(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のタイプの伝導性を有する半導体から構成され、互いにほぼ平行な２つの主表面（１０４、１０６）を有する基板（１０２）を含む光電池（１００）であって、前記基板（１０２）は、複数の止り穴（１０８）を含み、前記止り穴の開口部は、前記２つの前記主表面の片方（１０６）内に配置され、前記止り穴（１０８）は、前記第１のタイプの伝導性とは反対の第２のタイプの伝導性を有する半導体（１１０）を充填され、前記光電池（１００）のエミッタを形成し、前記基板（１０２）は、前記光電池（１００）のベースを形成し、前記光電池（１００）は、前記止り穴（１０８）の前記開口部を含む前記基板（１０２）の前記主表面（１０６）上に、前記光電池（１００）の前記エミッタ（１１０）と接触する、前記第２のタイプの伝導性を有する少なくとも１つの半導体から構成される、第１のコレクタピン（１１２）と、前記基板（１０２）と接触し、前記第１のコレクタピン（１１２）と櫛状構造をなす、前記第１のタイプの伝導性を有する少なくとも１つの半導体から構成される、第２のコレクタピン（１１４）と、をさらに含み、
前記第１のコレクタピン（１１２）の半導体中のドーピング原子濃度は、前記エミッタの半導体（１１０）中のドーピング原子濃度より高く、前記第２のコレクタピン（１１４）の半導体中のドーピング原子濃度は、前記基板（１０２）の半導体中のドーピング原子濃度より高い、光電池（１００）。
【請求項２】
各止り穴（１０８）は、前記基板（１０２）の前記２つの主表面（１０４、１０６）にほぼ直交する対称な中心軸を有する、請求項１に記載の光電池（１００）。
【請求項３】
各止り穴（１０８）は、前記止り穴（１０８）の開口部を含む、前記基板（１０２）の前記主表面（１０６）を貫通する平面内に、前記止り穴（１０８）の底面壁の面積よりも大きい面積の断面を含む、請求項１または２に記載の光電池（１００）。
【請求項４】
各止り穴（１０８）において、前記止り穴の開口部が配置される前記基板（１０２）の前記主表面（１０６）を貫通する平面の領域内の前記止り穴（１０８）の断面の面積と、前記止り穴（１０８）の底面壁の面積との間の比は、１から３の間である、請求項３に記載の光電池（１００）。
【請求項５】
各止り穴（１０８）は、ほぼ円錐台またはオージブ形状を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の光電池（１００）。
【請求項６】
各止り穴（１０８）は、前記基板（１０２）の前記主表面（１０４、１０６）の１つに平行な平面内に、多角形形状の断面を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の光電池（１００）。
【請求項７】
前記基板（１０２）の前記主表面（１０４、１０６）の少なくとも１つは、構造化される、請求項１から６のいずれか一項に記載の光電池（１００）。
【請求項８】
前記エミッタの前記第２のタイプの伝導性を有する前記半導体（１１０）内の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度は、１０１６から１０２１の間、または１０１８から１０２０の間であり、前記基板（１０２）の前記第１のタイプの伝導性を有する前記半導体内の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度は、１０１５から１０１８の間、または１０１６から１０１７の間である、請求項１から７のいずれか一項に記載の光電池（１００）。
【請求項９】
前記基板（１０２）の厚さは、３００μｍ未満であり、各止り穴（１０８）の深さは、前記基板（１０２）の厚さの半分よりも大きい請求項１から８のいずれか一項に記載の光電池（１００）。
【請求項１０】
前記第２のコレクタピン（１１４）の前記第１のタイプの伝導性を有し、前記第１のコレクタピン（１１２）の前記第２のタイプの伝導性を有する半導体内の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度は、１０１９から１０２１の間である、請求項１から９のいずれか一項に記載の光電池（１００）。
【請求項１１】
ａ）一方が他方にほぼ平行である２つの主表面（１０４、１０６）を有する、第１のタイプの伝導性を有する半導体から構成される基板（１０２）を作成するステップと、
ｂ）前記止り穴（１０８）の開口部が、２つの前記主表面の１つ（１０６）のみに配置されるように、前記基板（１０２）内に複数の止り穴（１０８）を作成するステップと、
ｃ）前記第１のタイプの伝導性とは反対の第２のタイプの伝導性を有する半導体から構成される材料を前記止り穴（１０８）内に充填し、光電池（１００）のエミッタ（１１０）を形成するステップとを少なくとも含む、光電池（１００）を作成する方法であって、
充填のステップｃ）は、前記止り穴（１０８）の前記開口部が配置される前記基板（１０２）の前記主表面（１０６）上に、前記止り穴（１０８）の前記開口部を有する前記基板（１０２）の前記表面（１０６）に配置される第１のマスクを通して、前記電池（１００）の前記エミッタ（１１０）と接触する、前記第２のタイプの伝導性を有する少なくとも１つの半導体から構成される、第１のコレクタピン（１１２）を作成することもでき、ステップｃ）の後、前記第１のマスクを取り外すステップと、前記止り穴（１０８）の開口部が配置される前記基板（１０２）の前記表面（１０６）に配置される第２のマスクを通して注入することによって、前記基板（１０２）と接触し、前記第１のコレクタピン（１１２）と櫛状構造をなす、前記第１のタイプの伝導性を有する少なくとも１つの半導体から構成される第２のコレクタピン（１１４）を作成するステップとをさらに含み、前記第１のコレクタピン（１１２）の半導体中のドーピング原子濃度は、前記エミッタの半導体（１１０）中のドーピング原子濃度より高く、前記第２のコレクタピン（１１４）の半導体中のドーピング原子濃度は、前記基板（１０２）の半導体中のドーピング原子濃度より高い、光電池（１００）を作成する方法。
【請求項１２】
ステップａ）は、第１のタイプの伝導性を有する半導体から構成される材料をモールド内に注入することによって実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板（１０２）、および／または前記エミッタ（１１０）、および／または前記コレクタピン（１１２、１１４）は、半導体およびポリマー粉末から構成される材料の混合物より作成され、前記方法は、充填のステップｃ）の後、３００℃から６００℃の間の温度で、１２時間から３６時間の間の継続時間にわたって実施される混合物のデバインドステップと、１０００℃から１３５０℃の間の温度で、１時間から８時間の間の継続時間にわたって達成される、デバインド後に得られる粉末のフリッティングステップとをさらに含む、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記デバインドステップおよび／または前記フリッティングステップは、還元雰囲気において実施される、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電池の分野に関し、特に、後面接触部、すなわち光子を受けない電池の表面上に配置される接触部を有する光電池の分野に関する。さらに、本発明は、マイクロエレクトロニクスにおいて使用される標準的な品質よりも低い品質の半導体からの光電池の作成に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電池は、基板またはプレートを得るために、液体シリコン槽からインゴットを固化し、次に、このインゴットのウエハを切断することによって得られる、単結晶または多結晶のシリコン基板から主に作成される。その際に、光電池を作成するために、これらのシリコン基板上に堆積させる様々な技術が、クリーンルーム内で使用される。
【０００３】
「ホモ接合」と呼ばれる伝統的な技術による光電池の作成中、最初に、結晶化シリコンインゴットが、その上に電池が作成されるウエハに切断される。次に、これらのウエハは、これらのウエハから作成される光電池による光の捕捉を改善するために、化学的浸食によって構造化される。次に、Ｐ−ｎ接合が、これらのウエハにおけるガス拡散によって形成される。次に、電池の防眩特性を改善し、再結合欠陥を不活性化するために、ＰＥＣＶＤ堆積が、行われる。次に、光発生キャリアを収集し、光電池の電気接触部を作成するのを可能にするために、伝導層が、スクリーン印刷によって両表面上に堆積される。
【０００４】
しかし、「ホモ接合」として知られる、このタイプの技術において、工業的に達成されるエネルギー効率は、「マイクロエレクトロニクス」品質のベースシリコンにおいてさえも、通常、１５％程度に制限される。
【０００５】
２０％より大きな効率を得るために、ヘテロ接合（アモルファスＳｉ／結晶質Ｓｉ）を有する光電池および／またはＲＣＣ型の電池（後面接触部電池）などの、異なる構造を有する光電池を使用する必要があり、それらの光電池は、特に、電池の前面上の収集導電体の存在に関連する影を克服することを可能にする（全ての接触部が、電池の後面上に存在する）。
【０００６】
このタイプの電池が作成されるときは常に、有利なエネルギー効率の達成は、電池の中心部内の光発生少数キャリアの最大数が、ｐ−ｎ接合に到達して、収集することができ、したがって、それらの拡散距離がウエハの厚さよりも大きいことを必要条件とする。これは、特に、ＲＣＣ電池の場合に当てはまるが、それは、キャリアが、電池の前面の領域内の被照射シリコンの第１のマイクロメートル内で主に生成され、したがって、収集される前に全ウエハを横断しなければならないからである。したがって、ＲＣＣタイプの電池の作成は、マイクロエレクトロニクス品質のシリコンから作成される単結晶の使用を必要とし、マイクロエレクトロニクス品質のシリコンは、少数キャリアの大きい拡散距離を有するが、コストがかかるという大きな欠点を有する。
【０００７】
コストがかからない他のタイプのシリコンが存在するが、それは、程度の低い純度を有し、少数キャリアの、より小さい拡散距離をもたらす。したがって、より低い品質のこれらのシリコンは、ＲＣＣ型電池の作成に使用することができない。
【０００８】
ＥＷＴ（エミッタラップスルー）型の光電池も存在する。これらの電池は、ｐ型などのシリコンウエハから作成される。穴（その直径は、約６０μｍに等しく、約２ｍｍの間隔である）は、シリコンウエハを刻印するレーザーによって作成される。次に、電池のエミッタが、前面上のガス拡散によるｎ＋型層の作成によって、穴の壁内、電池の後面の一部分上にも形成される。したがって、ｐ−ｎ＋接合は、領域の電池の体積部内で分割され、少数キャリアが収集され、減少する前に、少数キャリアがその距離を移動できるようにする。
【０００９】
しかし、そのようなＥＷＴ電池は、必ずクリーンルーム内で行わなければならないそれらの作成と、基板内の穴の作成のためのレーザーの使用との結果として、製造コストが高いという大きな欠点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の１つの目的は、その製造コストがより低く、マイクロエレクトロニクス品質よりも低い品質の半導体から作成することができる、光電池内の少数電荷キャリアの収集および輸送を最適化する光電池の新規の構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これを達成するために、本発明は、第１のタイプの伝導性を有する半導体から構成され、一方が他方に対してほぼ平行な２つの主表面を有する基板を含む光電池を提供し、基板は、複数の止り穴を含み、止り穴の開口部は、主表面の片方内に配置され、止り穴は、第１のタイプの伝導性とは反対の第２のタイプの伝導性を有する半導体を充填され、光電池のエミッタを形成し、基板は、光電池のベースを形成する。
【００１２】
この光電池のエミッタは、基板の中心部内の止り穴内に配置される、いくつかの半導体部分の形態で配置される。したがって、光電池の現行の構造と比較して、光電池内のｐ−ｎ接合のこの構成により、収集され、かつ光電池内を輸送される少数電荷キャリアを最適化するのが可能になり、したがって、たとえば、ポリマーが混合された半導体粉末などの、その作成においてマイクロエレクトロニクス品質より劣る品質の半導体の使用が可能になる。したがって、この電池は、マイクロプラスタージ（ｍｉｃｒｏｐｌａｓｔｕｒｇｙ）から得られる技術などを使用して、低コストで作成することができる。
【００１３】
それに加えて、ＥＷＴタイプの光電池と比較して、本発明による光電池は、電池のエミッタを形成する半導体の一部分の寸法、配置、および間隔を調整する、より大きい可能性を提供する。ＥＷＴ技術と比較して、この光電池構造は、半導体の低レベルのドーピングの使用で、等価の伝導性を有することも可能にする。
【００１４】
各止り穴は、基板の２つの主表面にほぼ直交する対称な中心軸を有することができる。したがって、電池のエミッタは、光電池の基板内に配置される半導体の縦方向部分によって形成される。
【００１５】
各止り穴は、それらの開口部が配置される、基板の主表面を貫通する平面内に、前記止り穴の底面壁の面積よりも大きい面積の断面を含むことができる。このようにして、そのような止り穴、したがって光電池のエミッタを形成する半導体のそのような一部分を選択することによって、これらの止り穴の断面の面積は、基板内に配置される半導体による入射光子のスペクトル吸収を考慮に入れれば、基板内の止り穴の高さによって異なり、それは、少数電荷キャリアの輸送を改善することができる。
【００１６】
この場合に、各止り穴において、止り穴の開口部が配置される基板の主表面を貫通する平面の領域内の前記止り穴の断面の面積と、前記止り穴の底面壁の面積との間の比は、１から３の間とすることができる。
【００１７】
各止り穴は、ほぼ円錐台またはオージブ（ｏｇｉｖｅ）形状を有することができる。
【００１８】
各止り穴は、基板の主表面の１つに平行な平面内に、多角形形状、または星形形状などの断面を含むことができる。したがって、電池のエミッタを形成する半導体の一部分に特定の外形を選択することによって、少数電荷キャリアを収集する確率は、光電池のエミッタを形成するこれらの半導体部分の元の横断形状により、基板内の所与の体積に対するエミッタの面積を増加させることによって増加する。
【００１９】
基板の主表面の少なくとも１つを、構造化することができ、この手段によって光電池による光の捕捉を改善する。
【００２０】
エミッタの第２のタイプの伝導性を有する半導体内の１立方センチメートル当りのドーピング原子、またはキャリア原子の濃度は、１０１６から１０２１の間、好ましくは１０１８から１０２０の間とすることができる。基板の第１のタイプの伝導性を有する半導体内の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度は、１０１５から１０１８の間、好ましくは１０１６から１０１７の間とすることができる。
【００２１】
有利には、基板の厚さは、３００μｍ未満とすることができ、各止り穴の深さは、有利には、基板の厚さの半分よりも大きくすることができる。
【００２２】
光電池は、止り穴の開口部が配置される基板の主表面上に、電池のエミッタと接触する、第２のタイプの伝導性を有する少なくとも１つの半導体から構成される、第１のコレクタピンと、基板と接触し、第１のコレクタピンと櫛状構造をなす、第１のタイプの伝導性を有する少なくとも１つの半導体から構成される、第２のコレクタピンとを含むこともできる。
【００２３】
この場合に、第２のコレクタピンの第１のタイプの伝導性を有し、第１のコレクタピンの第２のタイプの伝導性を有する半導体内の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度は、１０１９から１０２１の間とすることができる。
【００２４】
本発明は、少なくとも以下の、
ａ）一方が他方にほぼ平行である２つの主表面を有する、第１のタイプの伝導性を有する半導体から構成される基板を作成するステップと、
ｂ）止り穴の開口部が、２つの主表面の１つのみに配置されるように、基板内に複数の止り穴を作成するステップと、
ｃ）第１のタイプの伝導性とは反対の第２のタイプの伝導性を有する半導体から構成される材料を止り穴内に充填し、光電池のエミッタを形成するステップとを含む、光電池を作成する方法にも関する。
【００２５】
ステップａ）は、第１のタイプの伝導性を有する半導体から構成される材料をモールド内に注入することによって実施することができる。
【００２６】
本方法の過程において、最初のモールド内に基板を保ち、モールドのベースを取り外し、位置調整の全ての問題を容易にすることが可能である。
【００２７】
充填のステップｃ）は、止り穴の開口部が配置される基板の主表面上に、止り穴の開口部を有する基板の前記表面に配置される第１のマスクを通して、電池のエミッタと接触する、第２のタイプの伝導性を有する少なくとも１つの半導体から構成される、第１のコレクタピンを作成することもでき、ステップｃ）の後、第１のマスクを取り外すステップと、止り穴の開口部が配置される基板の前記表面に配置される第２のマスクを通して注入することによって、基板と接触し、第１のコレクタピンと櫛状構造をなす、第１のタイプの伝導性を有する少なくとも１つの半導体から構成される第２のコレクタピンを作成するステップとをさらに含む。
【００２８】
基板、および／またはエミッタ、および／またはコレクタピンは、半導体およびポリマー粉末から構成される材料の混合物より作成することができ、本方法は、充填のステップｃ）の後、約３００℃から６００℃の間の温度で、約１２時間から３６時間の間の継続時間にわたって実施される混合物のデバインドステップと、約１０００℃から１３５０℃の間の温度で、約１時間から８時間の間の継続時間にわたって達成される、デバインド後に得られる粉末のフリッティングステップとをさらに含むこともできる。
【００２９】
デバインドステップおよび／またはフリッティングステップは、水素雰囲気などの還元雰囲気において達成することができる。
【００３０】
本発明は、添付の図を参照して、示すだけの、決して限定しない、所与の実施形態の例の説明を読むことによって、より十分に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】特定の実施形態による、本発明の対象を形成する光電池の、断面および外形の部分図である。
【図２】特定の実施形態による、本発明の対象を形成する光電池の下面部分図である。
【図３】特定の実施形態による、本発明の対象を形成する光電池の部分断面図である。
【図４】本発明の対象を形成する光電池の基板内に作成される止り穴の外形および断面の例の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図から図への移動を容易にするために、以下に示される、異なる図の同一、同様、または均等な部品は、同じ参照符号を有する。
【００３３】
図に示される異なる部品は、図をより読み取りやすくするために、均一のスケールで示される必要はない。
【００３４】
様々な可能性（変形形態および実施形態）は、相互排他的でなく、互いに組み合わせることができることを理解するべきである。
【００３５】
最初に、特定の実施形態による光電池１００の、断面および外形の部分図を示す図１を参照する。
【００３６】
本明細書では、ｐ型の光電池１００は、ｐ型シリコンから構成される基板１０２を含む。この基板１０２は、光線を受けることを目的とする前面１０４、および後面１０６を含む。図１の例において、前面１０４は、光電池１００内に到達する光をより十分に補足するために構造化される。異なる実施形態において、後面１０６も、前面１０４と同様の方法であるかどうかを問わず構造化することができる。基板１０２の厚さは、たとえば、約５０μｍから３００μｍの間であり、有利には約１００μｍから２００μｍの間である。
【００３７】
止り穴１０８が、基板１０２内に形成され、各止り穴１０８は、基板１０２の後面１０６内に開口部を有する。図１に示されるように、止り穴１０８は、後面１０６の領域内に止り穴１０８の断面積が止り穴１０８の底面壁の面積よりも大きくなるような外形を有する。図１に示される軸ＡＡにおける光電池１００の断面図である図３によって、この場合、止り穴１０８は、後面１０６に平行な平面内で、三角形の断面を有することを理解することができる。
【００３８】
止り穴１０８は、この場合、ｎ＋型シリコンである半導体１１０を充填される。したがって、シリコン１１０の一部分は、光電池１００のエミッタを形成し、基板１０２は、光電池１００のベースを形成する。したがって、光電池１００の体積部を通して分布するｐ−ｎ接合が得られる。
【００３９】
光電池１００内に発生する電流の収集は、ｎ＋型シリコンから構成され、かつシリコン１１０の一部分と接触する第１のコレクタピン１１２によって達成され、第１のコレクタピン１１２は、ｐ＋型シリコンから構成され、かつ基板１０２の後面１０６と接触する第２のコレクタピン１１４と櫛状構造をなす（図１および２を参照）。
【００４０】
基板１０２の主表面１０４および１０６の１つに平行な平面内の止り穴１０８の断面は、円形などの三角形以外の形状（図４に示される断面１１０ｃなどを参照）とすることができる。しかし、止り穴１０８の断面は、図３のような三角形、正方形、星形（図４に示される断面１１０ｄおよび１１０ｆなどを参照）、または規則的もしくは不規則的な多角形（図４に示される八角形断面１１０ｅなどを参照）などの、円形以外の形状から選択されるのが好ましい。これらの形状によって、止り穴１０８内に配置される半導体１１０（エミッタ）と基板１０２との間の接触面積が増加することが可能になり、それによって、光電池１００内の少数電荷キャリアの収集確率が増加することが可能になる。所与の体積に対して、三角形の断面は、円形の断面と比較して、エミッタの面積を約３０％だけ増加させることを可能にする。再び円形の断面と比較して、２つの正三角形を重ね合わせることによって構成される正六角星形形状の断面により、２倍近くの面積増加が得られる。最後に、必要に応じて、より複雑な形状を想定することができる（ｎ本の辺を有する、規則的もしくは不規則的な多角形、または三角形の重ね合せ、および／またはｎ本の枝を有する星形）。
【００４１】
使用される半導体の品質により、特に、その拡散距離、２つの隣接する止り穴１０８間の距離に対応する、半導体１１０の２つの隣接する部分間の距離は、約４０μｍから３００μｍの間とすることができ、好ましくは６０μｍから１００μｍの間とすることができる。
【００４２】
図１の例において、止り穴１０８は、その断面の寸法が、円錐外形１１０ａ（図４）などの、後面１０６に対する断面の距離に応じて規則的に減少するような外形を有する。一変形形態において、止り穴１０８は、たとえば、切頂オージブ形状（図４内の参照符号１１０ｂ）などの異なる形状の外形を有することができ、切頂オージブ形状において、断面の寸法の減少は、その外形の全長に沿っては規則的でないが、主に止り穴１０８の底面内で生じる。止り穴１０８は、異なる形状（たとえば円筒形、すなわち、その断面の寸法が、その外形の全長に沿って同一である）の外形を有することもできる。有利には、各止り穴１０８は、図１の例と同様に、後面１０６を貫通する平面内に、前記止り穴１０８の底面壁の面積よりも大きい面積の断面を含む。したがって、止り穴１０８の断面の面積は、基板１０２の半導体材料による入射光子のスペクトル吸収を考慮に入れれば、光電池１００内での高さによって異なる。たとえば、約１から３の間、好ましくは約１．２から２の間の、後面１０６の領域内の穴１０８の断面の面積と、穴１０８の底面壁面積との間の比を有することができる。この比の値は、特に光源により、使用される材料の光子の吸収のグラフを介して、選択される。
【００４３】
シリコン１１０の一部分によって形成されるｎ＋領域の、大きい再結合活性度に関する活性体積部の喪失を制限するために、止り穴１０８の形状因子に対する止り穴１０８の作成に関する技術的な制約を考慮に入れながら、止り穴１０８の体積をできる限り制限することができる。止り穴１０８の１つの高さ、すなわち図１に示されるｙ軸方向の寸法と、その断面の１辺（または円の場合には直径）の寸法との間の比は、たとえば、１０以下とすることができる。それに加えて、止り穴１０８の深さに対応する半導体の一部分の高さは、少なくとも基板１０２の厚さの半分に等しい。
【００４４】
上述の光電池１００は、ｐ型であり、すなわち、ｐ型シリコンから構成される基板１０２、および止り穴１０８内のｎ＋型シリコン１１０によって形成されるｐ−ｎ接合を含む。一変形形態において、説明される光電池１００は、ｎ型とすることができ、すなわち、ｎ型シリコンから構成される基板１０２、および止り穴１０８内のｐ＋型シリコン１１０によって形成されるｎ−ｐ接合を含む。それに加えて、光電池１００の作成に使用される半導体は、ゲルマニウムなどのシリコン以外の半導体とすることができる。したがって、上述の例において、コレクタピン１１２、１１４は、それぞれ、ｎ＋およびｐ＋である。
【００４５】
一般に、基板（ｐ型またはｎ型）は、１０１５から１０１８の間、有利には１０１６から１０１７の間の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度を有する。エミッタは、１０１６から１０２１の間、有利には１０１８から１０２０の間の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度を有する。コレクタピンは、それらが接触する半導体のドーピング原子濃度よりも大きいドーピング原子濃度を有する。したがって、第１のコレクタピンは、１０１９から１０２１の間、有利には１０２０から１０２１の間の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度を有する。エミッタを形成する半導体が十分に高濃度を有するとき、第２のコレクタピンを構成するのに適している可能性もある。したがって、これら第２のコレクタピン（ベース）は、約１０１９から１０２１の間、有利には５ｘ１０１９から５ｘ１０２０の間の１立方センチメートル当りのドーピング原子濃度を有することができる。
【００４６】
ここで、光電池１００の作成に関する方法を説明する。本方法は、ポリマーキャリアマトリックス内にシリコン粉末を含む原料混合物を使用するマイクロプラスタージから得られる低コスト技術を使用する。
【００４７】
ｐ型光電池１００の作成において、ｐ型、ｐ＋型、およびｎ＋型シリコン粉末、ならびにポリマーから構成される、３つの原料混合物またはフィルタが、最初に、調製され、ポリマーは、特に、シリコン粉末をそれらの自然酸化から保護する。これらの混合物のキャリアポリマーは、アルケン型のモノマーに基づくポリオレフィン型である。いくつかのポリアルケンの共重合体を使用することもできる。本明細書に説明される例において、シリコン粉末は、ポリエチレンと混合され、シリコン粉末の体積含有率は、約５０％に等しい。この例示的な例において、ｐ型フィルタは、約５ｘ１０１６に等しい１立方センチメートル当りのホウ素原子濃度を有する。ｐ＋型フィルタは、約２ｘ１０２０に等しい１立方センチメートル当りのホウ素原子濃度を有する。最後に、ｎ＋型フィルタは、約２ｘ１０２０に等しい１立方センチメートル当りのリン原子濃度を有する。
【００４８】
本方法の第１のステップは、基板１０２を形成するために、ｐ型フィルタをモールド内に注入するステップを含む。構造化された前面を作成したいとき、モールドはこの前面に所望の構造を再生することができる。有利には、電池１００の光学特性をさらに改善するために、電池１００の後面１０６を構造化することもできる。モールドの高さは、基板１０２の所望の厚さよりもわずかに高くすることができる。本明細書に説明される例において、モールドは、約１０ｃｍに等しい横方向寸法（図２に示されるｘおよびｚ軸方向の寸法に対応する）、および約２５０μｍに等しい高さを有する。
【００４９】
基板１０２の後面１０６が配置されるモールドの下部、すなわちモールドの底面が、取り外され、次に、基板１０２内に止り穴１０８を一括して形成するために、基板１０２が、マトリックスによってプリントされる。本明細書に説明される例において、約１００μｍに等しい拡散距離を有する材料、および２５０μｍの厚さを有する基板に関して、この基板１０２は、ニッケルベースのマトリックスによってプリントされ、そのマトリックスは、ピン（止り穴１０８を形成するために基板１０２に沈み込むことを目的とする）を有することができ、円錐台および三角形断面の形状を有し、正三角形の辺は、穴の頂部から底面の間に３０μｍから４０μｍまで変化する寸法を有する。止り穴１０８は、約２００μｍに等しい深さを有し、約２００μｍに等しい距離で互いに離間して作成される。間隔は、一般に、基板を構成する半導体の品質によって選択され、その間隔は、有利にも、少数キャリアの拡散距離の値の２倍未満となる。
【００５０】
次に、半導体１１０の一部分と接触することを目的とするコレクタピン１１２の位置のみに露出されたままになる第１のマスクが、後面１０６に施され、ｎ＋フィルタが、光電池１００のエミッタを形成する半導体１１０の一部分を形成するために止り穴１０８内に注入される。このマスクは、第１のコレクタピン１１２を形成するためにも、たとえば約２０μｍに等しい、一定の高さを有する。
【００５１】
第１のマスクが取り外され、次に、第２のコレクタピン１１４をｐ＋シリコンフィルタから作成することを可能にする、第２のマスクが、後面１０６に施される。
【００５２】
使用されるキャリアポリマーの性質によって、電池１００は、約３００℃から６００℃の間、選択的には約４００℃から５００℃の間の温度で、その継続時間が、約１２時間から３６時間の間、選択的には１８時間から３０時間の間で変化するデバインドステップを受ける。本明細書に説明される例において、デバインドステップは、約４５０℃に等しい温度において、約２４時間で抵抗炉内で達成される。
【００５３】
デバインドステップの結果で得られる構造は、約１０００℃から１３５０℃の間、選択的には約１２００℃から１３００℃の間の温度で、その継続時間が、約１時間から８時間の間、選択的には３時間から６時間の間で変化するフリッティングステップを受ける。本明細書に説明される例において、フリッティングステップは、１３００℃において約４時間で達成される。
【００５４】
これらのデバインドステップ、および／またはフリッティングステップは、光電池１００のシリコンの中心部水素化を可能にするために、選択的に水素または水素化アルゴン内で、還元性雰囲気において達成されるのが好ましい。
【符号の説明】
【００５５】
１００  光電池
１０２  基板
１０４  基板の前面
１０６  基板の後面
１０８  止り穴
１１０  シリコン
１１２  第１のコレクタピン
１１４  第２のコレクタピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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