ES2923117T3 - Celda solar de contacto frontal con capas eléctricamente conductoras formadas en el lado frontal y lado posterior - Google Patents

Celda solar de contacto frontal con capas eléctricamente conductoras formadas en el lado frontal y lado posterior Download PDF

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Abstract

Una celda solar bipolar (100) incluye una unión trasera formada por un sustrato de silicio (101) y una primera capa dopada (108) de un primer tipo dopante en la parte trasera de la celda solar. Una segunda capa dopada (106) de un segundo tipo de dopante realiza una conexión eléctrica al sustrato (101) desde el lado frontal de la celda solar (100). Un primer contacto metálico (110) de una primera polaridad eléctrica se conecta eléctricamente a la primera capa dopada (108) en la parte posterior de la celda solar, y un segundo contacto metálico (102) de una segunda polaridad eléctrica se conecta eléctricamente a la segunda capa dopada (106) en el lado frontal de la celda solar (100). Un circuito eléctrico externo puede conectarse eléctricamente a los contactos metálicos primero y segundo para ser alimentado por la celda solar (100). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Celda solar de contacto frontal con capas eléctricamente conductoras formadas en el lado frontal y lado posterior
La presente invención se refiere, en general, a una celda solar y a un procedimiento para fabricar dicha celda solar.
A partir de J. Zhao et. a l, 20TH EUROPEAN PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY CONFERENCE, ISBN 978-3­ 936338-19-5, ya es conocido un sustrato de silicio de tipo n y una primera y segunda capa de silicio impurificado, directamente en el sustrato. Este documento también muestra primer y segundo contactos metálicos. La celda solar no muestra una capa dieléctrica entre la primera capa de polisilicio impurificado y la superficie posterior del sustrato y una segunda capa dieléctrica entre la segunda capa de polisilicio impurificado y la superficie frontal del sustrato y, además, no muestra que una capa de dióxido de silicio haya servido como fuente de impurificador en la difusión de impurificadores a la capa de polisilicio impurificado. Por el contrario, en este documento de la técnica anterior, se difunde directamente boro en el sustrato de silicio.
Las celdas solares son dispositivos bien conocidos para convertir la radiación solar en energía eléctrica. Se pueden fabricar sobre una oblea semiconductora usando tecnología de procesamiento de semiconductores. Una celda solar incluye regiones de difusión de tipo P y de tipo N que forman una unión. La radiación solar que incide sobre la celda solar crea electrones y orificios que migran a las regiones de difusión, creando, de este modo, diferenciales de tensión entre las regiones de difusión. En una celda solar de contacto de lado posterior, tanto las regiones de difusión como los contactos metálicos acoplados a ellas están todos en el lado posterior de la celda solar. Los contactos metálicos permiten que un circuito eléctrico externo se acople a y se alimente por la celda solar.
En una celda solar de contacto frontal, al menos uno de los contactos metálicos que establecen una conexión eléctrica con una región de difusión está en el lado frontal de la celda solar. Aunque las celdas solares de contacto de lado posterior tienen una ventaja estética sobre las celdas solares de contacto frontal debido a la ausencia de contactos metálicos en el lado frontal y, por tanto, son preferentes para aplicaciones residenciales, la estética no es un requisito importante para las centrales energéticas y otras aplicaciones donde la generación de energía sea la principal preocupación.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar una celda solar de contacto frontal eficaz y rentable y un procedimiento para fabricar la misma.
Este objetivo se satisface por los rasgos característicos de la reivindicación 1 y 8.
En un modo de realización, una celda solar bipolar incluye una unión de lado posterior formada por un sustrato de silicio y una primera capa impurificada de un primer tipo de impurificador en el lado posterior de la celda solar. Una segunda capa impurificada de un segundo tipo de impurificador establece una conexión eléctrica con el sustrato desde el lado frontal de la celda solar. Un primer contacto metálico de una primera polaridad eléctrica se conecta eléctricamente a la primera capa impurificada en el lado posterior de la celda solar, y un segundo contacto metálico de una segunda polaridad eléctrica se conecta eléctricamente a la segunda capa impurificada en el lado frontal de la celda solar. Por ejemplo, la primera capa impurificada puede ser polisilicio impurificado con un impurificador de tipo P, mientras que la segunda capa impurificada puede ser polisilicio impurificado con un impurificador de tipo N. Un circuito eléctrico externo se puede conectar eléctricamente a los primer y segundo contactos metálicos para alimentarse por la celda solar.
Estos y otros rasgos característicos de la presente invención serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica al leer la totalidad de esta divulgación, que incluye los dibujos y reivindicaciones adjuntos.
La FIG. 1 muestra esquemáticamente una sección transversal de una celda solar de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.
La FIG. 2 es una vista en planta que muestra esquemáticamente el lado frontal de la celda solar de la FIG. 1 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.
La FIG. 3 es una vista en planta que muestra esquemáticamente el lado posterior de la celda solar de la FIG. 1 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.
Las FIGS. 4-19 ilustran esquemáticamente la fabricación de la celda solar de la FIG. 1 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.
En la presente divulgación, se proporcionan numerosos detalles específicos, tales como ejemplos de aparatos, parámetros de procedimiento, materiales, etapas de procedimiento y estructuras, para proporcionar un entendimiento exhaustivo de los modos de realización de la invención.
Los expertos en la técnica reconocerán, sin embargo, que la invención se puede poner en práctica sin uno o más de los detalles específicos. En otros casos, los detalles bien conocidos no se muestran ni describen para evitar eclipsar aspectos de la invención.
La presente invención se refiere a una celda solar de contacto frontal de bajo coste y alta eficacia. Otra celda solar de contacto frontal de este tipo también se divulga en la solicitud de EE. UU. de titularidad común US20080070742.
La FIG. 1 muestra esquemáticamente una sección transversal de una celda solar de contacto frontal bipolar 100 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. La celda solar 100 tiene un lado frontal donde se localizan los contactos metálicos 102 y un lado posterior en el mismo lado que el contacto metálico 110. El lado frontal, que es opuesto al lado posterior, está orientado hacia el sol durante el funcionamiento normal para captar la radiación solar. El lado frontal de la celda solar incluye capas formadas en la superficie de lado frontal de un sustrato 101, y el lado posterior de la celda solar incluye capas formadas en la superficie de lado posterior del sustrato 101.
En el ejemplo de la FIG. 1, la celda solar 100 incluye una unión de lado posterior formada por una capa de polisilicio impurificado de tipo P 108 que sirve como región de difusión de tipo P y el sustrato de silicio de tipo N 101 que sirve como región de difusión de tipo N. En un modo de realización, la capa de polisilicio 108 tiene una corriente de saturación de emisor de aproximadamente 10 fA.cm-2. El sustrato de silicio de tipo N 101 puede comprender una oblea de silicio de tipo N de larga vida útil (por ejemplo, de 2 a 5 ms) y puede tener un espesor de aproximadamente 100 a 250 pm como se mide desde la superficie de lado posterior hasta una punta de la superficie de lado frontal texturizada del sustrato (véase la dimensión D24). La superficie de lado frontal del sustrato 101 se puede texturizar aleatoriamente (indicado como 113) e incluye una región impurificada de tipo N 105 formada en el sustrato. La región impurificada de tipo N 105 proporciona una baja recombinación de superficie frontal y mejora la conductividad lateral mientras que no compromete la respuesta al azul de la celda solar. La región impurificada de tipo N 105 puede tener una resistencia laminar de 100 a 500 Q/sq.
Una capa de polisilicio impurificado de tipo N 106 en el lado frontal de la celda solar 100 proporciona una baja resistencia de contacto y minimiza la recombinación de contacto. La capa de polisilicio 106 también se denomina "punto N" porque, en un modo de realización, forma una conformación en punto para minimizar el área de las regiones muy difusas en la superficie frontal del sustrato 101. En un modo de realización, la capa de polisilicio 106 tiene una corriente de saturación de emisor de aproximadamente 5 fa.cm-2. La capa de polisilicio 106 se puede formar en una fina capa dieléctrica 402. La fina capa dieléctrica 402 puede comprender dióxido de silicio desarrollado térmicamente con un espesor de aproximadamente 10 a 50 Angstroms en la superficie de lado frontal del sustrato 101. En un modo de realización, la fina capa dieléctrica 402 no está en la superficie de lado frontal texturizada 113 porque se retira por la etapa de texturización.
Se puede formar un recubrimiento antirreflectante (ARC) de la capa de nitruro de silicio 103 en la superficie de lado frontal texturizada 113 del sustrato 101. La superficie de lado frontal texturizada 113 y el recubrimiento antirreflectante ayudan a mejorar la eficacia de captación de radiación solar. Se puede formar un óxido pasivante 135 en la superficie de lado frontal texturizada 113 bajo de la capa de nitruro de silicio 103. En un modo de realización, el óxido pasivante 135 se desarrolla térmicamente en la superficie de lado frontal texturizada del sustrato 101 con un espesor de aproximadamente 10 a 250 Angstroms.
En un modo de realización, la capa de polisilicio 108 se forma en una fina capa dieléctrica 107. La capa de polisilicio 108 se puede formar formando una capa de polisilicio por depósito químico en fase de vapor (CVD), tal como CVD a baja presión (LPCVD) o CVD potenciado con plasma (PECVD), y recocido térmico. La capa de polisilicio 108 puede tener una resistencia laminar de aproximadamente 100 Q/sq. La fina capa dieléctrica 107 puede comprender dióxido de silicio desarrollado térmicamente con un espesor de aproximadamente 10 a 50 Angstroms en la superficie de lado posterior del sustrato 101. Un contacto metálico 110 se conecta eléctricamente a la capa de polisilicio 108 a través de orificios de contacto 123 formados a través de un dieléctrico que comprende una capa de dióxido de silicio 109. La capa de dióxido de silicio 109 proporciona aislamiento eléctrico y permite que el contacto metálico 110 sirva como capa reflectante de infrarrojos para incrementar la captación de radiación solar. Como será más evidente a continuación, la capa de dióxido de silicio 109 también puede servir como fuente de impurificador en la difusión de impurificadores en la capa de polisilicio 108.
En un modo de realización, el contacto metálico 110 comprende aluminio que tiene una resistencia laminar de aproximadamente 15 mQ/sq y formado con un espesor de aproximadamente 10 a 30 pm por un procedimiento de impresión. Una barra colectora 112 se conecta eléctricamente al contacto metálico 110 para proporcionar un terminal de polaridad positiva para conectar eléctricamente un circuito eléctrico externo a la celda solar 100. En un modo de realización, la barra colectora 112 comprende plata y tiene una conductancia de aproximadamente 5­ 25 mQ.cm y un espesor de aproximadamente 15-35 pm.
El contacto metálico 110 también puede comprender una pila de materiales que comprenda aluminio formada hacia el sustrato 101, una capa barrera frente a la difusión que comprenda titanio-volframio formada sobre el aluminio y una capa semilla de cobre formada sobre la capa barrera frente a la difusión. En esa configuración, la barra colectora 112 puede comprender electrochapado con cobre sobre la capa semilla.
En el lado frontal de la celda solar 100, cada contacto metálico 102 se conecta eléctricamente a la capa de polisilicio 106 a través de un orificio de contacto 120 formado a través de la capa de dióxido de silicio 104. De forma similar a la capa de dióxido de silicio 109, la capa de dióxido de silicio 104 sirve como fuente de impurificador en la difusión de impurificadores a la capa de polisilicio 106. Como se puede apreciar, las capas de polisilicio 108 y 106 también se pueden impurificar previamente antes de la formación sobre el sustrato 101.
Un contacto metálico 102 proporciona un terminal de polaridad negativa para permitir que un circuito eléctrico externo se acople a y se alimente por la celda solar 100. En un modo de realización, el contacto metálico 102 comprende plata que tiene una resistencia laminar de aproximadamente 5-25 mQ.cm y un espesor de aproximadamente 15-35 pm.
El paso entre contactos metálicos 102 contiguos separados por una superficie de lado frontal texturizada 113 (véase la dimensión D21) puede ser de aproximadamente 4200 pm. El diámetro de una capa de polisilicio 104 (véase la dimensión D22) puede ser de aproximadamente 390 pm.
La FIG. 2 es una vista en planta que muestra esquemáticamente el lado frontal de la celda solar 100 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. En el ejemplo de la FIG. 2, dos barras colectoras 201 discurren paralelas en el lado frontal del sustrato 101. Los orificios de contacto 120, en los que se forman los contactos metálicos 102, pueden tener cada uno un diámetro de aproximadamente 50 a 200 pm. Se forma una pluralidad de contactos metálicos 102 perpendicularmente a las barras colectoras 201. Cada contacto metálico 102 puede tener una anchura de aproximadamente 60-120 pm (véase la dimensión D23 en la FIG. 1).
La FIG. 3 es una vista en planta que muestra esquemáticamente el lado posterior de la celda solar 100 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención. En el ejemplo de la FIG. 3, las barras colectoras 112 discurren paralelas en el lado posterior. En la práctica, las barras colectoras 201 y 112 se conectarán eléctricamente a las barras colectoras correspondientes de celdas solares contiguas para formar un conjunto de celdas solares.
Las celdas solares han ganado una amplia aceptación entre los consumidores de energía como fuente de energía renovable viable. Todavía, para ser competitiva con otras fuentes de energía, un fabricante de celdas solares debe poder fabricar una celda solar eficaz a un coste relativamente bajo. Con este objetivo en mente, ahora se analiza un procedimiento para fabricar la celda solar 100 con referencia a las FIGS. 4-19.
Las FIGS. 4-19 ilustran esquemáticamente la fabricación de la celda solar 100 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.
En la FIG. 4, se prepara un sustrato de silicio de tipo N 101 para su procesamiento en una celda solar al someterse a una etapa de grabado por daño. El sustrato 101 está en forma de oblea en este ejemplo y, por tanto, típicamente se recibe con superficies dañadas debido al procedimiento de aserrado usado por el proveedor de obleas para cortar el sustrato 101 de su lingote. El sustrato 101 puede ser de aproximadamente 100 a 250 micrómetros de espesor como se recibe del proveedor de obleas. En un modo de realización, la etapa de grabado por daño implica la retirada de aproximadamente 10 a 20 pm de cada lado del sustrato 101 usando un procedimiento de grabado en húmedo que comprende hidróxido de potasio. La etapa de grabado por daño también puede incluir la limpieza del sustrato 101 para retirar la contaminación del metal.
En la FIG. 5, se forman finas capas dieléctricas 402 y 107 en las superficies frontal y posterior, respectivamente, del sustrato 101. Las finas capas dieléctricas 402 y 107 pueden comprender dióxido de silicio desarrollado térmicamente con un espesor de aproximadamente 10 a 50 Angstroms en las superficies del sustrato de silicio de tipo N 101. A continuación, se forma una capa de polisilicio en las finas capas dieléctricas 402 y 107 para formar la capa de polisilicio 106 en el lado frontal y la capa de polisilicio 108 en el lado posterior, respectivamente. Cada una de la capa de polisilicio 106 y la capa de polisilicio 108 se pueden formar con un espesor de aproximadamente 1000 a 2000 Angstroms por Cv D.
En la FIG. 6, se forma una fuente de impurificador de tipo P 403 en la capa de polisilicio 108 en el lado posterior de la celda solar. Como su nombre implica, la fuente de impurificador de tipo P 403 proporciona una fuente de impurificadores de tipo P para su difusión en la capa de polisilicio 108 en una etapa de introducción de impurificador posterior. Se forma una capa de protección dieléctrica 404 en la fuente de impurificador de tipo P 403 para evitar que los impurificadores se escapen del lado posterior de la celda solar durante la etapa de introducción. En un modo de realización, la fuente de impurificador de tipo P 403 comprende BSG (vidrio de borosilicato) depositado con un espesor de aproximadamente 500 a 1000 Angstroms por CVD a presión atmosférica (APCVD) y tiene una concentración de impurificador de un 5 a un 10 % en peso, mientras que la capa de protección 404 comprende dióxido de silicio no impurificado formado con un espesor de aproximadamente 2000 a 3000 Angstroms también por APCVD. La formación de la fuente de impurificador de tipo P 403 y la capa de protección 404 puede estar seguida de una etapa de limpieza para retirar la posible contaminación del lado frontal de la celda fuente en preparación para la formación de una fuente de impurificador de tipo N en el lado frontal de la celda solar.
En la FIG. 7, se forma una fuente de impurificador de tipo N 405 en la capa de polisilicio 106 en el lado frontal de la celda solar. Como su nombre implica, la fuente de impurificador de tipo N 405 proporciona una fuente de impurificadores de tipo N para su difusión en la capa de polisilicio 106 en una etapa de introducción de impurificador posterior. Se forma una capa de protección dieléctrica 406 en la fuente de impurificador de tipo N 405 para evitar que los impurificadores se escapen del lado frontal de la celda solar durante la etapa de introducción. En un modo de realización, la fuente de impurificador de tipo N 405 comprende PSG (vidrio de fosfosilicato) depositado con un espesor de aproximadamente 500 a 1000 Angstroms por CVD a presión atmosférica (APCVD) y tiene una concentración de impurificador de un 5 a un 10 % en peso, mientras que la capa de protección 406 comprende dióxido de silicio no impurificado formado con un espesor de aproximadamente 2000 a 3000 Angstroms también por APCVD.
En la FIG. 8, se forma una máscara 407 en la capa protección 406 en el lado frontal de la celda solar. La máscara 407 define y protege regiones donde se formarán contactos metálicos 102 durante el grabado posterior de la capa de protección 406 y la fuente de impurificador de tipo N 405.
En la FIG. 9, se forma una máscara 408 en la capa protección 404 en el lado posterior de la celda solar. La máscara 408 protege la superficie de lado posterior de la celda solar durante el grabado de la capa de protección 406 y la fuente de impurificador de tipo N 405 en el lado frontal de la celda solar. En el ejemplo de la FIG. 9, los bordes del lado posterior de la celda solar no están cubiertos, es decir, expuestos, por la máscara 408 para permitir la formación de un surco de aislamiento en los bordes de la celda solar. Las máscaras 407 y 408 pueden comprender un material orgánico resistente a ácidos, tal como un protector, y formado usando un procedimiento de impresión, tal como serigrafía o impresión por chorro de tinta.
En la FIG. 10, se graban partes de la capa de protección 406 y la fuente de impurificador de tipo N 405 no cubiertas por la máscara 407 (véase la FIG. 9) y partes de la capa de protección 404 y la fuente de impurificador de tipo P 403 no cubiertas por la máscara 408 en una etapa de grabado por óxido. La etapa de grabado por óxido expone la región donde la superficie de lado frontal texturizada 113 (véase la FIG. 1) se forma posteriormente. En un modo de realización, la etapa de grabado por óxido comprende un procedimiento de BOE (grabado por óxido tamponado). Las máscaras 407 y 408 se retiran después de la etapa de grabado por óxido.
En la FIG. 11, las partes expuestas del sustrato 101 en el lado frontal están texturizadas aleatoriamente para formar la superficie de lado frontal texturizada 113. En un modo de realización, la superficie de lado frontal del sustrato 101 se texturiza con pirámides aleatorias usando un procedimiento de grabado en húmedo que comprende hidróxido de potasio y alcohol isopropílico. El procedimiento de texturización graba las partes expuestas de la capa de polisilicio 106.
En la FIG. 12, se realiza una etapa de introducción de impurificador para difundir los impurificadores de tipo N desde la fuente de impurificador de tipo N 405 (véase la FIG. 11) en la capa de polisilicio 106, para difundir los impurificadores de tipo P desde la fuente de impurificador de tipo P 403 a la capa de polisilicio 108, y para difundir los impurificadores de tipo N en el lado frontal del sustrato 101 para formar la región impurificada de tipo N 105. La capa de dióxido de silicio 109 representa la fuente de impurificador de tipo P 403 y la capa de protección 404 después de la etapa de introducción. De forma similar, la capa de dióxido de silicio 104 representa la fuente de impurificador de tipo N 405 y la capa de protección 406 después de la etapa de introducción.
La capa de polisilicio 108 se convierte en una capa impurificada de tipo P y la capa de polisilicio 106 se convierte en una capa impurificada de tipo N después de la etapa de introducción. La región impurificada de tipo N 105 se puede formar exponiendo la muestra de la FIG. 11 a fósforo en el horno de difusión durante la etapa de introducción, por ejemplo. El uso de la fuente de impurificador de tipo N 405, en lugar de simplemente exponer la capa de polisilicio 106 en un entorno de fósforo, permite, de forma ventajosa, una difusión de tipo N más controlada y concentrada a la capa de polisilicio impurificado de tipo N 106. Una capa de óxido pasivante (no mostrada en la FIG. 11; véase la capa 135 en la FIG. 1) se puede desarrollar en la superficie texturizada 113 durante el procedimiento de introducción.
En un modo de realización, la etapa de introducción para impurificar la capa de polisilicio 108 en el lado posterior, para impurificar la capa de polisilicio 106 en el lado frontal y para formar la región impurificada de tipo N 105 se puede formar in situ, lo que, en el contexto de la presente divulgación, significa una única carga manual (es decir, por el personal de fabricación) del sustrato 101 en un horno u otra herramienta de procesamiento de cámara única o de cámara múltiple. En un modo de realización, la etapa de introducción se realiza en un horno de difusión. La secuencia precedente de etapas que dan lugar a la etapa de introducción permite la difusión in situ, lo que ayuda, de forma ventajosa, a reducir el coste de fabricación.
En la FIG. 13, el recubrimiento antirreflectante de la capa de nitruro de silicio 103 se forma sobre la superficie de lado frontal texturizada 113. La capa de nitruro de silicio 103 se puede formar con un espesor de aproximadamente 450 Angstroms por PECVD, por ejemplo.
En la FIG. 14, se forma una máscara 409 en el lado frontal de la celda solar. La máscara 409 define las regiones donde los orificios de contacto 120 (véase la FIG. 1) se formarán posteriormente.
En la FIG. 15, se forma una máscara 410 en el lado posterior de la celda solar. La máscara 410 define las regiones donde los orificios de contacto 123 (véase la FIG. 1) se formarán posteriormente. Las máscaras 409 y 410 pueden comprender un material orgánico resistente a ácidos, tal como un protector, y formado usando un procedimiento de impresión, tal como serigrafía o impresión por chorro de tinta.
En la FIG. 16, los orificios de contacto 120 y 123 se forman retirando partes de las capas de dióxido de silicio 104 y 109 expuestas a través de las máscaras 409 y 410, respectivamente. En un modo de realización, los orificios de contacto 120 se forman usando un procedimiento de grabado por contacto selectivo que retira las partes expuestas de la capa de dióxido de silicio 104 y se detiene en la capa de polisilicio 106. El mismo procedimiento de grabado por contacto retira las partes expuestas de la capa de dióxido de silicio 109 y se detiene en la capa de polisilicio 108. En un modo de realización, el procedimiento de grabado por contacto comprende un procedimiento de BOE (grabado por óxido tamponado). Las máscaras 409 y 410 se retiran después del procedimiento de grabado por contacto.
En la FIG. 17, el contacto metálico 110 se forma en la capa de dióxido de silicio 109 para ocupar los orificios de contacto 123 y establecer la conexión eléctrica con la capa de polisilicio 108. El contacto metálico 110 se puede formar usando un procedimiento de impresión, tal como serigrafía. El contacto metálico 110 puede comprender aluminio, que, conjuntamente con la capa de dióxido de silicio 109, constituye un excelente reflector de infrarrojos del lado posterior para incrementar la eficacia de captación de radiación solar.
En la FIG. 18, el contacto metálico 123 se forma en el contacto metálico 110 para establecer la conexión eléctrica con la capa de polisilicio 108. El contacto metálico 123 se puede formar usando un procedimiento de impresión, tal como serigrafía. El contacto metálico 110 puede comprender plata, por ejemplo.
En la FIG. 19, los contactos metálicos 102 se forman en la capa de dióxido de silicio 104 para ocupar los orificios de contacto 120 y establecer la conexión eléctrica con el sustrato 101 por medio de la capa de polisilicio 106. Los contactos metálicos 120 pueden comprender plata y formarse usando un procedimiento de impresión, tal como serigrafía.
La formación de los contactos metálicos 102 y 110 puede estar seguida de una etapa de cocción. La etapa de cocción es aplicable cuando se usa pasta de plata serigrafiada como contactos metálicos, pero no cuando se usan otros procedimientos o metales. A continuación, la celda solar 100 se puede inspeccionar visualmente y someter a prueba.
Se han divulgado una celda solar de contacto frontal mejorada y un procedimiento de fabricación de la misma. Aunque se han proporcionado modos de realización específicos de la presente invención, se ha de entender que estos modos de realización son para propósitos de ilustración y no de limitación. Muchos modos de realización adicionales serán evidentes para los expertos en la técnica que lean esta divulgación.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Una celda solar (100) que tiene un lado frontal orientado hacia el sol para captar la radiación solar durante el funcionamiento normal y un lado posterior opuesto al lado frontal, comprendiendo la celda solar:
un sustrato de silicio (101);
una primera capa de polisilicio impurificado (108) formada sobre una superficie posterior del sustrato (101), formando la primera capa de polisilicio impurificado (108) una unión de lado posterior con el sustrato;
una segunda capa de polisilicio impurificado (106) formada sobre una superficie frontal del sustrato (101), estableciendo la segunda capa de polisilicio impurificado (106) una conexión eléctrica con el sustrato (101); una primera capa dieléctrica (107) entre la primera capa de polisilicio impurificado (108) y la superficie posterior del sustrato (101);
una segunda capa dieléctrica (402) entre la segunda capa de polisilicio impurificado (106) y la superficie frontal del sustrato (101);
un primer contacto metálico (110) que establece una conexión eléctrica con la primera capa de polisilicio impurificado (108) en el lado posterior de la celda solar;
un segundo contacto metálico (102) que establece una conexión eléctrica con la segunda capa de polisilicio impurificado (106) en el lado frontal de la celda solar (101), estando configurados el primer contacto metálico (110) y el segundo contacto metálico (102) para permitir que un circuito eléctrico externo se alimente por la celda solar (100); caracterizada porque la celda solar comprende además
una capa de dióxido de silicio (104) formada sobre la segunda capa de polisilicio impurificado (106), en la que cada segundo contacto metálico (102) se conecta eléctricamente a la segunda capa de polisilicio impurificado (106) a través de un orificio de contacto (120) formado a través de la capa de dióxido de silicio (104), en la que la capa de dióxido de silicio (104) ha servido como fuente de impurificador en la difusión de impurificadores a la capa de polisilicio impurificado (106).
2. La celda solar de la reivindicación 1, que comprende además una capa antirreflectante (103) sobre una superficie frontal texturizada (113) del sustrato (101).
3. La celda solar de la reivindicación 1, en la que el sustrato (101) comprende un sustrato de silicio de tipo N, la primera capa de polisilicio impurificado (108) comprende un polisilicio impurificado de tipo P, y la segunda capa de polisilicio impurificado (106) comprende un polisilicio impurificado de tipo N.
4. La celda solar de la reivindicación 1, en la que el primer contacto metálico (110) comprende aluminio formado sobre la primera capa dieléctrica, comprendiendo la primera capa dieléctrica dióxido de silicio.
5. La celda solar de la reivindicación 1, que comprende además una capa de óxido (109) formada sobre la primera capa de polisilicio impurificado (108).
6. La celda solar de la reivindicación 5, en la que el primer contacto metálico (110) forma una capa reflectante de infrarrojos con la capa de óxido (109) en el lado posterior de la celda solar.
7. La celda solar de la reivindicación 1, que comprende además un tercer contacto metálico (112) formado sobre el primer contacto metálico (110).
8. Un procedimiento de fabricación de una celda solar (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene un lado frontal orientado hacia el sol para captar la radiación solar durante el funcionamiento normal y un lado posterior opuesto al lado frontal, comprendiendo el procedimiento:
formar una primera capa de polisilicio (108) sobre una superficie posterior de un sustrato de silicio de tipo N (101) en el lado posterior de la celda solar (100);
formar una primera capa de fuente de impurificador (403) que comprende impurificadores de tipo P sobre la primera capa (108) de material;
formar una segunda capa de polisilicio (106) sobre una superficie frontal del sustrato de silicio de tipo N (101) en el lado frontal de la celda solar;
formar una segunda capa de fuente de impurificador (405) que comprende impurificadores de tipo N sobre la segunda capa de material;
difundir impurificadores de tipo P desde la primera capa de fuente de impurificador (403) a la primera capa de material (108) para formar una unión de lado posterior con el sustrato de silicio (101); y
difundir impurificadores de tipo N desde la segunda capa de fuente de impurificador (405) a la segunda capa (106) de material, en el que una capa de dióxido de silicio (104) representa la segunda capa de fuente de impurificador (405).
9. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende además:
formar una primera capa de protección (404) sobre la primera capa de fuente de impurificador (403) y una segunda capa de protección (406) sobre la segunda capa de fuente de impurificador (405) antes de difundir los impurificadores desde la primera capa de fuente de impurificador (403) y la segunda capa de fuente de impurificador (405).
10. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que la primera capa de fuente de impurificador (403) comprende vidrio de borosilicato.
11. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende además texturizar la superficie frontal del sustrato de silicio de tipo N y formar una capa antirreflectante sobre la superficie frontal texturizada del sustrato (101).
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