Le découpage des lingots
| Extrait de doc Siemens | Extrait de doc Siemens |
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| Schéma 7 - Sciage des lingots | Schéma 8 - Sciage des lingots |
Les lingots sont découpées en "tranches" de silicium appelées "wafer" au moyen d'outils spéciaux : une scie diamentée pour le silicium monocristallin, une scie à fil pour le silicium polycristallin (cf. Schéma 18).
Dans la scie à fil, les fils organisés en nappes servent de véhicule à un mélange abrasif déposé en continu, rôdent et découpent les lingot de silicium en "tranches" fines de 0,2 mm d'épaisseur (95).
Cette technologie est délicate car elle requiert la maîtrise de plusieurs paramètres : diamètre et tension du fil, vitesse de découpe, composition du mélange abrasif, épaisseur des "wafers".
| Extrait de doc Photowatt |
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| Photographie 7 - Sciage des lingots |
Pour les cellules polycristallines, un décapage à la soude permet, en modifiant la texture, d'augmenter la surface de capture de la lumière.
Le dopage des tranches
| Extrait de doc Siemens | Extrait de doc Photowatt |
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| Schéma 9 - Dopage au phosphore | Photographie 8 - Dopage au phosphore |
L'étape la plus importante de la fabrication, celle qui va transformer la "tranche" de silicium en photopile, est la réalisation de la jonction P-N. On réalise une structure de diode en dopant le matériau en volume avec un élément tel que le bore qui le rend positif (zone "P") et en le contre dopant dans une zone superficielle avec du phosphore qui le rend négatif (zone "N") (61).
La face qui sera exposée à la lumière est polie et dopée avec du phosphore (zone "N") . Dans la plupart des cas, le dopage est effectué à partir de phosphore par diffusion thermique. La température de dopage type est comprise entre + 800 et + 900 °C. Les deux techniques utilisées pour le dopage de la face avant sont :
le dépôt par centrifugation d'un film de silice polymérique contenant du phosphore et la diffusion par traitement thermique. Le film devra être ensuite enlevé,
le dopage par voie chimique par barbotage d'un gaz neutre dans du chlorure de phosphoryle PhOCl3 dans un four haute température. C'est aujourd'hui la méthode la plus répandue (5).
Le dépôt de la couche antireflets
Afin de faciliter au maximum la pénétration des photons à travers la surface, ou plutôt de minimiser la réflexion des photons on dépose une couche antireflet sur la face avant des cellules PV. Elle est traditionnellement réalisée en oxyde de titane et déposée sur une surface dépolie. Un autre procédé consiste à remplacer l'oxyde de titane par du nitrure de silicium, produit à partir d'un mélange silane / ammoniac et déposé dans un réacteur plasma (4, 61 et 94 ).
La pose des contacts métalliques
| Source Siemens |
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| Schéma 10 - Lithographie |
Les contacts métalliques sont déposés de façon optimale pour ne pas trop réduire la surface de la cellule occultée, tout en permettant le transfert d'un maximum d'électrons.
| Source Photowatt | Source Photowatt |
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| Photographie 9 - Vue d’un poste de fabrication | Photographie 10 - Vue d’un poste de fabrication |
Les contacts métalliques sont appliqués selon une technique de lithographie, avec une pâte métallique sur les faces avant et arrière.