3 peuvent être 30 supprimées. Dans ce cas, l'isolation électrique est effectuée à la fois sur les parois latérales et sur les parois supérieures des motifs en saillies 27. Une deuxième couche semi-conductrice 51 est ensuite déposée sur la face arrière BS du substrat 1, comme illustré sur la figure 1G. La deuxième couche semi- conductrice 51 est dopée d'un deuxième type de conductivité opposé au premier type 3061359 13 de conductivité de la première couche semi-conductrice 21. Autrement dit, lorsque la première couche semi-conductrice 21 est dopée n, la deuxième couche semiconductrice 51 est dopée p. Inversement, lorsque la première couche semiconductrice 21 est dopée p, la deuxième couche semi-conductrice 51 est dopée n. 5 Par ailleurs, si la première couche semi-conductrice 21 forme l'émetteur de la cellule photovoltaïque 100, la deuxième couche semi-conductrice 51 forme le collecteur de la cellule photovoltaïque 100. Inversement, lorsque la première couche semi-conductrice 21 forme le collecteur de la cellule photovoltaïque 100, la deuxième couche semi-conductrice 51 forme l'émetteur de la cellule photovoltaïque 100. 10 La deuxième couche semi-conductrice 51 remplit les motifs en creux 29 formés dans l'empilement 2. Deux réseaux de collectes de porteurs de charge, émetteur et collecteur, sont ainsi créés sur la face arrière BS de la cellule photovoltaïque 100, ces deux réseaux correspondant aux motifs en saillies 410 et aux motifs en creux formés dans la couche de copolymère à blocs. 15 En ayant recours à la couche de copolymère à blocs 4 comme masque de gravure, il est possible d'utiliser la quasi-totalité de la surface de la cellule photovoltaïque 100 pour collecter les porteurs de charge. En effet, il n'est pas nécessaire de prévoir des zones non actives pour assurer le recouvrement entre les masques utilisés par exemple dans les techniques de photolithographie de l'art zo antérieur. La figure 2 est une vue de dessus de la couche 4 de copolymère di-bloc PS-bPMMA assemblé, après le retrait de la phase de PMMA. Les zones claires sont constituées de la phase de PS 41, tandis que les zones sombres correspondent aux cavités laissées par l'élimination du PMMA (42). 25 Avantageusement, la composition du copolymère à blocs est choisie de manière à ce que les phases 41, 42 du copolymère soient entremêlées de manière aléatoire, comme cela est visible sur la figure 2. Le fait que les phases forment des motifs aléatoire permet de diminuer l'ombrage électrique pour les porteurs de charge. En effet, la diffusion des porteurs de charge s'effectue de manière libre, c'est-à-dire 30 que les porteurs de charge peuvent se déplacer dans n'importe quelle direction et pas forcément en ligne droite. Par conséquent, avec des motifs dessinés de façon aléatoire, les porteurs de charge ont une plus grande probabilité de rencontrer leur zone de collecte respective avant d'être recombinés, ce qui n'est pas le cas pour les 3061359 14 cellules photovoltaïques de l'art antérieur dans lesquelles l'émetteur et le collecteur forment des peignes interdigités, c'est-à-dire des lignes droites. Les distances de diffusion des porteurs de charge sont donc réduites d'une part grâce à l'organisation aléatoire des phases du copolymère, et d'autre part mais surtout 5 grâce au pas de répétition des phases du copolymère qui peut atteindre des dimensions de quelques dizaines de nanomètre. Cette réduction du chemin de collecte des porteurs de charge permet de réduire les pertes résistives de la cellule photovoltaïque 100. Par ailleurs, cette réduction des distances de diffusion permet de relâcher les 10 contraintes sur la qualité du substrat, ce qui revient à réduire le coût de fabrication de la cellule photovoltaïque. Avantageusement, avant l'étape de dépôt de la deuxième couche semiconductrice 51, une deuxième couche de passivation 53 est déposée sur la face arrière BS du substrat 1 pour réduire le nombre de recombinaisons au niveau de 15 l'interface entre le substrat 1 et la deuxième couche semi-conductrice 51, et ainsi augmenter l'efficacité de la cellule photovoltaïque 100. La deuxième couche de passivation 53 épouse les parois des motifs en saillies et des motifs en creux formés dans l'empilement 2, comme illustré sur la figure 1G. La deuxième couche de passivation 53 est par exemple en silicium amorphe 20 intrinsèque ou faiblement dopé, à une dose de préférence comprise entre 1016 at/cm2 et 1019 at/cm2. La deuxième couche de passivation 53 peut être déposée par PECVD. La deuxième couche de passivation 53 présente une épaisseur de préférence comprise entre 2 nm et 10 nm. L'épaisseur de la deuxième couche de passivation 53 est choisie de manière à ne pas remplir l'intégralité des motifs en creux 29 formés dans 25 l'empilement 2. L'épaisseur cumulée de la deuxième couche semi-conductrice 51 et de la deuxième couche de passivation 53 étant de préférence comprise entre 10 nm et 50 nm. De préférence, la deuxième couche de passivation 53 s'étend sensiblement sur toute la face arrière BS du substrat 1. Avantageusement, la couche de passivation 53 peut être suffisamment épaisse 30 pour isoler les parois des motifs en saillie 27. Ainsi, le procédé selon l'invention peut ne pas comporter d'étape spécifique d'isolation électrique des parois des motifs en saillie 27. Avantageusement, une deuxième couche conductrice électriquement 55 est déposée sur la deuxième couche semi-conductrice 51. La deuxième couche 3061359 15 conductrice 55 permet de collecter les porteurs de charge majoritairement présents dans la deuxième couche semi-conductrice 51. Dans le mode de mise en oeuvre préférentiel des figures 1A-1H, la deuxième couche semi-conductrice 51 remplit entièrement les motifs en creux 29 et forme une 5 surépaisseur sur l'empilement 2. Les motifs en saillies 27 sont englobés par la deuxième couche semi-conductrice 51, comme illustré sur la figure 1G. Dans ce cas, la deuxième couche conductrice 55 recouvre de préférence entièrement la deuxième couche semi-conductrice 51. Autrement dit, la deuxième couche conductrice 55 s'étend sur toute la face arrière BS de la cellule photovoltaïque 100. La surface de 10 collecte des porteurs de charge est donc augmentée par rapport à une cellule photovoltaïque à hétérojonction et à contacts en face arrière de l'art antérieur. Cette augmentation de la surface de collecte permet de réduire la résistance série de la cellule photovoltaïque 100. La deuxième couche conductrice 55 peut être transparente, mais pas 15 nécessairement. En effet, la deuxième couche conductrice 55 se trouve sur la face arrière BS de la cellule photovoltaïque 100 qui n'est pas destinée à être exposé au rayonnement lumineux. La deuxième couche conductrice 55 est par exemple formée à partir d'un oxyde conducteur tel l'oxyde d'indium-étain, l'oxyde de molybdène, l'oxyde de tungstène, l'oxyde de césium ou l'oxyde de zinc. La deuxième couche 20 conductrice 55 présente une épaisseur de préférence comprise entre 50 nm et 300 nm. Dans ce mode de réalisation préférentiel où la deuxième couche conductrice 55 recouvre toute la face arrière BS de la cellule photovoltaïque 100, l'une des phases restantes du copolymère, c'est-à-dire une phase autre que celle qui a été retirée, forme 25 initialement un réseau continu. Cette caractéristique peut être obtenue en choisissant de manière appropriée la chimie du copolymère à blocs déposé sur l'empilement 2. C'est le cas par exemple pour le copolymère di-blocs PS-b-PMMA comportant 50% de PS et 50% de PMMA, comme illustré sur la figure 2. On remarque en effet que le domaine 41 (représenté en clair sur la figure 2) formé par la phase de PS est continu. 30 Les motifs en saillie 27 sont ainsi reliés entre eux ce qui facilite la prise de contact au niveau de la première couche conductrice 25, comme décrit plus en détail ci-dessous. Enfin, dans ce mode de mise en oeuvre préférentiel, une ou plusieurs ouvertures 8 sont créées dans la deuxième couche conductrice 55 de manière à dévoiler la première couche conductrice 25, comme illustré sur la figure 1H. Des contacts 3061359 16 électriques sont ensuite avantageusement formés sur la première couche conductrice 25 et sur la deuxième couche conductrice 55. Pour ce faire, il est possible d'effectuer une métallisation auto-alignée, par exemple au moyen d'un procédé d'application d'un revêtement métallique, également appelé « plating » en anglais », ou au moyen d'un 5 procédé d'électro-greffage. Ainsi, le métal est déposé uniquement sur les couches conductrices 25, 55. La figure 3 montre une vue de dessus de la face arrière BS de la cellule photovoltaïque 100 comportant quatre ouvertures 8 formées au voisinage d'un bord de la cellule. La localisation et le nombre des ouvertures 8 peuvent être arbitraires 10 puisque la première couche conductrice 25 forme un réseau continu. Pour réaliser les ouvertures 8, il est possible de déposer une pâte masquante, par exemple par sérigraphie, sur la deuxième couche conductrice 55, puis la cellule photovoltaïque 100 étant ensuite soumise à une gravure humide de la deuxième couche conductrice 55, de la deuxième couche semi-conductrice 51, de la deuxième 15 couche de passivation 53 et de la couche protectrice 3. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Dans une variante mise en oeuvre du procédé de fabrication, à la place de 20 lamelles entremêlées aléatoirement, le copolymère di-blocs PS-b-PMMA assemblé peut former un premier domaine 41' continu formé par la phase de PS et un deuxième domaine 42 formé par la phase de PMMA, ce deuxième domaine 42 comportant une multitude de zones cylindriques s'étendant selon une axe orthogonal à la face arrière du substrat 1, comme illustré sur la figure 4. 25 Il est également possible d'adapter le rapport entre la surface totale couverte par les zones d'émetteur et la surface totale couverte par les zones de collecteur. En effet, pour maximiser le courant délivré par une cellule photovoltaïque, le point le plus critique est la collecte des porteurs de charge minoritaires car ils ont tendance à se recombiner plus rapidement. La taille de l'émetteur peut donc être augmentée au 30 détriment de celle du collecteur. Théoriquement, le rapport idéal est d'environ 70% de surface d'émetteur et 30% de surface de collecteur. Cette modulation de la taille des zones d'émetteur et de collecteur équivaut à moduler la taille des domaines des phases du copolymère. Pour ce faire, il est possible de modifier la chimie du copolymère à blocs ou d'élargir la taille du domaine 3061359 17 correspondant à la phase qui a été retirée, cet élargissement étant par exemple réalisé par gravure plasma. 5 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une cellule photovoltaïque (100) à hétérojonction et à contacts en face arrière, le procédé comportant les étapes suivantes : fournir un substrat (1) comprenant un matériau semi-conducteur cristallin ; former un empilement (2) sur une face arrière (BS) du substrat, l'empilement comportant au moins une première couche semi-conductrice (21) comprenant un matériau semi-conducteur amorphe dopé d'un premier type de conductivité ; déposer une couche (4) d'un copolymère à blocs sur l'empilement ; assembler le copolymère à blocs ; éliminer sélectivement une première phase (42) du copolymère à blocs assemblé, la couche de copolymère à blocs restante formant des motifs en creux (420) ; transférer les motifs en creux de la couche de copolymère à blocs restante dans l'empilement jusqu'à atteindre la face arrière du substrat ; déposer, sur la face arrière du substrat, une deuxième couche semi-conductrice (51) comprenant un matériau semi-conducteur amorphe dopé d'un deuxième type de conductivité opposé au premier type de conductivité, la deuxième couche semi-conductrice remplissant les motifs en creux transférés dans l'empilement. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la composition du copolymère à blocs est telle que, au cours de l'étape d'assemblage, les phases (41, 42) du copolymère s'organisent de manière aléatoire. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 comportant, après l'étape de transfert des motifs en creux (420), une étape d'élimination de la couche de copolymère à blocs (4) restante. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel, après l'étape de transfert des motifs en creux (420), l'empilement (2) forme des motifs en saillie (27), le procédé comportant une étape d'isolation électrique des parois des motifs en saillie. 3061359 19 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l'empilement (2) comporte une première couche conductrice électriquement (25) 5 déposée sur la première couche semi-conductrice (21). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la composition du copolymère à blocs est telle que, après l'étape d'élimination de la première phase (42) du copolymère à blocs assemblé, la couche de copolymère à 10 blocs (4) restante forme un réseau continu. 7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel la deuxième couche semiconductrice (51) remplit entièrement les motifs en creux (29) et forme une surépaisseur sur l'empilement (2), le procédé comportant une étape de dépôt d'une deuxième 15 couche conductrice électriquement (55) sur la deuxième couche semi-conductrice. 8. Procédé selon la revendication 7 comportant une étape de réalisation d'une ouverture (8) dans la deuxième couche conductrice (55) jusqu'à découvrir la première couche conductrice (25). 20 9. Procédé selon la revendication 8 comportant une étape de formation de contacts électriques sur la première couche conductrice (25) découverte au moyen de l'ouverture (8) et sur la deuxième couche conductrice (55). 25 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 comportant, avant l'étape de dépôt de la couche de copolymère à blocs, une étape de dépôt d'une couche protectrice (3) sur l'empilement, la couche de copolymère à blocs (4) étant déposée sur la couche protectrice. 30 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel la couche de copolymère à blocs (4) est déposée sur une surface de dépôt, le procédé comportant une étape de préparation de la surface de dépôt de sorte que les phases (41, 42) du copolymère à bloc aient la même affinité avec la surface de dépôt. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel l'empilement (2) comporte une première couche de passivation (23) comprenant un 3061359 20 matériau semi-conducteur amorphe intrinsèque déposée sur la face arrière (BS) du substrat (1), la première couche semi-conductrice (21) étant déposée sur la première couche de passivation. 5 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 comportant, avant l'étape de dépôt de la deuxième couche semi-conductrice (51), une étape de dépôt d'une deuxième couche de passivation (53) comprenant un matériau semi-conducteur amorphe intrinsèque sur la face arrière (BS) du substrat (1), la deuxième couche semiconductrice étant déposée sur la deuxième couche de passivation. 10 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel le dépôt de la couche de copolymère à blocs (4) est réalisé par dépôt à la tournette. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel le 15 copolymère à blocs comporte au moins un dérivé styrènique et un dérivé de méthacrylate. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 dans lequel le transfert des motifs en creux (420) dans l'empilement est réalisé par gravure humide. 20 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 comportant une étape d'élargissement par gravure des motifs en creux (420) transférés dans l'empilement (2).