DE3317108A1 - Duennfilm-halbleiterbauteil - Google Patents

Duennfilm-halbleiterbauteil

Info

Publication number
DE3317108A1
DE3317108A1 DE19833317108 DE3317108A DE3317108A1 DE 3317108 A1 DE3317108 A1 DE 3317108A1 DE 19833317108 DE19833317108 DE 19833317108 DE 3317108 A DE3317108 A DE 3317108A DE 3317108 A1 DE3317108 A1 DE 3317108A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thin film
electrode
component according
low resistance
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19833317108
Other languages
English (en)
Other versions
DE3317108C2 (de
Inventor
Yutaka Nara Yamauchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP57078852A external-priority patent/JPS58196061A/ja
Priority claimed from JP57078851A external-priority patent/JPS58196060A/ja
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of DE3317108A1 publication Critical patent/DE3317108A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3317108C2 publication Critical patent/DE3317108C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/01—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate comprising only passive thin-film or thick-film elements formed on a common insulating substrate
    • H01L27/016—Thin-film circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03921—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

• ·
,;··· .;;.*SJiarp K.K. - 2057
W * w
- 4 BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Dünnfilm-Halbleiterbauteil, insbesondere eine Solarzelle.
In letzter Zeit sind große Anstrengungen unternommen worden, um Dünnfilm-Halbleiterbauteile mit amorphen, mikrokristallinen oder polykristallinen Halbleitern zu entwickeln. Dazu gehört auch amorphes Silizium, das im folgenden durch a-Si bezeichnet wird. Derartige Bauteile wurden in Konkurrenz zu den Bauteilen mit einkristallinen Halbleitern entwickelt. Nichtkristalline, mikrokristalline und polykristalline Halbleiter- bauteile weisen die Eigenschaft auf, daß die Ausbreitung eines Stroms in Filmrichtung nieder ist, da der Widerstand des Films hoch ist. Andererseits kann der Widerstand dadurch verringert werden, daß der Film durch Wärme, die zum Beispiel durch elektromagnetische Energie aufgebracht werden kann, kristallisiert wird.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird nun anhand der Fig. 1 erläutert, die einen schematischen Querschnitt durch eine herkömmliche amorphe Solarzelle 2 mit PIN-Zonenübergang darstellt, die auf einem Substrat 1 aus rostfreiem Stahl gebildet ist. Bei solchen Solarzellen muß der Halbleiter-Dünnfilm auf seinen beiden Seiten kontaktiert werden. Gemäß Fig. la erfolgt dies dadurch, daß auf dem Dünnfilm 2 ein leitfähiger Film als erste Elektrode 3 abgeschieden ist, die durch einen Elektrodenanschluß 4 kontaktiert ist. Der Anschluß der anderen Fläche des Dünnfilms 2 erfolgt dadurch, daß das Substrat 1 auf der dem Dünnfilm gegenüberliegenden Fläche einen Elektrodenanschluß 5 trägt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. Ib sind beide Elektrodenanschlüsse 4 und 5 auf derselben Seite des Substrats 1 vorhanden. Dazu ist vom Substrat ein Teil des Halbleiter-Dünnfilms, also der amorphen Siliziumschicht durch mechanische oder chemische Mittel ent-
,: .". ·"·:"."/ -Sharp K.K. - 2057 1:Ο"':..Γ"·:':··:·-: 3317108
fernt. Danach ist der zweite Elektrodenanschluß auf dem Substrat von der Seite her angebracht, auf der auch der Dünnfilm 2 abgeschieden ist.
Der Aufbau gemäß Fig. la hat den Nachteil, daß der zur Verfügung stehende Platz zum Montieren und Verdrahten des Halbleiterbauteils beträchtlich eingeschränkt ist. Dieser Nachteil ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. Ib vermieden, jedoch ist bei dieser Ausführungsform ein Teil der a-Si-Schicht weggeätzt oder die Schicht muß von vornherein mit geringerer Fläche aufgebracht werden. Dadurch verringert sich der nutzbare Bereich des Halbleiterbauteils beträchtlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dünnfilm-Halbleiterbauteil gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs anzugeben, das so ausgebildet ist, daß beide Flächen des Dünnfilms von derselben Seite her kontaktiert werden können, ohne daß es dazu erforderlich ist, die Fläche des Dünnfilms erheblich zu verringern. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen neuen Bauteils anzugeben.
Die erfindungsgemäße Lösung für das Bauteil ist im Anspnch 1, für das Verfahren in Anspruch 8 wiedergegeben. Ein erfindungsgemäßes Bauteil zeichnet sich dadurch aus, daß der zweite Elektrodenanschluß über eine Elektrode auf derselben Seite des Dünnfilms angebracht ist, wie der erste Elektrodenanschluß. Im Bereich des zweiten Elektrodenanschlusses waist der Dünnfilm jedoch einen Bereich niedrigen Widerstandes auf, so daß durch die DUnnfilmschicht hindurch die gegenüberliegende leitfähige Substratfläche kontaktiert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß lokalisiert einem bekannten Dünnfilm-Halbleiterbauteil soviel Energie zugeführt wird, daß an dieser Stelle der Zonenüber-
K.K. - 2057
gang zerstört wird und in einer amorphen, mikrokristallinen oder polykristallinen Schicht ein Kristallisierungsprozeß stattfindet, wodurch die Leitfähigkeit an dieser Stelle erhöht wird. Im Gebiet des Dünnfilmbereichs niedrigen Widerstands ist die zweite Elektrode aufgebracht. Wird die Energie zum Erzeugen des Dünnfilmbereichs niedrigen Widerstandes durch einen hohen elektrischen Strom aufgebracht, so wird zunächst die zweite Elektrode und der zweite Elektrodenanschluß erzeugt, um Spannung zum Hervorrufen des Stromes anlegen zu können. Wird der Bereich niedrigen Widerstandes durch Einstrahlen von zum Beispiel Laserlicht erzeugt, so ist es von Vorteil, zumindest den Elektrodenanschluß erst nach dem Erzeugen des Bereichs niedrigen Widerstandes aufzubringen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. la und Ib
schematische Querschnitte durch herkömmliche Dünnfilm-Halbleiterba.uteile;
Fig. 2 einen Schnitt gemäß Fig. 1 durch ein erfindungsgemäßes Dünnfilm-Halbleiterbauteil;
Fig. 3a bis Je
schematische Querschnitte durch ein erfindungsgemäßes Bauteil während unterschiedlicher Ver
fahrensstufen;
Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Bauteils gemäß Fig. 2;
. .. ' ··.:"· /e."S>arp K.K. - 2057
Fig. 5 Pulsformen von Pulsen zum Erzeugen eines Bereichs niedrigen Widerstandes;
Fig. 6 ein Diagramm der Widerstandsverteilung abhängig von der Zahl von Pulsen;
Fig. 7 und 8
Diagramme der Abhängigkeit von Halbleitercharakteristiken abhängig vom Serienwiderstand in einer amorphen Solarzelle;
Fig. 9 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite 10' Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils;
Fig. 10 eine schematische, perspektivische Ansicht des Bauteils gemäß Fig. 9J und
Fig. 11 einen schematischen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils mit mehreren Elektrodenbereichen.
Bei dem erfindungsgemäßen Bauteil gemäß Fig. 2 ist eine a-Si-Schicht 12 als Solarzellenschicht auf einem Substrat aus rostfreiem Stahl oder einem anderen leitfähigen Substrat aufgebracht, das durch Abscheiden einer leitfähigen Schicht auf einem isolierenden Substratteil gebildet ist. Die a-Si-Schicht 12 weist einen Zonenübergang, wie einen PN-, PIN-Übergang oder eine MIS- oder Schottky-Barriere oder dergleichen auf. Der Film besteht aus einer einzelnen Schicht mit dem Zonenübergang oder einer Mehrzahl von Schichten. Durch einfallendes Licht wird eine photovoltaische Spannung erzeugt. Auf der dem Substrat abgewandten Fläche des Dünnfilms 12 sind zwei Elektrodenfilme I3 und I5 vorhanden. Der transparente Elektrodenfilm Ij5 bedeckt dabei den größeren Teil der Fläche
K.K. - 2057
der Solarzelle, der als lichtempfangender Bereich dient. Dagegen dient der transparente Elektrodenfilm 15 als Elektrode, um die am Substrat 11 anliegende Fläche der a-Si-Schicht 12 zu kontaktieren. Die Elektrodenfilme 13 und 15 sind voneinander getrennt. Auf ihnen sind durch eine Silberpaste Elektrodenanschlüsse 14 und 16 aufgebracht.
Um von der Elektrode 15 aus die gegenüberliegende Seite der a-Si-Schicht 12 kontaktieren zu können, muß zwischen dieser Elektrode und der gegenüberliegenden Seite ein Dünnfilmbereich 18 geringen Widerstands vorliegen. Dazu wird dem Dünnfilm lokal genug Energie zugeführt, um den Zonenübergang zerstören zu können. Der Elektrodenanschluß 16 liegt im Gebiet des Dünnfilm-Bereichs niedrigen Widerstandes.
Anhand der Fig. 3a bis 3e wird nun der HersteilVorgang des in Fig. 2 dargestellten Bauteils näher erläutert. Nachdem das Substrat 11 aus einem Metall oder einer Metalllegierung wie rostfreiem Stahl, Eisen, Kupfer, Silber, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Nickel, Eisen-Nickel-Legierungen oder anderen derartigen Legierungen gewaschen ist, wird die amorphe Halbleiterschicht 12 auf der einen Oberfläche des Substrates durch Niederschlag aus dem Vakuum (CVD) abgeschieden, wie dies in Fig. 3a dargestellt ist. Um die amorphe Halbleiterschicht 12 mit photoelektrischen Eigenschaften auszustatten, wird eine Einzelzelle oder eine Tandemzelle zum Beispiel mit PIN-Übergang geschaffen. Im Fall einer a-Si-Schieht werden drei Schichten vom P-Typ, I-Typ bzw. N-Typ nacheinander auf dem Substrat abgeschieden. Dabei wird zunächst SiH^-Gas mit einem geringen Anteil von BgHg-Gas, dann SiHu-Gas oder SiH2,-Gas und SiF2.-Gas und dann SiH2,- und/oder SiF^-Gas mit einem geringen Anteil von PH, verwendet. Die Filmdicke jeder Schicht ist so gewählt, daß
.' .·.. .-.:*" -Shaf.p χ.Κ. - 2057
I)J ' 1S^y :^α- 3317103
die photovoltaische Wirkung maximal wird. Eine Ausführungsform einer Einzelzelle mit PIN-Übergang zeigt die folgenden Werte: Dicke der P-Schicht ~- 50 nm, der I-Schicht «— 500 nm und der N-Sohicht -v 15 nm. Im Fall einer Tandemzelle mit PIN-Übergängen: Dicke der P1-Schicht ~ 70 nm, der ^-Schicht ~ 350 nm, der N1-Schicht ^ I5 nm, der Pg-Schicht ^ I5 nm, der I2-Schicht -v 60 nm und der Ng-Schicht *v 15 nm.
Wie in Fig. 3d dargestellt, wird danach ein leitfähiger durchsichtiger Film A auf der gesamten Fläche der amorphen Halbleiterschicht 12 abgeschieden. Dies erfolgt durch Abscheiden von ITO (In2O, - SnO2) oder SnO2:Sb mit einer Schichtdicke von etwa 60 nm bis 100 nm. Das Abscheiden erfolgt durch Elektronenstrahl-Abscheidungstechniken oder durch Sputtern. Der durchsichtige leitfähige Film A erhält
.15 dann auf chemischem Wege ein Muster, wie es in Fig. 3c dargestellt ist, so daß die beiden Elektroden I3 und I5 entstehen. Die Elektrodenanschlüsse 14 und 16 sind durch Siebdruck mit Silberpaste auf den Elektroden I3 bzw. I5 aufgebracht.
Wie in Fig. J>d dargestellt, wird die Oberfläche der Anordnung mit einem durchsichtigen Harz I7 bis auf die Stellen der Anschlüsse 14 und 16 abgedeckt. Schließlich wird, wie in Fig. 3e dargestellt, die Übergangszone des PIN-Übergangs durch Zuführen elektromagnetischer Energie zwischen dem leitfähigen Substrat 11 und der Elektrode l6 zerstört und dabei ein Dünnfilmbereich 18 geringen Widerstands erzeugt» Der Widerstand Rs des Dünnfilmbereichs l8 ist geringer als einige 10 «Ω, . Die Eigenschaften der amorphen Solarzelle werden durch den Serienwiderstand Rs nicht verschlechtert, wenn die Zelle bei niedriger Beleuchtung (100 - 5000 lux) beleuchtet wird. In Fig. 4 ist eine nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte Solarzelle für Verbrauchsgüter perspektivisch dargestellt.
- . · * IH--
: i *· · : : : ' - 		-. -"Saarp K. K. - 2057
331		 71 08
- 10 -
Die Energie zum Erzeugen des Dünnfilmbereichs niedrigen Widerstandes durch Zerstören des Zonenübergangs im Halbleiter-Dünnfilm kann als elektromagnetische oder als Wärmeenergie zum Beispiel durch elektrische Pulse, durch Laser, durch Elektronenstrahlen oder dergleichen zugeführt werden. Im folgenden wird ein Verfahren zum Erzeugen des Dünnfilmbereichs niedrigen Widerstandes beschrieben, bei dem elektrische Pulse verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel wurde eine amorphe Tandem-Solarzelle mit einem Aufbau aus rostfreiem Stahl/Pj-Ij-Nj/Pg-Ig-Ng/ITO verwendet. Die Schichtdicken waren P, *>~> 70 nm, I1 ~^ 400 nm, N1 "^ 15'nm, P2 *>^ 15 nm, I2 "V 60 nm, N2 -^ 15 nm und ITO *^70 nm (700 8). Eine Pulsspannung mit gegenüber der Sperrspannung umgekehrter Richtung wurde zwischen das Substrat 11 und die Elektrode 16 an der Ng-Seite so gelegt, daß das Substrat geerdet und die Elektrode positiv war. Mit einem Puls von + 50 V und einer Breite von 4 nsec, wie dies durch a in Fig. 5 dargestellt ist, wurde eine Verteilung des Serienwiderstandes Rs erzielt, wie dies in Kurve B von Pig. 6 dargestellt ist. Durch einen negativen und einen zusätzlichen positiven Puls gemäß b von Fig. 5 ließ sich der Widerstandswert so erniedrigen, wie dies in Kurve C von Fig. 6 dargestellt ist. Wurde ein Doppelpuls gemäß b von Fig. 5 zweimal an den Dünnfilmbereich 18 gegeben, wurde ein noch geringerer Wert erzielt, wie er in Kurve D von Fig. 6 dargestellt ist. Dieser Widerstandswert lag unter 20 Λ . Der Widerstandswert kann nicht bis auf null verringert werden, jedoch durch die beschriebenen elektromagnetischen Einwirkungen auf 1 bis 100 Ώ herabgesetzt werden.
Experimentelle Ergebnisse der Beeinflussung von Eigenschaften einer Solarzelle durch den Widerstandswert im Dünnfilmbereich 18 sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt und werden im folgenden erläutert. In Fig. 8 ist der Einfluß des Wider-
»"eKirp κ.κ. - 2057
- li -
stands auf Strom und Spannung dargestellt, für den Fall, daß eine Solarzelle mit amorphem Silizium mit einer ZeIl-
fläche von 1 cm vorliegt, die durch eine Fluoreszenzlampe mit 200 lux beleuchtet wird. In Fig. 8 ist die Be-Ziehung zwischen dem Serienwiderstand und der prozentualen Abnahme verschiedener elektrischer Eigenschaften dargestellt. Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, nehmen elektrische Eigenschaften ungefähr um 2 % ab, wenn der Serienwiderstand etwa 100 Λ 1st, da, wie oben angegeben, durch das Anlegen von Pulsen ein Widerstandswert von unter 20 Si erzielt werden kann, also ein noch.geringerer Wert als die 100i£2, für die Darstellungen in den Fig. 7 und 8 vorhanden sind, ist offensichtlich, daß die Eigenschaften einer amorphen Solarzelle durch den angegebenen Aufbau nicht verschlechtert werden.
Zum Zerstören der Halbleiter-Übergangszone können Laser, wie Argon-Laser, YAG-Laser und CO^-Laser verwendet werden.
Der Übergang konnte in einer amorphen Tandem-Solarzelle auch im Vakuum durch einen Elektronenstrahl (zum Beispiel 20 kV, 10 A) zerstört werden. In diesem Fall ergab sich eine geringere Energie zum Zerstören des Übergangs bei einer amorphen Siliziumzelle mit Wasserstoff (a-Si:H), die hauptsächlich aus Monosilan (SiH2,) hergestellt war, verglichen mit einer Zelle aus amorphem Silizium mit Fluor (a-Si:F:H), die mit SiF2I-GaS hergestellt war.
In der bisher beschriebenen Ausführungsform wurde eine Metallplatte als Substrat verwendet. Das Substrat kann jedoch auch aus einer durchsichtigen isolierenden Platte wie einer Glasplatte bestehen. Es wird dann ein durchsichtiger JO leitender Film 21 auf einer Fläche einer Glasplatte 20 abgeschieden, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Darauf wird dann eine amorphe Halbleiterschicht (PIN/PIN-Struktur) 22 auf übliche Art und Welse abgeschieden. Im Vakuum wird noch
..β .··.:"* /-."Sharp K.K. - 2057
♦ ο w · *
- 12 -
eine Metallschicht (Al) abgeschieden und auf chemische Art und Weise mit einem Muster versehen, wodurch Rückelektroden 23 und 25 gebildet sind. Auf diesen werden Elektrodenanschlüsse 24 und 26 mit Silberpaste aufgedruckt. Die Rückelektroden werden bis auf die Elektrodenanschlüsse mit Epoxyharz 27 bedeckt. Abschließend wird ein Dünnfilmbereich 28 niedrigen Widerstandes auf dieselbe Art und Weise, wie oben beschrieben, hergestellt, wodurch das Herstellverfahren abgeschlossen ist. In Fig. 10 ist ein solches Halbleiterbauteil perspektivische schematisch dargestellt.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen lag nur eine einzige Zelle vor. Es ist jedoch auch möglich, ein amorphes Solarzellen-Bauteil herzustellen,das eine Mehrzahl von Zellen beinhaltet, die elektrisch miteinander in Reihe geschaltet sind und auf demselben Substrat 20 aufgebracht sind, wie dies in Fig. 11 im Schnitt dargestellt ist.
Anmeldegemäß können also Elektroden zum Kontaktieren der beiden Seiten eines Halbleiter-Dünnfilms auf einer Seite des Dünnfilms angebracht werden. Im Bereich der einen Elektrode wird jedoch der Widerstand des Dünnfilms erniedrigt. Auf diese Art und Weise werden Zellen erzielt, die auf einfache Art und Weise zu größeren Einheiten zusammengebaut werden können, was die Automatisierung erleichtert und dadurch die Herstellkosten erheblich verringert. Außerdem ist der Platz, der zum Zusammenbau benötigt wird, erheblich verringert, wodurch sich auf gleicher Baufläche eine größere Solarzellen-Fläche erzielen läßt als bisher.

Claims (11)

  1. • - · t ι
    ··· ■"■■" 33171
    TER MEER-MULLER-STEINMEISTEf
    PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
    DipL-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister SSÄe f; MÜIIer Artur-Ladebeok-Strasse ö,
    D-8000 MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1
    Mü/J/ho
    2057-GER-H 10. Mai 1983
    SHARP KABUSHIKI KAISHA 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka Japan
    Dünnfilm-Halbleiterbauteil
    Priorität: 10. Mai 1982, Japan, Nr. 57-78851 10. Mai I982, Japan, Nr. 57-78852
    PATENTANSPRÜCHE
    Dünnfilm-Halbleiterbauteil mit
    - einem leitfähigen Substrat (11; 20, 21),
    - einem Halbleiter-Dünnfilm (12; 22), mit mindestens einem Zonenübergang auf dem Substrat, - einer ersten Elektrode (13; 23) auf dem Dünnfilm mit einem ersten Elektrodenanschluß (14; 24), und
    - einem zweiten Elektrodenanschluß (16; 26), geken. η zeichnet durch
    - eine zweite Elektrode (15; 25) auf dem Dünnfilm und - einen Dünnfilm-Berelch (18; 28) niedrigen Widerstands zwischen der zweiten Elektrode und dem leitfähigen Substrat.
    , .« ··.:·" ."· Sharp K.K. - 2057
  2. 2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilm einen Übergang wie einen PN, PIN, MIS oder Schottkybarrieren-Übergang oder eine Mehrzahl von Schichten mit solchen Übergängen aufweist.
  3. 3· Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Substrat einen isolierenden durchsichtigen Substratteil (20) und auf diesem einen durchsichtigen leitfähigen Film (21) aufweist.
  4. 4. Bauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Dünnfilmbereichen (18; 28), ersten Elektroden (13; 23) und zweiten Elektroden (15; 25).
  5. 5· Bauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (15; 25) durch den Dünnfilmbereich (18; 28) niedrigen Widerstands mit einem Dünnfilmbereich gegenüber der Elektrode verbunden ist.
  6. 6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen amorphen Halbleiter-Dünnfilm.
  7. 7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Solarzelle ist.
    .:"/ .">'SJiarp K. K. - 2057
  8. 8. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    - einen Verfahrensschritt, in dem dem Halbleiter-Dünnfilm lokal genügend Energie zugeführt wird* um den Zonenübergang an dieser Stelle zu zerstören und so den Dünnfilmbereich (l8;28) niedrigen Widerstands zu erzeugen, und
    - einen anderen Verfahrensschritt (b in Fig. J>), in dem im Gebiet des Dünnfilmbereichs niedrigen Widerstands die zweite Elektrode (15;25) aufgebracht wird.
  9. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie durch mindestens einen Puls aufgebracht wird, der gegenüber der Zonenübergangsspannung umgekehrte Spannung aufweist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie durch elektrische Pulse positiver und negativer Polarität aufgebracht wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie durch einen Elektronenstrahl, einen Laserstrahl oder einen fokussierten Lichtstrahl aufgebracht wird.
DE19833317108 1982-05-10 1983-05-10 Duennfilm-halbleiterbauteil Granted DE3317108A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57078852A JPS58196061A (ja) 1982-05-10 1982-05-10 薄膜半導体装置の電極形成方法
JP57078851A JPS58196060A (ja) 1982-05-10 1982-05-10 薄膜半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3317108A1 true DE3317108A1 (de) 1983-11-10
DE3317108C2 DE3317108C2 (de) 1988-01-07

Family

ID=26419907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833317108 Granted DE3317108A1 (de) 1982-05-10 1983-05-10 Duennfilm-halbleiterbauteil

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4570332A (de)
DE (1) DE3317108A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007054314A1 (de) 2007-11-05 2009-05-07 Institut Für Mikroelektronik Stuttgart Schaltungsanordnung zum Erzeugen von licht- und temperaturabhängigen Signalen, insbesondere für ein bildgebendes Pyrometer

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4724011A (en) * 1983-05-16 1988-02-09 Atlantic Richfield Company Solar cell interconnection by discrete conductive regions
US4882233A (en) * 1984-05-30 1989-11-21 Chronar Corp. Selectively deposited electrodes onto a substrate
US4954181A (en) * 1984-10-05 1990-09-04 Fuji Electric Company Ltd. Solar cell module and method of manufacture
US4738933A (en) * 1985-08-27 1988-04-19 Fei Microwave, Inc. Monolithic PIN diode and method for its manufacture
JPS6265480A (ja) * 1985-09-18 1987-03-24 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 薄膜太陽電池装置
US4675467A (en) * 1986-04-05 1987-06-23 Chronar Corp. Directed energy conversion of semiconductor materials
US5064681A (en) * 1986-08-21 1991-11-12 International Business Machines Corporation Selective deposition process for physical vapor deposition
US4782202A (en) * 1986-12-29 1988-11-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method and apparatus for resistance adjustment of thick film thermal print heads
US4968354A (en) * 1987-11-09 1990-11-06 Fuji Electric Co., Ltd. Thin film solar cell array

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3255047A (en) * 1961-09-07 1966-06-07 Int Rectifier Corp Flexible fabric support structure for photovoltaic cells

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3902920A (en) * 1972-11-03 1975-09-02 Baldwin Co D H Photovoltaic cell
US4042418A (en) * 1976-08-02 1977-08-16 Westinghouse Electric Corporation Photovoltaic device and method of making same
US4166918A (en) * 1978-07-19 1979-09-04 Rca Corporation Method of removing the effects of electrical shorts and shunts created during the fabrication process of a solar cell
US4443651A (en) * 1981-03-31 1984-04-17 Rca Corporation Series connected solar cells on a single substrate
US4428110A (en) * 1981-09-29 1984-01-31 Rca Corporation Method of making an array of series connected solar cells on a single substrate

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3255047A (en) * 1961-09-07 1966-06-07 Int Rectifier Corp Flexible fabric support structure for photovoltaic cells

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Patents Abstracts of Japan, E-102, 17. April 1982, Bd. 6, Nr. 60, Kokai 57-1266(A) *
Patents Abstracts of Japan, E-87, 29. Januar 1979, Bd. 3, Nr. 10, Kokai 53-138290 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007054314A1 (de) 2007-11-05 2009-05-07 Institut Für Mikroelektronik Stuttgart Schaltungsanordnung zum Erzeugen von licht- und temperaturabhängigen Signalen, insbesondere für ein bildgebendes Pyrometer
US8309924B2 (en) 2007-11-05 2012-11-13 Institut Fuer Mikroelektronik Stuttgart Circuit arrangement and imaging pyrometer for generating light- and temperature-dependent signals

Also Published As

Publication number Publication date
US4570332A (en) 1986-02-18
DE3317108C2 (de) 1988-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3121350C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Sonnenbatterie
DE4344693B4 (de) Dünnfilmsolarzellenanordnung
DE69837143T2 (de) Ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle
DE3604894C2 (de)
DE1639152C3 (de) Sonnenzellenbattene und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3709153A1 (de) Mehrlagige duennfilmsolarzelle
DE102007023697A1 (de) Chalkopyrit-Solarzelle und Verfahren zu deren Herstellung
EP0625286A1 (de) Integriert verschaltetes stapelzellensolarmodul
DE10113782A1 (de) Solarzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE112005002629T5 (de) Ultraleichte Photovoltaik-Einrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE3517414A1 (de) Solargenerator
DE3819671C2 (de)
DE3727823A1 (de) Tandem-solarmodul
DE3317108A1 (de) Duennfilm-halbleiterbauteil
DE3312053C2 (de) Verfahren zum Verhindern von Kurz- oder Nebenschlüssen in einer großflächigen Dünnschicht-Solarzelle
EP2058870A2 (de) Kontaktierung und Modulverschaltung von Dünnschichtsolarzellen auf polymeren Trägern
WO2007128342A1 (de) Solarzellenmodul sowie verfahren zur herstellung von solarzellenmodulen
DE3704437A1 (de) Verfahren zur herstellung von photozellenmodulen
DE4201571C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer für Licht teildurchlässigen Solarzelle und eines entsprechenden Solarmoduls
DE102008051521A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer waferbasierten, rückseitenkontaktierten Hetero-Solarzelle und mit dem Verfahren hergestellte Hetero-Solarzelle
DE2950085C2 (de)
DE3234925C2 (de)
DE3317309A1 (de) Duennschicht-solarzellenanordnung
DE19917758A1 (de) CIS-Solarzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
WO2014128032A1 (de) Halbleiterbauelement, insbesondere solarzelle und verfahren zum herstellen einer metallischen kontaktierungsstruktur eines halbleiterbauelements

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: PATENTANWAELTE MUELLER & HOFFMANN, 81667 MUENCHEN