PROCESS FOR MAKING POLYCRYSTALLINE SILICON FILMS FOR SOLAR CELLS

Abstract: 1. A process for manufacturing polycrystalline silicon sheets for use in solar cells, consisting in : - depositing a film of polycrystalline silicon over the entire surface of a carbon strip (4) by passing the strip through a bat (2) of molten silicon, characterized in that it further consists in : - cutting off the edges of said strip (4) when covered with the silicon film so as to obtain a strip (11) comprising a respective layer (12, 13) of silicon on each side of a carbon sheet (14), and - eliminating the carbon sheet by chemical or electrochemical oxidation so as to obtain two sheets of silicon.

Description: Procédé de fabrlcation de feuilles de silicium polycristallin pour photopiles solaires La présente invention concerne un procédé de fabrication de feuilles de silicium polycristallin pour photopiles solaires. Par le brevet français publié sous le numéro 2 386 359 le 3 novembre 1978, on connait un procédé qui consiste à faire circuler verticalement dans un bain de silicium un ruban de carbone traversant une fine ouverture disposée au fond d'un réservoir contenant le bain. On obtient ainsi une bande comprenant un support de carbone recouvert de silicium polycristallin. Cette bande est utilisée pour la réalisation de plaquettes de silicium, le support de carbone restant en place, en vue de la fabrication de photopiles solaires. Ce procédé présente des inconvénients. En effet, les plaquettes réalisées à partir de bandes obtenues par ce procédé ont un rendement phctoélectrique qui peut être limité par les caractéristiques du contact électrique entre le silicium et le support de carbone. De plus, elles conduisent à une technologie de réalisation de photopiles très spéciale compte tenu de la présence du support de carbone. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a pour objet un procédé de fabrication de feuilles de silicium polycristallin pour photopiles solaires, consistant - à déposer une pellicule de silicium polycristallin sur toute la surface d'un ruban de carbone par déplacement du ruban dans un bain de silicium fondu, caractérisé en ce qu'il consiste en outre - à découper les bords du ruban recouvert de la pellicule de silicium de façon à obtenir une bande comportant deux couches de silicium appliquées respectivement sur les deux faces principales d'une feuille de carbone - et à éliminer la feuille de carbone de manière à obtenir deux feuilles de silicium. Selon une première variante de ce procédé, l'élimination de la feuille de carbone est effectuée en disposant la bande dans un four sous oxygène à une température de tordre de 10000C. Selon une deuxième variante de ce procédé, l'élimination de la feuille de carbone est effectuée en plongeant la bande dans un liquide oxydant, par exemple dans un mélange d'acide sulfurique et d'eau oxygénée. Selon une troisième variante de ce procédé, l'élimination de la feuille de carbone est effectuée par oxydation anodique. Des modes particuliers de mise en oeuvre du procédé selon l'invention sont décrits ci-dessous, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un dispositif connu en soi, permettant de réaliser une bande composée d'un support de carbone recouvert d'une mince pellicule de silicium - et la figure 2 est une vue représentant partiellement une telle bande après une opération de découpe. Sur la figure 1, est représenté un récipient 1 contenant un bain 2 de silicium porté à l'état liquide par des moyens de chauffage 3. Le fond du récipient 1 est muni d'une fine ouverture 7 à travers laquelle passe verticalement un ruban de carbone 4, par exemple en graphite, provenant d'un rouleau 6. Des moyens de tirage vertical, non représentés, agissent sur la partie supérieure 9 du ruban 4 de façon à le faire déplacer de bas en haut dans le bain, dans le sens de la flèche 10. Le déplacement du ruban 4 est guidé par des galets 5 et 8. Les dimensions de l'ouverture 7 sont déterminées de façon que le ménisque de raccordement du silicium liquide, entre le ruban 4 et le fond du récipient 1, soit stable au cours du déplacement du ruban, afin d'éviter toute fuite de silicium liquide par l'ouverture 7. On recouvre ainsi toute la surface du ruban 4 d'une mince pellicule de silicium polycristallin. On coupe alors transversalement le ruban 4 recouvert de silicium de façon à obtenir des tronçons de longueur prédéterminée (par exemple, de l'ordre de vingt centimètres). Puis on découpe deux bords longitudinaux de chaque élément, sur une faible largeur. La découpe peut être effectuée par jet de sable ou par faisceau laser. On obtient ainsi des bandes telles que 17 (voir figure 2), comportant deux couches de silicium 12 et 13 appliquées respectivement sur les deux faces principales d'une feuille de carbone. Ces couches sont d'épaisseurs sensiblement égales entre elles, par exemple de l'ordre de 60 microns. Comme il est visible sur la figure 2, le carbone est dénudé aussi bien sur les tranches longitudinales 14 de la bande 11 que sur les tranches transversales 15. On dispose alors les bandes 11 dans un four à 10000C sous oxygène. Dans chaque bande, la feuille de carbone brûle, la combustion s'amorçant sur les tranches où le carbone est directement en contact avec l'oxygène. Après la combustion, les deux couches 12 et 13 se trouvent séparées l'une de l'autre et forment deux feuilles de silicium qui peuvent être utilisées pour la fabrication de photopiles solaires. L'élimination du carbone peut aussi s'effectuer par oxydation chimique, en plongeant les bandes 11 dans un mélange d'acide sulfurique et d'eau oxygénée par exemple, ou par oxydation anodique en présence d'un électrolyte du type solution de soude. Dans ce dernier cas, l'élimination du carbone s'effectue à la température ambiante. Le procédé décrit ci-dessus présente, par rapport au procédé connu qui conduit à l'obtention de plaquettes de silicium comprenant un support de carbone, les avantages suivants - la capacité de production de plaquettes est multipliée par deux, puisqu'on obtient deux feuilles de silicium pour chaque bande 11, - l'incidence du coût du ruban de carbone dans le prix de revient de la plaquette est réduite d'un facteur deux, - la consommation de silicium est également réduite d'un facteur de l'ordre de deux, - les plaquettes obtenues sont entièrement en silicium ce qui simplifie la technologie de réalisations de photopiles solaires, et sont compatibles avec la réalisation de photopiles minces de fabrication moins onéreuse et de rendement plus élevé. Le procédé d'oxydation peut aussi s'effectuer en continu. Dans ce cas on ne découpe pas le ruban transversalement, et l'amorce de la combustion n'a lieu que sur les bords latéraux du ruban.

Claims: REVENDICATIONS 1/ Procédé de fabrication de feuilles de silicium polycristallin pour photopiles solaires, consistant - à déposer une pellicule de silicium polycristallin sur toute la surface d'un ruban de carbone (4) par déplacement du ruban dans un bain (2) de silicium fondu, caractérisé en ce qu'il consiste en outre - à découper les bords du ruban (4) recouvert de la pellicule de silicium de façon à obtenir une bande (11) comportant deux couches de silicium (12, 13) appliquées respectivement sur les deux faces principales d'une feuille de carbone (14) - et à éliminer la feuille de carbone de manière à obtenir deux de silicium. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élimination de la feuille de carbone (14) est effectuée en disposant la bande (11) dans un fluide oxydant. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élimi- nation de la feuille de carbone (14) est effectuée par oxydation anodique en disposant la bande (11) dans un électrolyte. 4/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide oxydant est un liquide. 5/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fluide oxydant est un gaz. 6/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, le gaz étant de l'oxygène, l'élimination est réalisée à une température de l'ordre de 10000C. 7/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement du ruban (4) de carbone dans le bain de silicium fondu s'effectue verticalement à travers une fine ouverture (7) ménagée dans le fond d'un récipient (1) contenant le bain (2) de silicium fondu. 8/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le découpage des bords du ruban comprend un découpage des deux bords longitudinaux du ruban et un découpage transversal de façon à obtenir ladite bande. 9/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le découpage des bords du ruban comprend un découpage des deux bords longitudinaux du ruban, et qu'il comporte en outre, après l'élimination de la feuille de carbone, un découpage transversal, de façon à séparer lesdites feuilles.

Inventors: BELOUET, CHRISTIAN
Applicants: COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRICITE SOCIETE ANONYME DITE:
Application year: 1982
Main classification: C30B15
IPC codes: H01L21, C01B33, C23C2, H01L31, C30B29, C30B15