ES2683911T3 - Dispositivo semiconductor y procedimiento de fabricación de un dispositivo semiconductor - Google Patents
Dispositivo semiconductor y procedimiento de fabricación de un dispositivo semiconductor Download PDFInfo
- Publication number
- ES2683911T3 ES2683911T3 ES10747802.6T ES10747802T ES2683911T3 ES 2683911 T3 ES2683911 T3 ES 2683911T3 ES 10747802 T ES10747802 T ES 10747802T ES 2683911 T3 ES2683911 T3 ES 2683911T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- layer
- passivation
- partial
- passivation layer
- solar cell
- 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.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 27
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 325
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 192
- 238000006388 chemical passivation reaction Methods 0.000 claims abstract description 70
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 7
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 5
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- -1 aluminum oxide nitride Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 18
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 54
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 19
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 19
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 18
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 18
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 18
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 18
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 8
- 101100055113 Caenorhabditis elegans aho-3 gene Proteins 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000000852 hydrogen donor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- 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
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- 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
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- 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)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Célula solar (1) con una capa semiconductora (2) y una capa de pasivación (3) dispuesta sobre una superficie de la capa semiconductora (2) para la pasivación de la superficie de la capa semiconductora (20), donde la capa de pasivación (3) es una pasivación del lado posterior dispuesto en un lado posterior de la célula solar (1) alejado de la luz configurada como capa de reflexión para la luz infrarroja y que comprende una capa parcial de pasivación química (31) y una capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) dispuestas la una sobre la otra en la superficie de la capa semiconductora (20), donde la capa parcial de pasivación química (31) está dispuesta entre la capa semiconductora (2) y la capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) sobre la superficie de la capa semiconductora (20) y donde se aplica una capa de recubrimiento de nitruro de silicio sobre la capa de pasivación (3).
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo semiconductor y procedimiento de fabricación de un dispositivo semiconductor
5 La invención se refiere a una célula solar y a un procedimiento para la fabricación de una célula solar.
Uno de los factores que limitan el rendimiento de las células solares es la recombinación de los portadores de carga en las superficies semiconductoras de las células solares, cuyos estados superficiales favorecen la actividad de 10 recombinación. Como consecuencia, estos portadores de carga recombinantes ya no están disponibles para generar electricidad. Para reducir las recombinaciones es necesario pasivizar la superficie de las células solares, reduciendo la actividad recombinante de los portadores de carga mediante estados superficiales.
Para pasivizar una superficie existen, en principio, dos fórmulas diferentes, ya que 15 la actividad recombinante depende, por una parte, de la cantidad o la densidad de los estados superficiales y, por otra parte, de la densidad del portador de carga, más concretamente del producto de la densidad de huecos y electrones. Así, para la pasivación de las superficies, por una parte se puede reducir la cantidad de estados superficiales. Esta llamada pasivación química se consigue por la 20 saturación química de los compuestos libres de la superficie (los llamados dangling bonds - (valencias libres)), en el caso de las células semiconductoras de silicio, por ejemplo, mediante una generación térmica de una capa de óxido de silicio (capa de SiO2). La superficie límite que se produce entonces entre el semiconductor y la capa de SiO2 se caracteriza por una densidad altamente reducida de los estados 25 superficiales mencionados. Para la pasivación de las superficies de células solares de alto rendimiento normalmente se emplea la pasivación química.
La segunda fórmula para la pasivación de superficies consiste en mantener alejado uno de los tipos de portadores de carga (esto es portadores positivos o negativos) de los estados activos recombinantes en la superficie semiconductora, aplicando 30 aquí un potencial apropiado. Así, el correspondiente otro tipo de portador de carga no dispone de los suficientes participantes de recombinación. Esta llamada pasivación por efecto de campo es un principio básico, por ejemplo, en el denominado Back-Surface-Field (BSF) del aluminio y, al aplicar capas dieléctricas,
por ejemplo de nitruro de silicio (SiNx) u óxido de aluminio (AI2O3), se generan cargas superficiales fijas en sus superficies límite con la superficie semiconductora.
Ambas fórmulas arriba mencionadas para la pasivación de superficies tienen la desventaja de que, normalmente, tomadas cada una por separado, no consiguen 5 una pasivación suficiente. Por ejemplo, la capa de SiO2 generada por oxidación térmica sobre una superficie de silicio debe enriquecerse con hidrógeno, por ejemplo mediante recocido con formiergas o alneal. Por otro lado, después de la pasivación de las superficies, las células solares deben someterse aún a otros pasos de procesamiento durante la fabricación. Así, la pasivación de superficies,
10 por un lado, debe mantenerse estable durante estos pasos de procesamiento. Por otro lado, la capa de pasivación generada para ello normalmente también debe tener funcionalidades adicionales, por ejemplo actuar como barrera de difusión. Con frecuencia, este requisito adicional de la capa de pasivación conduce a una solución de compromiso, con una pasivación no óptima de las superficies.
15 Los documentos Hoex et al., “On the c-Si surface passivation mechanics by the negative-charge-dielectric AL203”, Journal of Applied Physics, Tomo 104, N° 11, 1.12.2008, p. 113703 y siguientes, y Hofmann et al., “Recent developments in rear surface passivation at Fraunhofer ISE”, Solar Energy Materials and Solar Cells, tomo 93, n° 6-7, 1.6.2009, pag. 1074-1078 reflejan el estado de la técnica actual.
20 Por tanto, el objetivo de la invención es proporcionar una célula solar y un procedimiento para la fabricación de una célula solar con el fin de pasivizar más efectivamente la superficie de la célula solar y, al mismo tiempo, aumentar la variedad de configuraciones para optimizar otros pasos de procesamiento durante la fabricación de las células solares.
25 Este objetivo se alcanza según la invención mediante una célula solar con las características de la reivindicación 1 y con el procedimiento de fabricación de las características de la reivindicación 12. En las reivindicaciones dependientes se indican desarrollos ventajosos de la invención.
Según se explica a continuación, gracias a la invención se puede mejorar la calidad
30 de pasivación y la estabilidad de la capa de pasivación. Además, se puede conseguir una mayor flexibilidad en relación a los parámetros ajustables del proceso. La invención se basa en el descubrimiento de que la formación de una capa de pasivación por dos capas parciales de pasivación mediante diferentes
mecanismos de pasivación puede conducir a una mayor calidad de la pasivación que va más allá de la simple acumulación de los efectos individuales conocidos.
Por capa parcial de pasivación, pasivación química y capa parcial de pasivación, pasivación por efecto de campo se quiere indicar que el respectivo mecanismo de 5 pasivación domina en la correspondiente capa parcial de pasivación. En otras palabras, la capa parcial de pasivación, pasivación por efecto de campo, cuando está dispuesta directamente sobre una superficie de una capa semiconductora, tiene sin duda un efecto químico de pasivación, como es el caso, por ejemplo, del nitruro de silicio (SiNx) sobre silicio. Sin embargo, el efecto de pasivación por efecto 10 de campo es mucho mayor. Lo mismo es aplicable a la capa parcial de pasivación, de pasivación química, que también puede tener una baja densidad de carga superficial, donde, sin embargo, domina el efecto de pasivación química.
Ventajosamente, la capa parcial de pasivación por efecto de campo al menos una mayor densidad de carga superficial que la capa parcial de pasivación química. La 15 densidad de carga superficial de la capa parcial de pasivación por efecto de campo preferentemente es mayor en como mínimo una magnitud que la densidad de la carga superficial de la capa parcial de pasivación química.
En particular, la capa parcial de pasivación química y/o la capa parcial por efecto de campo se forman en cada caso con un material dieléctrico.
20 Aquí es de señalar que el efecto de una pasivación por efecto de campo no depende sólo de la densidad de carga superficial de una capa parcial de pasivación por efecto de campo, sino también de la densidad del portador de carga y, por tanto, de la densidad de impurezas y del tipo de impurezas de la capa semiconductora cuya superficie se debe pasivizar. De modo similar, tampoco el efecto de una 25 pasivación química depende solamente del material de la capa parcial de pasivación química, sino, en parte, también en gran medida de las características superficiales de la superficie semiconductora a pasivizar, en particular de su densidad de defectos. Esto puede depender, además, del tipo de aplicación de las capas parciales de pasivación. Por ejemplo, la capa parcial de pasivación química 30 puede haberse depositado, por ejemplo según un procedimiento químico en húmedo o por deposición de la fase gaseosa, o por crecimiento térmico.
Por tanto, se utilizan aquí dos efectos de pasivación diferentes para la pasivación de las superficies, los cuales, sin embargo, se distribuyen por diferentes capas parciales de pasivación y se desvinculan por ello entre sí. Además de una
5
10
15
20
25
30
35
pasivación más efectiva, la capa de pasivación formada por como mínimo una capa parcial de pasivación química y una capa parcial de pasivación por efecto de campo tiene la ventaja de tener una mayor estabilidad que una capa de pasivizada por un solo tipo de pasivación. Normalmente, las células solares durante su fabricación, después de aplicarse la pasivación de las superficies, pasan por una serie de pasos adicionales de proceso. Aquí, la pasivación de las superficies puede perder en calidad de la pasivación. Con una combinación de las dos capas parciales de pasivación se puede reducir o evitar por completo la pérdida de calidad de la pasivación. Con la pasivación de dos capas se puede conseguir, por ejemplo, una mayor estabilidad frente al fuego, por ejemplo para el proceso al fuego en el marco de un procedimiento de serigrafiado.
Otra ventaja resulta de la siguiente reflexión: algunas capas parciales de pasivación química pasivan la superficie semiconductora principalmente mediante la saturación de los llamados dangling-bonds. Esto es el caso, por ejemplo, de las capas de SiO2 que crecen térmicamente sobre silicio. En particular en relación a las capas de SiO2, es sabida la necesidad de un paso adicional de proceso para proporcionar hidrógeno adicional a la superficie límite entre el semiconductor y la capa parcial de pasivación con el fin de conseguir una pasivación superficial lo suficientemente buena. Un paso típico de proceso para ello es, por ejemplo, el llamado recocido con formiergas o alneal, donde el aluminio reacciona con el SiO2 a alta temperatura y se libera hidrógeno.
Aquí pueden surgir problemas, por ejemplo debido a la volatilidad del hidrógeno o debido a que no se puede llevar a cabo de ninguna manera un recocido, lo que podría ser el caso, por ejemplo en metalizaciones estándar con pasta serigráfica. Con la célula solar aquí descrita, por el contrario, no sólo se mejora en gran medida la pasivación química de una y la misma capa, sino la calidad de pasivación aumenta con ayuda de una capa parcial de pasivación adicional por efecto de campo. Además, otra ventaja es que, por la aplicación o por precipitación de la capa parcial de pasivación por efecto de campo, se produce una pasivación adicional del hidrógeno de la superficie límite entre la superficie de la capa semiconductora y la capa de pasivación. Esto ocurre, por ejemplo, cuando se aplica una capa de SiNx sobre una capa de SiO2 de pasivación química.
Durante la fabricación de la célula solar, ventajosamente primero se aplica directamente sobre la superficie de la capa semiconductora la capa de pasivación química y, a continuación, se deposita la capa parcial de pasivación por efecto de
5
10
15
20
25
30
35
campo directamente sobre la capa parcial de pasivación química. Alternativamente, se puede relajar o se puede producir el crecimiento en las otras capas en fases diferentes del proceso de fabricación. Otra ventaja es que, después de conseguir la capa de pasivación, ésta se somete a un tratamiento térmico (paso de templado).
Según una configuración conveniente, se ha previsto que la capa de pasivación química quede dispuesta sobre la superficie de la capa semiconductora entre la capa semiconductora y la capa parcial de pasivación por efecto de campo. En otras palabras, al fabricar la célula solar se aplica la capa parcial de pasivación por efecto de campo después de aplicar la capa parcial de pasivación química, donde entremedias pueden tener lugar otros pasos de proceso. En el uso de la célula solar, la capa parcial de pasivación por efecto de campo puede influir, en este caso, sobre la superficie de la capa semiconductora a través de la capa parcial de pasivación química e introducir aquí portadores de carga en el semiconductor.
En una realización ventajosa del procedimiento de fabricación, se ha previsto que, antes de aplicar la capa parcial de pasivación por efecto de campo, la capa parcial aplicada de pasivación química se aplica en un proceso de difusión como barrera de difusión, en un proceso de decapado como barrera de decapado y/o en un proceso de texturización como barrera de textura. Debido a que, en lo que se refiere a la capa de pasivación, se trata de una pasivación del lado posterior, la capa parcial de pasivación química puede actuar como barrera de difusión cuando se aplica una capa dieléctrica por el lado posterior.
Además de las funciones aquí citadas, la capa parcial de pasivación química puede cumplir, en caso dado, otras tareas funcionales durante el proceso de fabricación de las células solares, por ejemplo para ahorrar costes y el trabajo de otras capas intermedias de función específica, por lo demás necesarias, o capas sacrificables. La utilización por separado arriba descrita de los dos mecanismos de pasivación, pasivación por efecto de campo y pasivación química, con ayuda de dos capas parciales de pasivación permite una mayor selección de parámetros, ya que la capa parcial de pasivación química aporta características que apoyan las funcionalidades adicionales mencionadas en el proceso de fabricación de las células solares, mientras que la capa parcial de pasivación por efecto de campo aumenta la pasivación de la superficie generando un efecto de campo.
En una forma de realización preferente, se ha previsto que la capa parcial de pasivación química limite directamente con la capa parcial de pasivación por efecto de campo. Por tanto, aquí se aplica la capa parcial de pasivación por efecto de
-6 -
5
10
15
20
25
30
35
campo después de aplicar de la capa parcial de pasivación química sin intercalar una capa intermedia. Sin embargo, es posible imaginarse que, antes de aplicar la capa parcial de pasivación por efecto de campo, se lleven a cabo otros pasos de proceso en la célula solar o en la capa parcial de pasivación química, por ejemplo un paso de limpieza.
En un desarrollo ventajoso se ha previsto que, entre la capa parcial de pasivación química y la capa parcial de pasivación por efecto de campo, se disponga una capa intermedia. La capa intermedia puede servir para influir sobre u optimizar las características eléctricas, ópticas y/o mecánicas de la capa de pasivación o de la combinación entre las dos capas parciales de pasivación. Por ejemplo, entre una capa parcial de pasivación química de SiO2 y una capa parcial de pasivación por efecto de campo de AhO3 se puede crear una capa intermedia de SiOx, más económica en comparación con las dos anteriores, con el fin de influir sobre las propiedades de reflexión de la capa de pasivación.
Además o alternativamente también se puede prever otra capa sobre la capa parcial de pasivación por efecto de campo para adaptar o modificar la capa de pasivación.
Preferentemente se ha previsto que al menos una de las capas parciales de pasivación se forme sin microagujeros. Esto es una ventaja, particularmente en el caso de las metalizaciones que se solapan en varios planos de metalización en el caso de células solares de contacto por el lado posterior, para evitar el riesgo de cortocircuito. Aunque puede ser suficiente que solamente una de las capas parciales de pasivación esté libre de microagujeros, esto es ventajosamente aplicable tanto a la capa parcial de pasivación química como a la capa parcial de pasivación por efecto de campo.
En una forma de realización conveniente, se ha previsto que la capa parcial de pasivación por efecto de campo se forme mediante precipitación de capas de átomos (abreviado ALD, "atomic layer deposition”), preferentemente ALD térmico, mediante la deposición de fases gaseosas físicas o químicas (PVD o CVD), en caso dado apoyado por plasma (FECVD), o por medio del procedimiento sol-gel. Con la ALD se pueden formar capas particularmente uniformes y completas de óxido de aluminio. Además, es posible ajustar con precisión el espesor de capa, idealmente a una precisión de hasta una capa atómica. Tanto para la aplicación de la capa parcial de pasivación química como también de la capa parcial de pasivación por efecto de campo pueden utilizarse independientemente entre sí otros
-7 -
5
10
15
20
25
30
35
procedimientos conocidos, por ejemplo procedimientos de deposición química o física. Sin embargo, la calidad de la capa parcial de pasivación química no es tan crítica como la de la capa parcial de pasivación por efecto de campo, de manera que la primera puede generarse por procedimientos más económicos como CVD, oxidación química en húmedo, PVD (por ejemplo atomización o aplicación por vapor).
En una configuración ventajosa, se ha previsto que la capa parcial de pasivación por efecto de campo tenga un espesor en el rango entre 0,1 y 10 nm, preferentemente entre 2 y 5 nm. También son posibles capas más gruesas, de hasta 100 nm y más. A menudo esto depende del coste del procedimiento de precipitación, el cual, por ejemplo en el caso de ALD, es claramente superior que en otros procedimientos, como en la deposición de fases gaseosas apoyada por plasma (PECVD). En una forma de realización preferente, el espesor de la capa parcial de pasivación por efecto de campo oscila entre aproximadamente 10 y aproximadamente 15 nm.
Según la invención se ha previsto que la capa de pasivación se configure como capa de reflexión. Mientras que una función según la invención de la capa de pasivación como capa de reflexión para luz infrarroja por el lado posterior de la célula solar opuesta al impacto de la luz constituye una ventaja, sería deseable una capa de pasivación configurada como capa antirreflexión por el lado frontal de la célula solar. Para realizar la capa de pasivación como capa de reflexión o antireflexión se pueden seleccionar, independientemente entre sí, los espesores de capa y/o las características ópticas de ambas capas parciales de pasivación.
Se ha previsto ventajosamente que el material pasivante por efecto de campo o la capa parcial de pasivación por efecto de campo tenga o se utilice para formar un material con una densidad de carga superficial mínima de 1012 cm-2, preferentemente de 5x1012 cm-2, en especial como mínimo de 1013 cm-2. Se puede tratar, en este caso, de una densidad de carga superficial positiva o negativa.
En una realización ventajosa, se ha previsto que la capa parcial de pasivación por efecto de campo se forme esencialmente con un material de densidad de carga superficial negativa. Diversos materiales adecuados, en primer lugar para la realización de capas de pasivación química, tienen densidades positivas bajas para las cargas superficiales. Esto es aplicable, por ejemplo, cuando se utiliza sobre semiconductores de silicio para capas de silicio amorfas (capas a-Si), así como capas de SiO2. Así, por ejemplo, una capa de SiO2 acumulada térmicamente tiene
-8 -
5
10
15
20
25
30
35
una densidad típica de cargas superficiales de 1011 cm2. Esta densidad positiva de cargas superficiales puede tener un efecto negativo para las capas de semiconductores con impurezas p (hueco - aceptor). Por ejemplo, la calidad de una pasivación mediante una capa de SiO2 puede depender de la densidad de inyección de portadores fotogénicos de cargas en exceso, lo que, de nuevo, puede tener una influencia negativa sobre el rendimiento de la célula solar.
Mediante la capa parcial adicional de pasivación por efecto de campo con una densidad negativa de cargas superficiales se puede reducir el efecto de una densidad mucho menor de cargas superficiales positivas para la capa parcial de pasivación situada por debajo o incluso se puede revertir modificando cuantitativamente la densidad efectiva de cargas superficiales de toda la capa de pasivación y/o puede incluso revertirse su polaridad. Un efecto de este tipo puede utilizarse, formulado de modo más general, cuando la densidad mucho mayor de cargas superficiales de la capa parcial de pasivación por efecto de campo tiene otro signo de polaridad que una densidad de cargas superficiales eventualmente existente de la capa parcial de pasivación química.
Del efecto de la densidad de cargas superficiales de la capa parcial de pasivación por efecto de campo resulta otra ventaja importante, dependiendo de la polaridad de la capa semiconductora que actúa como base y de la densidad de cargas superficiales de las capas parciales de pasivación: en el caso de capas de pasivación química con una densidad reducida de cargas superficiales positivas aplicadas sobre una capa de semiconductores dopados con un aceptor (p) o de tipo p, se puede formar una capa de inversión sobre la superficie semiconductora según la relación entre las impurezas de los semiconductores y la densidad de cargas superficiales. Este es el caso con una capa de semiconductores dopada con n o del tipo n (donadores de electrones) sobre la que se ha dispuesto una capa de pasivación química con una densidad negativa de carga superficiales. En las células solares de contacto por puntos, entre los contactos por puntos se forma un canal de inversión que representa una causa conocida de pérdidas de portadores de carga y, por tanto, de rendimiento. Este problema se puede evitar mediante la aplicación de una capa parcial de pasivación por efecto de campo sobre la capa de pasivación química tal como se propone aquí. Para ello, por ejemplo cuando se utiliza una capa semiconductora de tipo p, se puede utilizar una capa parcial de pasivación por efecto de campo con una gran densidad de cargas superficiales, por ejemplo una capa de AhO3.
5
10
15
20
25
30
35
Según una configuración preferente, se ha previsto que la capa parcial de pasivación por efecto de campo comprenda óxido de aluminio, fluoruro de aluminio, nitruro de silicio, oxinitruro de aluminio y/u otro compuesto de óxido de aluminio u oxinitruro de aluminio (AlxOyN2) y uno o varios otros elementos. En cuanto al óxido de aluminio (AlOx ó AhO3) y al fluoruro de aluminio (AF3), se trata de materiales que forman una capa parcial de pasivación por efecto de campo con una densidad de cargas superficiales negativa, mientras que una capa parcial de pasivación de nitruro de silicio tiene una densidad de cargas superficiales positiva. En lo que se refiere a los otros elementos, éstos pueden ser por ejemplo metales, especialmente tierras raras, o de carbono.
Se ha previsto, preferentemente, que la capa parcial de pasivación química comprenda un material semiconductor amorfo o un óxido semiconductor. Se puede tratar aquí, por ejemplo, de una capa de silicio amorfo o de SiO2 apropiada para una pasivación química de las capas semiconductoras de silicio. Un óxido semiconductor se puede generar sobre la capa semiconductora bien mediante un procedimiento de precipitación o bien por oxidación de la superficie de la capa semiconductora.
Ventajosamente, la capa parcial de pasivación química está formada por un compuesto de silicio con oxígeno, nitrógeno y/o carbono. Especialmente adecuados como materiales para la capa parcial de pasivación química son oxinitruro de silicio (SiOxNy) o carburo de oxinitruro de silicio (SiOx-NyCz). Con la correcta selección de los materiales para las capas parciales de pasivación se pueden obtener capas de pasivación con propiedades funcionales durante la fabricación de las células solares, que sirven por ejemplo como barrera al decapado, texturización y/o difusión. Alternativa o adicionalmente, la capa parcial de pasivación química también puede encargarse por sí sola de una función de este tipo durante el desarrollo del proceso. En un desarrollo funcional se ha previsto que la capa de pasivación se extienda esencialmente por encima de la superficie completa de la capa semiconductora. Aquí, sin embargo, se pueden formar aberturas o pasos en la capa de pasivacion para la conexión de la célula solar. Además, algunas zonas del margen de la célula solar pueden quedar libres por necesidades técnicas.
Convenientemente se ha previsto una pasivación mutua por medio de la capa de pasivación. Las capas de pasivación sobre el lado anterior de la célula solar y sobre el lado posterior de la célula solar pueden tener las mismas características y
propiedades. Alternativamente, se pueden diseñar de modo diferente adaptadas a las correspondientes necesidades. En particular, al configurar la capa de pasivación con características ópticas adicionales es conveniente configurar la capa anterior de pasivación como capa antirreflexión para el espectro luminoso relevante.
5 Según una forma de realización preferente, la capa de pasivación tiene en total, en la superficie de la capa semiconductora, una densidad de carga máxima en las superficies límite de 1013 cm-2, de como máximo 1012 cm-2 o de como máximo de 1011 cm-2. Son particularmente ventajosas para la pasivación densidades de cargas de las superficies límite de aproximadamente 5x1011 cm-2 para las capas 10 semiconductoras tanto de tipo n como de tipo p.
Por tanto, es de señalar que la alta densidad de cargas superficiales no se refleja a toda costa directamente en los valores de la densidad de cargas superficiales de la capa de pasivación. Así, debido a la combinación de la capa parcial de pasivación por efecto de campo con la capa parcial de pasivación química se puede obtener 15 una capa de pasivación con una muy alta calidad de pasivación con una densidad de cargas superficiales total más bien baja. Una capa de pasivación de este tipo es adecuada tanto para capas semiconductoras tipo n como tipo p, sin necesidad de configurar un canal de inversión.
La máxima densidad de carga de las superficies límite de toda la capa de pasivación 20 puede encontrarse cerca de la superficie de la capa semiconductora, dependiendo del material y de las impurezas de la capa semiconductora. Los valores máximos preferidos arriba indicados se refieren a capas semiconductoras con una superficie dopada con Si (concentración superficial de aproximadamente 1x1019 a 6x1020 cm- 2).
25 Según una forma de realización ventajosa, la capa parcial de pasivación química tiene un espesor de capa mínimo de 1 nm, 5 nm, 10 nm, 50 nm ó 100 nm. Cuanto más espesor tiene la capa parcial de pasivación química, tanto más lejos se encuentra la capa parcial de pasivación por efecto de campo de la superficie semiconductora, de manera que la densidad de carga de las superficies límite 30 resulta menor. Al menos en el caso de una precipitación química en húmedo de la capa parcial de pasivación química, también puede ser ventajoso un espesor de capa de aproximadamente 1 a 5 nm.
En las formas de realización ventajosas, la capa parcial de pasivación química y/o la capa parcial de pasivación por efecto de campo se aplican como capa a baja
temperatura. En especial, ambas capas se aplican a una temperatura inferior a 400°C.
A continuación se explica la invención con ayuda de ejemplos de realización en referencia a las figuras adjuntas, que muestran:
5 Fi. 1a a 1e: vistas esquemáticas en sección transversal de una célula solar en diferentes fases de un proceso de fabricación según una forma de realización preferente, y
Fig. 2: vista esquemática en sección transversal de una célula solar fabricada
mediante el procedimiento mostrado en las Fig. 1a - 1e.
10 Con ayuda de las figuras 1a a 1e se describe a continuación la fabricación de una célula solar 1 con pasivación de la superficie por ambos lados según una forma de realización posible. La figura 1a muestra una sección transversal de una capa semiconductora 2, con una superficie semiconductora 20 que forma aquí un lado posterior 20 de la célula solar alejado de la luz y otra superficie de la capa 15 semiconductora 22 que constituye aquí un lado anterior 22 de la célula solar dirigido hacia la luz. La superficie de la capa semiconductora 20 preferentemente está provista de textura para aumentar la eficiencia, lo que se muestra en las figuras como un perfil en dientes de sierra.
Según la figura 1b, se aplica sobre la superficie de la capa semiconductora 20 una 20 capa parcial de pasivación química 31, la cual además, en un siguiente paso de dopado para dopar la otra superficie semiconductora 22 puede servir como barrera de difusión. Después del paso de dopado se obtiene la disposición según la figura 1c, en la que la otra superficie de la capa semiconductora 22 está provista de una capa de dopado 4 que forma una unión pn con la otra parte de la capa 25 semiconductora 2. La otra superficie de la capa semiconductora 22 se pasiviza a continuación mediante otra capa de pasivación 5 aplicada sobre la capa de dopado 4 según la figura 1d.
A continuación se aplica sobre la capa parcial de pasivación química 31 una capa parcial de pasivación por efecto de campo 33. Con ello se obtiene la capa de 30 pasivación 3 mostrada en la figura 1e sobre la superficie de la capa semiconductora 20 que constituye la superficie posterior de la célula solar. Por esta razón es ventajoso generar una capa de pasivación 3 seleccionando de forma apropiada las características físicas y los parámetros de precipitación de las capas parciales de
pasivación 31, 33, capa de pasivación 3 que sirve al mismo tiempo como capa de
-12 -
reflexión para el espectro de luz relevante en cada célula solar correspondiente. A diferencia de lo mostrado en la figura 1e, adicionalmente se puede disponer una capa intermedia entre las capas parciales de pasivación 31, 33.
En cuanto a la otra capa de pasivación 5, puede tratarse de una capa de pasivación 5 convencional formada mediante una sola capa de pasivación química o por efecto de campo. Alternativamente, la otra capa de pasivación 5 puede estar compuesta también por una combinación de dos capas de pasivación parciales según la capa de pasivación 3.
Para permitir el cableado de la célula solar 1 deben proporcionarse en cada caso 10 accesos a la capa semiconductora 2 y a la capa de dopado, y la célula solar 1 debe metalizarse por su lado posterior y anterior, por ejemplo según un procedimiento de serigrafía con posterior procesado térmico. Para ello, se practican aberturas en la capa de pasivación 3 y en la otra capa de pasivación 5. Como resultado se obtiene, después de los pasos de metalización, la célula solar 1 según la figura 2. Sobre el 15 lado posterior 20 de la célula solar se puede metalizar la superficie completa para generar un contacto 7 del lado posterior, mientras que en el lado anterior 22 de la célula solar, los contactos anteriores preferentemente tienen forma de dedo.
En cuanto a la capa semiconductora 2 se puede tratar, por ejemplo, de una capa de silicio cristalino en forma de plaquitas de silicio, donde en este caso la capa 20 parcial de pasivación química 31 puede estar formada por crecimiento térmico de SiO2 generado por PECVD o por silicio amorfo (a-Si). La capa parcial de pasivación por efecto de campo 33 está formada, por ejemplo, por AhO3.
La precipitación o el crecimiento de ambas capas parciales de pasivación 31, 33 pueden tener lugar en momentos diferentes del proceso de fabricación. Con ello se 25 pueden aprovechar las funcionalidades de la capa parcial de pasivación química 31 durante el proceso de fabricación. Lo decisivo pero no evidente es aquí que las cargas superficiales de la capa parcial de pasivación por efecto de campo 33 se formen también durante la precipitación sobre la capa parcial de pasivación química 31, constituyendo un dieléctrico. Este es el caso en particular para la capa de AhO3 30 sobre la capa de SiO2. Debido a que actualmente se obtienen los mejores resultados para las capas de pasivación de AhO3 por medio de ALD, ALD es el procedimiento de precipitación preferente.
Sin embargo, también se pueden utilizar otros procedimientos de deposición, por ejemplo PECVD, en particular si los resultados obtenidos tienen una alta calidad,
5
10
15
20
25
30
35
similar a los de ALD en el procesamiento de fabricación con las dos capas parciales de pasivación. En este caso, la deposición por medio de PECVD es preferente por razones de coste.
Esta combinación de dos capas parciales de pasivación 31, 33 ofrece, además, claras ventajas para su aplicación industrial. La mayoría de los procedimientos de fabricación, actualmente en fase de desarrollo en laboratorio, de células solares de alto rendimiento utilizan una capa de SiO2 generada térmicamente, sin embargo la aplicación de este procedimiento de fabricación a células solares fabricadas industrialmente por serigrafía resulta difícil. Esto es debido, por un lado, a la poca estabilidad de la capa de SiO2 frente a los procesos térmicos necesarios; por otro lado, debido a la necesidad de hidrógeno para una muy buena pasivación en la capa de SiO2. En las células solares producidas en laboratorio, una capa de aluminio aplicada por deposición física de fases gaseosas (PVD) actúa como donador de hidrógeno. En la fabricación industrial, sin embargo, la serigrafía tiene grandes ventajas en lo que se refiere al trabajo y coste frente al procedimiento de PVD.
Debido a la combinación de dos efectos de pasivación, ya no sólo la densidad de los estados superficiales es decisiva para la calidad de pasivación. Es decir, la capa sigue pasivando de modo suficiente después del proceso de calentamiento a pesar a un mayor número de estados superficiales. Puesto que además se incrementa todavía más la buena calidad de pasivación de la capa crecida térmicamente de SiO2 por la aplicación de la capa de AhO3, esta disposición es interesante también para aquellas células solares de alto rendimiento que no se someten a un proceso de calentamiento durante la fabricación.
Otra ventaja importante de cada tipo de combinación de una capa parcial de pasivación química 31 y una capa parcial de pasivación 33 por efecto de campo para formar una capa de pasivación 3 es el menor requisito en cuanto a la calidad de la pasivación química, en particular en el caso de óxidos semiconductores formados térmicamente. Esto es debido a que para la calidad de pasivación ya no es decisivo sólo el número de estados superficiales. Por tanto, ya no se necesitan óxidos de crecimiento en seco para una muy buena pasivación e incluso las capas de óxido generadas por PECVD ganan en importancia. La ventaja es aquí que se sustituye un paso a altas temperaturas de oxidación térmica por un paso a bajas temperaturas de deposición PECVD, lo que, entre otras cosas, conlleva menos requisitos en cuanto al material de la célula solar.
Finalmente, debido a las capas parciales de pasivación de diferente efecto 31, 33, se gana en flexibilidad durante el proceso de fabricación. Por ejemplo es posible formar las capas parciales de pasivación 31, 33 en diferentes momentos del proceso de fabricación y, en caso dado, éstas pueden asumir funciones adicionales, 5 por ejemplo la capa de SiO2 puede actuar como barrera de difusión, por ejemplo frente a la difusión de fósforo.
Las células solares 1 según las formas de realización aquí mostradas sólo tienen en cada caso por un lado una capa de pasivación 3 de dos estratos. Alternativamente, la capa de pasivación 3 consistente en la capa parcial de 10 pasivación química 31, por ejemplo de óxido de silicio crecido por procedimiento químico en húmedo o térmico, y en la capa parcial de pasivación por efecto de campo 33, por ejemplo de óxido de aluminio, puede aplicarse sobre ambas superficies de las capas semiconductoras 20, 22. Dicho en otras palabras, en cuanto a la otra capa de pasivación 5, se puede tratar también de una capa de 15 pasivación 3 de doble estrato. También se puede colocar por ambos lados de la célula solar una capa de recubrimiento de nitruro de silicio (SiNx) aplicada sobre la capa de pasivación 3.
Lista de referencias
- 1 Sistema semiconductor (célula solar)
- 20
- 2 Capa semiconductora
- 20 Superficie de la capa semiconductora, lado posterior de la célula solar.
- 22 Otra superficie de la capa semiconductora, lado anterior de la célula solar.
- 3 Capa de pasivación.
- 25
- 31 Capa parcial de pasivación química.
- 33 Capa parcial de pasivación por efecto de campo.
- 4 Capa de dopado.
- 5 Otra capa de pasivación.
- 30
- 6 Contacto del lado anterior
- 7 Contacto del lado posterior
Claims (11)
- Reivindicaciones1. Célula solar (1) con una capa semiconductora (2) y una capa de pasivación (3) dispuesta sobre una superficie de la capa semiconductora (2) para la pasivación de la superficie de la capa semiconductora (20), donde la capa de5 pasivación (3) es una pasivación del lado posterior dispuesto en un lado posterior de la célula solar (1) alejado de la luz configurada como capa de reflexión para la luz infrarroja y que comprende una capa parcial de pasivación química (31) y una capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) dispuestas la una sobre la otra en la superficie de la capa semiconductora (20),10 donde la capa parcial de pasivación química (31) está dispuesta entre la capa semiconductora (2) y la capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) sobre la superficie de la capa semiconductora (20) y donde se aplica una capa de recubrimiento de nitruro de silicio sobre la capa de pasivación (3).
- 2. Célula solar (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque entre la capa15 parcial de pasivación química (31) y la capa parcial de pasivación por efecto decampo (33) se dispone una capa intermedia.
- 3. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque la capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) es una capa formada por deposición de capas atómicas, una capa depositada por CVD, una capa20 depositada por PECVD, una capa depositada por PVD o una capa depositada por el método sol-gel.
- 4. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la capa parcial de pasivación (33) por efecto de campo tiene un espesor en el rango de 0,1 a 10 nm, entre 2 y 5 nm, o entre 10 y 15 nm.25 5. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizadaporque el material pasivante por efecto de campo o la capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) se forma esencialmente con un material cuya densidad de carga superficial mínima es de 1012 cm-2, de preferencia como mínimo 5x1012 cm-2, preferiblemente como mínimo de 1013 cm-2.30 6. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizadaporque la capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) comprende óxido de aluminio, fluoruro de aluminio, nitruro de silicio, nitruro de óxido de aluminio y/u otro compuesto de óxido de aluminio y uno o varios otros elementos.510152025
- 7. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa parcial de pasivación química (31) comprende un material semiconductor amorfo o un óxido semiconductor.
- 8. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa parcial de pasivación química (31) se forma con un compuesto de silicio con oxígeno, nitrógeno y/o carbono.
- 9. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene una pasivación por ambos lados mediante la capa de pasivación (3).
- 10. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa de pasivación (3) tiene en la superficie de la capa semiconductora (20) una densidad de carga superficial máxima de 1013 cm-2, máxima de 1012 cm-2 o máxima de 1011 cm-2.
- 11. Célula solar (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa parcial de pasivación química (31) tiene un espesor de capa mínimo de 1 nm, 5nm, 10 nm, 50 nm ó 100 nm.
- 12. Procedimiento de fabricación de una célula solar (1) caracterizado porque se aplican consecutivamente una capa parcial de pasivación química (31) y una capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) sobre una superficie de la capa semiconductora (20) de la célula solar (1), de manera que la capa parcial de pasivación química (31) queda dispuesta entre la capa semiconductora (2) y la capa parcial de pasivación por efecto de campo (33) sobre la superficie de la capa semiconductora (20), con el fin de formar juntas una capa de pasivación (3) conformada como capa de reflexión para la luz infrarroja, capa de pasivación (3) que constituye una pasivación del lado posterior dispuesto en un lado posterior de la célula solar (1) alejado de la luz, donde se aplica una capa de recubrimiento de nitruro de silicio sobre la capa de pasivación (3).
- 13. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 12, caracterizado porque, antes de aplicar la capa parcial de pasivación por efecto de campo (33), la capa parcial de pasivación química (31) aplicada se utiliza en un proceso de difusión como barrera de difusión, en un proceso de decapado como barrera de decapado y/o un proceso de textura como barrera de textura.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009025977A DE102009025977A1 (de) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | Solarzelle und Herstellungsverfahren einer Solarzelle |
| DE102009025977 | 2009-06-16 | ||
| PCT/DE2010/075045 WO2010145648A1 (de) | 2009-06-16 | 2010-05-31 | Halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren einer halbleitervorrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2683911T3 true ES2683911T3 (es) | 2018-09-28 |
Family
ID=42781564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES10747802.6T Active ES2683911T3 (es) | 2009-06-16 | 2010-05-31 | Dispositivo semiconductor y procedimiento de fabricación de un dispositivo semiconductor |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8933525B2 (es) |
| EP (1) | EP2443669B1 (es) |
| JP (1) | JP2012530361A (es) |
| CN (1) | CN102804407B (es) |
| DE (1) | DE102009025977A1 (es) |
| ES (1) | ES2683911T3 (es) |
| PT (1) | PT2443669T (es) |
| WO (1) | WO2010145648A1 (es) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101699312B1 (ko) * | 2011-01-28 | 2017-01-24 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| TWI482294B (zh) * | 2011-03-22 | 2015-04-21 | Nat Univ Tsing Hua | 製作背面具有介電質層以及分散式接觸電極之矽太陽能電池之方法及該元件 |
| DE102011077526A1 (de) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung |
| FI20116217A (fi) * | 2011-12-02 | 2013-06-03 | Beneq Oy | Piitä sisältävä n-tyypin aurinkokennopari |
| US9136402B2 (en) * | 2012-02-28 | 2015-09-15 | International Business Machines Corporation | High efficiency flexible solar cells for consumer electronics |
| DE102012007115A1 (de) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Universität Stuttgart | Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle |
| TWI474488B (zh) * | 2012-09-21 | 2015-02-21 | Ind Tech Res Inst | 太陽能電池 |
| KR101889775B1 (ko) * | 2012-09-27 | 2018-08-20 | 엘지전자 주식회사 | 태양 전지 및 이의 제조 방법 |
| CN103035770A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-10 | 常州天合光能有限公司 | 背钝化的ibc太阳能电池结构及其制备方法 |
| CN103050553B (zh) * | 2012-12-29 | 2015-06-24 | 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 | 一种双面钝化晶硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN103311340B (zh) * | 2013-05-15 | 2016-08-24 | 常州天合光能有限公司 | 叠层薄膜背面钝化的太阳能电池及其制备方法 |
| KR101614190B1 (ko) * | 2013-12-24 | 2016-04-20 | 엘지전자 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조 방법 |
| CN104218101A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-17 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型局域铝背晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN104218115A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-17 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型perc晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN104218113A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-17 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型perc晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| EP3306674B1 (en) | 2015-05-27 | 2021-06-23 | Kyocera Corporation | Solar cell element and method for manufacturing same |
| CN112908846B (zh) * | 2019-12-02 | 2024-06-11 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 形成半导体结构的方法及半导体结构 |
| CN112466963B (zh) * | 2020-11-25 | 2022-12-02 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 碳化硅光伏器件 |
| CN116960193A (zh) * | 2022-04-15 | 2023-10-27 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种太阳能电池及其生产方法、光伏组件 |
| CN114944433A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-26 | 苏州大学 | 一种晶硅太阳电池表面钝化材料 |
| CN114937707A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-08-23 | 苏州大学 | 一种电子钝化接触结构及晶硅太阳电池 |
| CN116913984B (zh) * | 2023-09-12 | 2024-01-30 | 通威太阳能(眉山)有限公司 | 电介质层及制备方法、太阳电池、光伏组件 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2452289A1 (de) * | 1974-11-04 | 1976-05-06 | Siemens Ag | Halbleiterbauelement |
| US4446194A (en) * | 1982-06-21 | 1984-05-01 | Motorola, Inc. | Dual layer passivation |
| US4804640A (en) * | 1985-08-27 | 1989-02-14 | General Electric Company | Method of forming silicon and aluminum containing dielectric film and semiconductor device including said film |
| JP2989923B2 (ja) | 1991-03-25 | 1999-12-13 | 京セラ株式会社 | 太陽電池素子 |
| FR2711276B1 (fr) * | 1993-10-11 | 1995-12-01 | Neuchatel Universite | Cellule photovoltaïque et procédé de fabrication d'une telle cellule. |
| JPH10229211A (ja) * | 1997-02-18 | 1998-08-25 | Hitachi Ltd | 光電変換装置およびその製造方法 |
| JP4532008B2 (ja) | 2001-03-19 | 2010-08-25 | 三菱電機株式会社 | 反射防止膜の成膜方法 |
| JP4186725B2 (ja) | 2003-06-24 | 2008-11-26 | トヨタ自動車株式会社 | 光電変換素子 |
| JP4262153B2 (ja) | 2004-07-02 | 2009-05-13 | キヤノン株式会社 | 位置決め装置およびそれを用いた露光装置 |
| JP2006073617A (ja) | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Sharp Corp | 太陽電池およびその製造方法 |
| US7507629B2 (en) | 2004-09-10 | 2009-03-24 | Gerald Lucovsky | Semiconductor devices having an interfacial dielectric layer and related methods |
| US7375378B2 (en) * | 2005-05-12 | 2008-05-20 | General Electric Company | Surface passivated photovoltaic devices |
| EP1952431A2 (en) * | 2005-11-07 | 2008-08-06 | Applied Materials, Inc. | Photovoltaic contact and wiring formation |
| KR100877817B1 (ko) * | 2005-11-08 | 2009-01-12 | 엘지전자 주식회사 | 고효율 태양전지 및 그것의 제조방법 |
| EP1958242A4 (en) * | 2005-11-24 | 2010-02-24 | Newsouth Innovations Pty Ltd | PREPARATION OF SOLAR CELLS WITH HIGH EFFICIENCY |
| NO20061668L (no) * | 2006-04-12 | 2007-10-15 | Renewable Energy Corp | Solcelle og fremgangsmate for fremstilling av samme |
| JP4767110B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2011-09-07 | シャープ株式会社 | 太陽電池、および太陽電池の製造方法 |
| EP2087527A1 (en) * | 2006-12-01 | 2009-08-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell and method for manufacturing the same |
| WO2008115814A2 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Bp Corporation North America Inc. | Solar cells |
| US20090056797A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Blue Square Energy Incorporated | Photovoltaic Thin-Film Solar Cell and Method Of Making The Same |
| DE102007054384A1 (de) | 2007-11-14 | 2009-05-20 | Institut Für Solarenergieforschung Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle mit einer oberflächenpassivierenden Dielektrikumdoppelschicht und entsprechende Solarzelle |
| JP5004932B2 (ja) | 2008-12-04 | 2012-08-22 | シャープ株式会社 | 太陽電池および太陽電池の製造方法 |
-
2009
- 2009-06-16 DE DE102009025977A patent/DE102009025977A1/de not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-05-31 US US13/378,246 patent/US8933525B2/en active Active
- 2010-05-31 EP EP10747802.6A patent/EP2443669B1/de active Active
- 2010-05-31 JP JP2012515353A patent/JP2012530361A/ja active Pending
- 2010-05-31 WO PCT/DE2010/075045 patent/WO2010145648A1/de active Application Filing
- 2010-05-31 ES ES10747802.6T patent/ES2683911T3/es active Active
- 2010-05-31 PT PT10747802T patent/PT2443669T/pt unknown
- 2010-05-31 CN CN201080026335.0A patent/CN102804407B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8933525B2 (en) | 2015-01-13 |
| PT2443669T (pt) | 2018-10-09 |
| JP2012530361A (ja) | 2012-11-29 |
| DE102009025977A1 (de) | 2010-12-23 |
| EP2443669A1 (de) | 2012-04-25 |
| CN102804407B (zh) | 2016-05-11 |
| EP2443669B1 (de) | 2018-05-23 |
| WO2010145648A1 (de) | 2010-12-23 |
| US20120091566A1 (en) | 2012-04-19 |
| CN102804407A (zh) | 2012-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2683911T3 (es) | Dispositivo semiconductor y procedimiento de fabricación de un dispositivo semiconductor | |
| CN108352421B (zh) | 具有通过载流子选择性触点互连的多个吸收体的太阳能电池 | |
| Nogay et al. | Crystalline silicon solar cells with coannealed electron-and hole-selective SiC x passivating contacts | |
| US10304972B2 (en) | Solar cell with silicon oxynitride dielectric layer | |
| US9935228B2 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
| US20090260685A1 (en) | Solar cell and method of manufacturing the same | |
| JP6722117B2 (ja) | 結晶シリコンを用いた太陽電池の受光面のパッシベーション | |
| KR20110119970A (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
| ES2408193T3 (es) | Célula solar | |
| CN101641797A (zh) | 包括由高k电介质组成的背面反射层的太阳能电池 | |
| KR102554563B1 (ko) | 태양 전지 내의 상대적 도펀트 농도 레벨 | |
| WO2014014117A1 (ja) | パッシベーション膜、塗布型材料、太陽電池素子及びパッシベーション膜付シリコン基板 | |
| US20170133545A1 (en) | Passivated contacts for photovoltaic cells | |
| JP2017135386A (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| US20120247543A1 (en) | Photovoltaic Structure | |
| Brendle et al. | 20· 5% efficient silicon solar cell with a low temperature rear side process using laser‐fired contacts | |
| JP2018532273A (ja) | 光起電力デバイスおよびその製造方法 | |
| KR100994924B1 (ko) | 태양전지 및 그 제조방법 | |
| CN116848645A (zh) | 用于太阳能电池的钝化和导电层结构 | |
| KR20170143074A (ko) | 양면 수광형 실리콘 태양전지 및 그 제조 방법 | |
| JPH04226084A (ja) | 太陽電池およびその製造方法 | |
| CN215183999U (zh) | 一种应用于隧穿型太阳能电池上的接触结构及带有该接触结构的太阳能电池 | |
| US11621366B2 (en) | Passivation process | |
| JP2017509153A (ja) | 太陽電池の受光面のパッシベーション | |
| KR20090076035A (ko) | 표면 부동태화된 다공성 구조의 벌크형 태양전지와 그제조방법 |