IT8224631A1 - Dispositivo fotovoltaico a piu! strati di semiconduttore e procedimento per la sua fabbricazione - Google Patents
Dispositivo fotovoltaico a piu! strati di semiconduttore e procedimento per la sua fabbricazione Download PDFInfo
- Publication number
- IT8224631A1 IT8224631A1 IT1982A24631A IT2463182A IT8224631A1 IT 8224631 A1 IT8224631 A1 IT 8224631A1 IT 1982A24631 A IT1982A24631 A IT 1982A24631A IT 2463182 A IT2463182 A IT 2463182A IT 8224631 A1 IT8224631 A1 IT 8224631A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- layer
- intrinsic
- alloy
- doped
- amorphous
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 119
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 119
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 40
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 35
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 33
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 31
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 26
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 16
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 65
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 21
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 17
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 5
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 5
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 4
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 229910001188 F alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N germane Chemical compound [GeH4] QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052986 germanium hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000878 H alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000347389 Serranus cabrilla Species 0.000 description 1
- VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N [F].[Si] Chemical compound [F].[Si] VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 1
- 125000005402 stannate group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 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
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
- H01L31/076—Multiple junction or tandem 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
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN 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
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous 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)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
Descrizione dell ' invenzione avente per titolo:
"DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO A PIU' STRATI DI SEMICONDUT-TORE E PROCEDIMENTO PER LA SUA FABBRICAZIONE"
RIASSUNTO
L'invenzione riguarda dispositivi fotovoltaici (80, 110, 130, 150) aventi correnti di cortocircuito e rendimenti migliorati. I dispositivi (80, 110, 130, 150) vengono realizzati depositando su uno strato di lega di semiconduttore amorfo drogato preliminarmente depositato (88,116, 134, 158, 164) un corpo di leghe di semiconduttore amorfo intrinseco (90,118, 136? 160, 166} includente un primo strato intrinseco (90a, 118a, 116a, 160a, I66a) adiacente allo strato drogato (88, 116, 134, 158, I64) formato dalla deposizione di un materiale di partenza non aggressivo ed un secondo strato intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b, I66b) di composizione diversa da quella del primo strato intrinseco (90a, 118a, 136a, 160a, 166a). Il secondo strato intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b, 166b) include prefer?bilmente silicio e fluoro mentre il primo strato di lega amorfa intrinseco (90a, ll8a, 136a, 160a, 16 6a) non include fluoro. Il primo strato intrinseco (90a,ll8a, 136a, 160a, 166a) pu? essere formato tramite decomposizione a scarica luminescente di silano gassoso da solo. Gli spessori del primo (90a, 118a, 136a, 160a, 166a) e secondo (90b, ll8b, 136b, 160b, 166b) strati intrinsechisono regolati in modo da adattare le rispettive cadute d? potenziale di essi, il primo strato intrinseco (90a., 118a, 136a? 160a, 166a) essendo relativamente sottile rispetto al secondo strato intrinseco (90b, 118b, 136b , 160b, I66b).
La corrente di cortocircuito ? anch'essa migliorata poich? le leghe di silicio amorfo depositate tramite la decomposizione a scarica luminescente di silano senza elementi di regolazione della banda proibita hanno una banda proibita pi? piccola di quella delle leghe di silicio amorfo-fluoro depositate senza elementi di regolazione della banda proibita. Come conseguenza, il primo strato intrinseco (90a, 118a, 136a, 160a, 166a) ha una banda proibita minore di quella del seconso strato intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b? 166b). Inoltre, elementi di regolazione della banda probit? possono essere aggiunti alle leghe per regolare le bande proibite di ciascuno strato di lega o graduare la banda proibita dell?intero corpo intrinseco (90, 118,
136, 160, 166) per aumentare ulteriormente la corrente di cortocircuito. Ad esempio, elementi di diminuzione della banda probit? come ad esempio germanio, stagno o piombo ed elementi di aumento della banda proibita,come ad esempio carbonio od azoto, vengono aggiunti al corpo di lega intrinseca (90, 118, 136, 160, 166) durante il deposito.
I dispositivi come descritti possono pure essere utilizzati in dispositivi a pi? celle, come ad esempio celle in serie. La banda proibita degli strati intrinsechi di ciascuna cella unitaria viene regolata in modo tale che la capacit? di generazione di corrente di ciascuna cella pu? essere massimizzata per una data diversa porzione dello spettro della luce solare.
Pi? specificatamente sono descritti dispositivi fotovoltaici aventi la configurazione p-i-n. Un ulteriore strato di lega di silicio amorfo drogato (92, 120, 138? 162, 168) viene depositato sul corpo intrinseco per creare un campo interno attraverso , tutto lo strato intrinseco per consentire la raccolta delle coppie di elettroni-lacune fotogenerate. Leghe p on a larga banda proibita vengono impiegate per gli strati drogati (88, 92, 116, 120, 134? 138 ? 158 , 162 , 164, 168) e pu? pure essere previsto un retroriflettore(114) .
DESCRIZIONE
la presente invenzione riguarda dispositivi fotovoltaici ed un procedimento per la loro fabbricazione, in cui i dispositivi sono costituiti da strati di leghe di semiconduttore amorfo le cui bande proibite possono essere graduate in modo impercettibile. Questi dispositivi sono formati da strati di leghe di silicio amorfo che hanno bande" proibite diverse. Un vantaggio di tale soluzione a materiale graduato, ? che i dispositivi hanno caratteristiche di fotorisposta migliorate cos? da fornire correnti di cortocircuito aumentate. Un altro vantaggio, come sar? in seguito descritto, ? costituito dal fatto che le caratteristiche di fotorisposta migliorate delle leghe di silicio amorfo fluorurate possono essere pi? compiutamente realizzate in dispositivi fotovoltaici attuando la presente invenzione? L'invenzione trova la suaapplicazione pi? importante nella fabbricazione di dispositivi fotovoltaici di leghe di silicio amorfo perfezionati aventi la configurazione p-i-n, o come celle singole oppure come celle multiple comprendenti una pluralit? di celle singole unitarie.
E' ben noto che la graduazione di silicio cristallino a fase singola ? un compito eccezionalmente difficile se non addirittura impossibile, poich? le bande proibite diverse ed il disadattamento reticolare introducono problemi insormontabili. Ci? ? particolarmente vero quando sono impiegati materiali a banda proibita indiretta, e sono richiesti materiali spessi. In materiali amorfi, ad esempio, non ? sufficiente elencare un grande gruppo di strati amorfi diversi che potrebbero essere graduati, poich? in una cella fotovoltaica il parametro importante ? che il materiale intrinseco abbia una densit? di stati est remamente bassa. Vi sono due materiali amorfi con bassa densit? di stati, ed uno di essi ? un materiale depositato da silano mentre l'altro ? un materiale che contiene fluoro (si veda ad esempio il brevetto staa nome di
tunitense n. 4.217.374/Stanford R. Ovshinsky e Masatsugu Isu del 12 agosto 1980, intitolato "Amorphous Semiconductors Equivalent to Cristalline Semiconductors* (Semiconduttori amorfi equivalenti a semiconduttori cristallini) ed il brevetto statunitense n. 4.226.898 concesso a nome di Stanford R. Ovshisnky e Arun Madan il 7 ottobre I98O ed avente il medesimo titolo)? Il materiale fluorurato ? un materiale superiore da ogni punto di vista, e sono le propriet? intrinseche del massiccio di questo materiale che lo rendono la base per l'ottenimento di una cella fotovoltaica amorfa superiore. [Tuttavia, il fluoro pu? pure essere un aggressivo od agente di attacco chimico, il che pu? essere un difetto oppure un pregio (si veda ad esempio la domanda di brevetto statunitense numero di serie 331*259). In taluni casi, i suoi aspetti negativi sono che attaccando altri strati, esso pu? contaminare il materiale intrinseco includendo in esso elementi come ad esempio boro o fosforo. Al fine di impedire tale problema e per realizzare una cella migliorata, ? qui descritta un'invenzione in cui il fluoro viene utilizzato per le sue qualit? basilari superiori ed in cui un sottile strato di materiale non contenente fluoro viene utilizzato per interfacciare uno strato di contatto fortemente drogato, che normalmente sarebbe reattivo rispetto al fluoro, la combinazione risultante fornendo parecchi vantaggi singolari. Vi ? una minore potenziale contaminazione degli agenti droganti nel materiale fluorurato, ed il materiale non-fluorurato, come ad esempio quello depositato a partire da silano, pu? essere scelto per avere una banda proibita pi? piccola. Ci? fa aumentare l'uscita di corrente da un simile dispositivo a pi? strati. Poich? non vi ? reticolo, non vi ? disadattamento reticolare, e, entrambe le bande proibite possono essere adattate senza introdurre nessun altro materiale che potrebbe fare aumentare la densit? degli stati e far quindi degradare le prestazioni del dispositivo. Il dispositivo risultante ha giunzioni ben definite o nette, e possono essere previsti altri vantaggi.
Il silicio costituisce la base dell'industria dei semiconduttori cristallini, ed ? il materiale tramite il quale sono state prodotte celle solari cristalline di alto rendimento (18^) costose per applicazioni spaziali. Quando la tecnologia dei semiconduttori cristallini ha raggiunto uno stato commerciale, essa ? divenuta il fondamento della attuale' industria di fabbricazione dei dispositivi a semiconduttore. Ci? ? stata una conseguenza della capacit? degliscienziati di far crescere cristalli di germanio, e particolarmente cristalli di silicio, sostanzialmente privi di difetti, e di trasformarli quindi in materiali estrinsechicon regioni di conduttivit? di tipo p e tipo n in essi. Ci? ? stato ottenuto facendo diffondere in tali materiali cristallino, parti per milione di materiali droganti donatori (n) od accettori (p) introdotti come impurit? sostitutive nei materiali cristallini sostanzialmente puri, per aumentare la loro conduttivit? elettrica e controllare il loro tipo di conduttivit?, sia esso p oppure n. I procedimenti di fabbricazione per fabbricare cristalli a giunqione p-n comportano procedure estremamente complesse, richiedenti tempo e costose. Perci?, questi materiali cristallini utili in celle solari e dispositivi di controllo di corrente sono prodotti in condizioni controllate in modo estremamente accurato, facendo crescere cristalli di silicio o germanio singoli individuali, e, quando sono richieste giunzioni p-n, drogando tali monocristalli con quantit? estremamente piccole e critiche di algenti droganti.
Questi procedimenti di crescita dei cristalli producono cristalli talmente relativamente piccoli, che le celle solari richiedono l'assemblaggio di molti singoli cristalli per coprire 1farea desiderata di solo un unico pannello di celle solari. La quantit? di energia necessaria per realizzare una cella solare in tale procedimento, la limitazione determinata dai limiti dimensionali del cristallo di silicio, e la necessit? di tagliare ed assiemare tale materiale cristallino, hanno tutti rappresentato una barriera economica impossibile da superare rispetto all'impiego su larga scala di celle solari di semiconduttore cristallino per la conversione di energia. Inoltre, il silicio cristallino ha un bordo ottico indiretto, che determina uno scarso assorbimento di luce nel materiale. A causa dello scarso assorbimento di luce, le celle solari cristalline devono avere uno spessore di almeno 50 micron per assorbire la luce solare incidente. Anche se il materiale a monocristalli viene sostituito tramite silicio policristallino con procedimenti di produzione pi? economici, il bordo ottico indiretto risulta ancora mantenuto; quindi lo spessore del materiale non viene ridotto. Il materiale policristallino, comporta pure l'aggiunta di problemi di frontiere dei granuli ed altri problemi relativi a difetti.
Riassumendo, i dispositivi di silici? cristallino hanno parametri fissi che non sono suscettibili di essere variati come desiderato, richiedono grandi quantit? di materiali, possono essere prodotti solo in aree relativamente piccole, e sono di produzione costosa e richiedente grande tempo. I dispositivi basati sulle leghe di silicio amorfo possono eliminare questi inconvenienti del silicio cristallino. Una lega di silicio amorfo ha un bordo di assorbimento ottico avente propriet? simili a quelle di un semiconduttore a banda probit? diretta, e uno spessore del materiale di solo un micron o meno ? necessario per assorbire la medesima quantit? di luce solare del silicio cristallino dello spessore di 50 micron. In aggiunta, le leghe di silicio amorfo possono essere realizzate in modo pi? rapido, pi? agevole e con aree maggiori che non il silicio cristallino.
Perci?, sforzi notevoli sono stati fatti per sviluppare procedimenti per depositare rapidamente leghe di semiconduttore amorfo o pellicole, ciascuna delle quali in grado di coprire aree relativamente grandi, se desiderato, limitate solo dalle dimensioni dell?apparecchiatura di deposizio-, ne e suscettibili di essere facilmente drogate per formare materiali di tipo p e di tipo n, nel caso dispositivi a giunzione p-n debbano essere realizzati su esse, equivalenti a quelli prodotti dalle loro controparti cristalline. Per molti anni tale lavoro si ? rivelato sostanzialmente improduttivo. Pellicole di silicio amorfo o di germanio (Gruppo IV) hanno normalmente una coordinazione quadrupla e si ? trovato che possiedono microvuoti e legami "pen? dolanti" ed altri difetti che producono un'elevata densit? di stati localizzati nella banda proibita di energia di esse. La presenza di un'alta densit? di stati localizzati nella banda proibita di energia di pellicole di semiconduttore di silicio amorfo, si traduce in un basso grado di fotoconduttivit? ed in una pi? breve durata o vita dei portatori, rendendo queste pellicole inadatte per applicazioni fotosensibili. In aggiunta, queste pellicole o film non possono essere drogati efficacemente od in altro modo modificati per spostare il livello di Fermi, in prossimit? delle bande di conduzione o valenza, e ci? li rende inadatti per la realizzazione di giunzioni p-n per applicazioni in celle solari e dispositivi di controllo di corrente..
In un tentativo di minimizzare i summenzionati problemi associati al silicio amorfo ed al germanio, W.E. Spear e P.G. Le Comber del Cam egie Laboratory of Physics, University of Dundee, in Dundee, Scozia, hanno eseguito alcuni lavori su "Substitutional Doping of Amorphous Silicon", come riportato in un articolo pubblicato in Solid State Communications? Voi. 17, pp? 1193-1196, 1975, al fine di ridurre gli stati localizzati nella banda di energia proibita nel silicio amorfo o germanio , per far s? che questo abbia ad avvicinarsi pi? strettamente al silicio germanio cristallino intrinseco, e per drogare alternativamente o a titolo sostitutivo i materiali amorfi con agenti droganti convenzionali adatti come quelli impiegati per drogare materiali cristallini, per renderli di tipo estrinseco e di tipo di conduzione p o n.
La riduzione degli stati localizzati ? stata attuata tramite deposizione a scarica luminescente o a bagliore di film o pellicole di silicio amorfo, in cui silano gassoso (SiH4) era fatto passare attraverso un tubo di reazione ove il gas veniva scomposto tramite una scarica luminescente di radiofrequenza e depositato su un substrato con una temperatura del substrato di circa 500-600?K (227-327 ?C). Il materiale cosi depositato sul substrato era un materiale amorfo intrinseco costituito da silicio ed idrogeno. Per produrre un materiale amorfo drogato, un gas di fosfina (PH3) per la conduzione di tipo n oppure un gas di diborano (B2H ) per la conduzione di tipo p, erano miscelati con il gas silano e fatti passare attraverso il tubo di reazione a scarica luminescente o a bagliore nelle medesime condizioni operative. La concentra^ zione gassosa dei droganti impiegati era compresa fra circa 5 x 10 e 10 parti per volume. Il materiale cos? depositato risultava estrinseco'e di tipo di conduzione o conduttivit? n o p.
Bench? non sia risultato noto da tali ricercatori, ? oggigiorno noto, dal lavoro di altri, che l'idrogeno nello silano si combina ad una tempe ratura ottimale con molti dei legami "pendolanti" del silicio durante la deposizione a scarica luminescente o a bagliore per ridurre sostanzialmente la densit? degli stati localizzati nella banda di energi? proibita al fine di far s? che le propriet? elettroniche del materiale amorfo abbiano ad approssimarsi pi? strettamente a quelle del materiale cristallino corrispondente.
L'inclusione di idrogeno nel procedimento precedente, tuttavia, ha limitazioni basate sul rapporto fisso tra idrogeno e silicio nello silano, e varie configurazioni di legame di Si:H che introducono nuovi stati antilegame, Perci?, vi sono limitazioni basilari relativamente al ridurre la densit? di stati localizzati in questi materiali.
Leghe di silicio amorfo molto migliorate, aventi concentrazione significativamente ridotta di stati localizzati nelle bande proibite di energia di esse e propriet? elettroniche di alta qualit? sono state preparate tramite scarica a luminescenza o "bagliore , come ? completamente descritto nel "brevetto statunitense n. 4.226.898 intitolato ?Amorphous Semiconductors Equivalent to Crystalline Semiconductors,Stanford R. Ovsh?nsky e Arun Madan ("Semiconduttori Amorfi equivalenti a Semiconduttori Cristallini) rilasciato il 7 ottobre 1980 e tramite deposizione di vapori come ? completamente descritto nel brevetto statunitense n. 4.217.374 a nome Stanford R. Ovshinsky e Masataugu Izu, rilasciato il 12 agosto I960? con il medesimo titolo. Come ? descritto in questi brevetti, che sono qui inclusi a titolo di riferimento, fluoro viene introdotto nella lega di silicio semiconduttore amorfo per ridurre sostanzialmente la densit? degli stati localizzati in essa. Fluoro attivo diffonde in modo particolarmente rapido nel silicio amorfo, e si lega ad esso, nel corpo amorfo, per ridurre sostanzialmente la densit? di stati difettosi localizzati in esso, poich? le piccole dimensioni degli atomi di fluoro consentono ad essi di essere facilmente introdotti nel corpo amorfo. Il fluoro si lega ai legami pendolanti del silicio, e forma quello che si ritiene essere un legame stabile parzialmente ionico con angoli di pendolamento flessibili, il che fornisce una compensazione pi? stabile e pi? efficace, od alterazione , di quella formata dall ' idrogeno ed altri agenti di compensazione od alterazione. Il fluoro ai combina pure, in un modo preferibile con il silicio e l ' idrogeno, utilizzando l ' idrogeno in un modo pi? desiderabile , poich? l ' idrogeno ha parecchie opzioni di legame. Senza fluoro , l ' idrogeno pu? non legarsi in un modo desiderabile nel materiale ? determinando uno stato difettoso extra nella banda proibita come pure nel materiale stesso, perci?, il fluoro viene considerato essere un elemento compensatore od alteratone pi? efficiente dell'idrogeno quando impiegato da solo o con l'idrogeno, a causa della sua elevata reattivit?, specificit? nel legame chimico, ed elevata elettronegativit?.
A titolo esemplificativo, compensazione pu? essere ottenuta con fluoro da solo oppure in combinazione con idrogeno con l'aggiunta di questo elemento o di questi elementi in quantit? molto piccole (ossia frazioni di un per cento atomico). Tuttavia, le quantit? di fluoro ed idrogeno pi? vantaggiosamente impiegate sono molto maggiori di tali piccole percentuali, cos? da formare una lega di silicio-idrogeno-fluoro. Queste quantit? leganti o formanti lega di fluoro ed idrogeno possono, ad esempio, essere nell'intervallo dall'l al
5% o maggiori. Si ritiene che la lega cos? formata abbia una densit? di stati difettosi nella banda proibita di energia minore di quella ottenuta tramite semplice neutralizzazione di legami pendolanti e stati difettosi similari. Questa maggiore quantit? di fluoro, in particolare, si ritiene partecipi sostanzialmente in una nuova configurazione strutturale di un materiale contenente silicio amorfo, e facilita l'aggiunta di altri materiali leganti come ad esempio germanio. Il fluoro, in aggiunta alle sue altre caratteristiche qui menzionate, si ritiene costituisca un elemento organizzatore di struttura locale nella lega contenente silicio tramite effetti induttivi ed ionici. Si ritiene che il fluoro influenzi pure il legame dell'idrogeno agendo in un modo benefico per ridurre la densit? di stati difettosi apportati dall'idrogeno, agendo nel contempo come un elemento riduttore della densit? degli stati. La funzione ionica svolta dal fluoro in tale lega
si ritiene costituisca un fattore importante nei termini delle relazioni al contorno pi? vicine.
Le leghe di silicio amorfo contenenti fluoro da solo o con idrogeno hanno cos? rivelato caratteristiche molto migliorate per applicazioni fotovoltaiche rispetto alle leghe di silicio amorfo contenenti solo idrogeno in qualit? di elemento riduttore della densit? degli stati. Tuttavia, si ? osservato che quando leghe di silicio 'amorfo contenenti fluoro vengono depositate su strati di leghe di silicio amorfo drogati, ad esempio tramite deposizione a scarica a bagliore o luminescente di tetrafluoruro di silicio ed idrogeno, ad esempio, piccole quantit? del materiale includente l'agente drogante dello strato drogato precedentemente depositato possono essere rimosse e ridepositate con il nuovo strato di lega. Ci? pu? creare una regione relativamente sottile di materiale fra lo strato drogante e lo strato intrinseco, avente fasi multiple, possibili gradienti di potenziale, ed un'elevata densit? degli stati, tutto ci? potendo influenzare nocivamente le caratteristiche elettriche e fotosensibili dei dispositivi fotovoltaici in cui essi sono impiegati. Si ritiene che i materiali di partenza per la lega di silicio-fluoro, quando scomposti in un plasma a scarica a bagliore, divengano elementi aggressivi o di attacco chimico dello strato precedentemente depositato e rimuovano le piccole quantit? del materiale tramite attacco chimico od incisione di esso. Tale attacco chimico continua solo per un breve periodo di tempo, finch? non inizia a depositarsi lega di silicio amorfo-fluoro sostanzialmente pura, dando luogo alla regione relativamente sottile di materiale nocivo fra i due strati.
Quanto precede diviene particolarmente importante nella fabbricazione di dispositivi fotovoltaici aventi la configurazione p-i-n. Dispositivi di questo tipo richiedono la deposizione di un primo strato drogato, seguita dalla deposizione di uno strato intrinseco. Se devono essere completamente ottenute le caratteristiche superiori di leghe di silicio amorfo-fluoro , allora ? necessario depositare le leghe intrinseche di silicio amorfo-fluoroidrogeno senza rimuovere e ridepositare il materiale dello strato drogato.
I richidenti hanni trovato una nuova struttura di dispositivo ed un nuovo procedimento per la sua fabbricazione, che consentono di ottenere tutti i vantaggi delle leghe di silicio amorfo-fluoro in un dispositivo fotovoltaico avente, ad esempio, la configurazione p-i-n senza formare la regione deleteria summenzionata fra il primo strato drogato e lo strato intrinseco. In aggiunta, i dispositivi ed il procedimento secondo la presente invenzione possono pure essere utilizzati vantaggiosamente in strutture a pi? celle aventi una pluralit? di unit? a celle singole, L'invenzione consente pure la regolazione delle bande proibite degli strati intrinseco e drogato, cos? da massimizzare le caratteristiche fotosensibili di essi e la produzione di dispositivi a celle fotovoltaiche di semiconduttore amorfo singole e multiple, aventi capacit? in corrente e rendimento migliorati.
la corrente di cortocircuito ed il rendimento di dispositivi fotosensibili di semiconduttore amorfo della tecnica nota sono migliorati, secondo la presente invenzione, depositando su
uno strato di lega di semiconduttore amorfo drogato precedentemente depositato un corpo di leghe di semiconduttore amorfo intrinseco includente un primo strato intrinseco, adiacentemente allo strato drogato, formato dalla deposizione di un materiale di partenza non aggressivo, ed un secondo strato intrinseco di composizione diversa da quella del primo strato intrinseco. Il secondo strato intrinseco include preferibilmente silicio e fluoro come pure idrogeno, mentre il primo strato di lega amorfo intrinseco non include fluoro. Il primo strato intrinseco pu? essere formato tramite la decomposizione a scarica a bagliore luminescente di solo gas silano. Gli spessori del primo e secondo strati intrinsechi sono preferibilmente regolati in modo da adattare le rispettive cadute di potenziale di essi, il primo strato intrinseco essendo relativamente sottile rispetto al secondo strato intrinseco. Perci?, la maggior parte delle coppie di elettroni -lacune fotogenerate vengono prodotte nella lega di silicio amorfo-fluoro-id rogeno preferita.
Al secondo strato di lega amorfa intrinseco, ? perci? consentito di includere l'elemento preferito per la riduzione della densit? degli stati, ossia il fluoro. L'elemento di compensazione od alterazione, il fluoro, e/o altri elementi pu?/ possono essere aggiunti durante la deposizione o dopo di essa. Quindi, tutti i vantaggi delle leghe di silicio amorfo-fluoro possono essere realizzati senza creare una regione deleteria fra il primo strato drogato ed il corpo intrinseco.
La corrente di cortocircuito risulta inoltre migliorata, poich? le leghe di silicio amorfo depositate mediante la decomposizione a scarica a bagliore dello silano senza elementi regolatori della banda proibita hanno una banda proibita pi? piccola di quella di leghe di silicio amorfo-fluoro depositate senza elementi di regolazione della banda proibita. Quindi, il primo strato intrinseco , ha una banda proibita pi? piccola del secondo strato intrinseco. Inoltre, elementi regolatori della banda proibita possono essere aggiunti alle leghe per regolare le bande proibite di ciascuno strato di lega o graduare la banda proibita dello intero corpo intrinseco per migliorare ulteriormente la corrente di cortocircuita? Ad esempio, elementi riduttori di banda proibita come ad esempio germanio, stagno o piombo ed elementi di aumento della banda proibita come ad esempio carbonio od azoto possono essere aggiunti al corpo di lega intrinseca durante la deposizione od il deposito.
I dispositivi ed il procedimento secondo la presente invenzione possono pure essere utilizzati nella fabbricazione di dispositivi a pi? celle, come ad esempio celle in serie o "tandem". Nuovamente, poich? la banda proibita degli strati intrinsechi pu? essere regolata, la capacit? di generazione di corrente di ciascuna cella pu? essere massimizzata per una data porzione diversa dello spettro della luce solare. Quindi, celle multiple per fornire una corrente di cortocircuito migliorata possono pure essere fabbricate impiegando le leghe intrinseche di silicio amorfo preferite senza creare una regione deleteria fra il primo strato drogato ed il corpo intrinseco .
La presente invenzione trova particolare applicabilit? nella fabbricazione di dispositivi fotovoltaici aventi la configurazione p-i-n. Uniulteriore strato di lega di silicio amorfo drogato -viene depositato sul corpo intrinseco per creare un campo interno attraverso tutto lo strato intrinseco per consentire la raccolta delle coppie di elettronilacune fotogenerate. Leghe p-i-n ad ampia banda proibita possono essere impiegate per gli strati drogati n e pu? pure essere previsto un retroriflettore.
Perci?, un primo scopo della presente invenzione ? quello di fornire un dispositivo fotovoltaico avente strati multipli di leghe di semiconduttore depositati su un substrato, il quale dispositivo fornisce un'aumentata corrente di cortocircuito ed include un corpo di uno strato di semiconduttore amorfo intrinseco depositato su un primo strato di lega di semiconduttore drogato ed un ulteriore strato di lega di semiconduttore amorfo drogato depositato su detto strato intrinseco ed avente conduttivit? opposta rispetto a quella di detto primo strato di semiconduttore drogato, caratterizzato dal fatto che detto corpo intrinseco include n primo strato adiacente a detto strato drogato ed un secondo strato, di composizione diversa da quella di detto primo strato ed adiacente a detto strato di lega drogato.
Un secondo scopo della presente invenzione ? quello di fornire un dispositivo fotovoltaico a pi? celle formato da strati multipli di leghe di semiconduttore amorfo, depositati su un substrato, includente una pluralit? di unit? a celle singole disposte in relazione seriale, ciascuna detta unit? a cella singola includendo un corpo di uno stratp semiconduttore amorfo intrinseco depositato su un primo strato di lega di semiconduttore drogato ed un ulteriore strato di lega di semiconduttore amorfo drogato, avente una conduttivit? opposta rispetto a quella di detto primo strato di semiconduttore drogato, caratterizzato dal fatto che detto corpo intrinseco include un primo strato adiacente a detto primo strato drogato ed un secondo strato, di composizione diversa da quella di detto primo strato ed adiacente a detto ulteriore strato drogato .
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire un procedimento per realizzare un dispositivo fotovoltaico avente pi? strati di leghe di semiconduttore amorfo depositati su un substrato, detto procedimento includendo le fasi di depositare un corpo di uno strato di semiconduttore amorfo intrinseco su un primo strato di semiconduttore amorfo drogato, e un ulteriore strato di semiconduttore amorfo drogato su detto corpo intrinseco, caratterizzato dal fatto che la fase di depositare detto corpo intrinseco include le fasi di depositare un primo strato di lega di semiconduttore amorfo intrinseco da un materiale di partenza non aggressivo su detto primo strato drogato e depositare un secondo strato di lega di semiconduttore amorfo intrinseco su detto primo strato intrinseco da un materiale di partenza diverso da detto materiale di partenza non aggressivo.
La figura 1 ? una rappresentazione schematica di un impianto di deposito o deposizione a scarica a bagliore o luminescenza che pu? essere impiegato per attuare il procedimento secondo la presente invenzione per fabbricare i dispositivi fotovoltaici dell'invenzione;
la figura 2 ? una vista in sezione di una porzione dell'impianto o sistema di figura 1, presa lungo le linee 2-2 di essa;
la figura 3 ? una vista in sezione di un dispositivo fotovoltaico di tipo p-n-i strutturato secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;
la figura 4 ? un grafico illustrante il profilo di potenziale nella regione delle cariche spaziali di leghe di silicio amorfo-idrogeno e silicio amorfo-fluoro che possono essere utilizzate per regolare lo spessore del primo e secondo strati intrinsechi per adattare le loro rispettive cadute di potenziale, secondo la presente invenzione;
la figura 5 ? una vista in sezione di un altro dispositivo fotovoltaico p-i-n secondo la presente invenzione;
la figura 6 ? una vista in sezione di un dispositivo fotovoltaico p-i-n impiegante un corpo o massa di leghe intrinseche includenti tre strati intrinsechi secondo un'ulteriore forma di ? realizzazione dell?invenzione; e
la figura 7 & una vista in sezione di una cella solare multipla includente una pluralit? di unit? a celle fotovoltaiche di tipo p-i-n disposte con configurazione seriale, secondo la presente invenzione.
Facendo ora pi? particolarmente riferimento alla figura 1, in essa ? illustrato un sisterna od impianto di deposizione o deposito a scarica a bagliore IO includente un alloggiamento 12. L'alloggiamento 12 racchiude una camera del vuoto 14 ed include una camera di ingresso 16 ed una camera d'uscita 18. Un elemento di supporto catodico 20 ? montato nella camera del vuoto 14 attraverso un isolatore 22. 1'elemento di supporto 20 include un manicotto isolante 24 racchiudente circonferenzialmente l'elemento di supporto 20 vero e proprio.
Uno schermo 26 spaziale scuro ? distanziato dal manicotto 24 e lo circonda circonferenzialmente. Un substrato 28 ? fissato ad un'estremit? 30 dell'elemento di supporto 20 tramite un elemento di sostegni 32'0 Quest'ultimo pu? essere avvitato od in altro modo convenzionalmente fissato all?elemento di supporto 20, o controelemento, in contatto elettrico con esso.
L'elemento 20 di supporto catodico include un pozzetto 30 nel quale ? inserito un riscaldatore elettrico 36 per riscaldare l'elemento 20 e quindi il substrato 28. L'elemento 20 di supporto catodico include pure una sonda 38 sensibile alla temperatura per misurare la temperatura dell'elemento 20 stesso. La sonda di temperatura 30 ? .utilizzata per controllare l'eccitazione del riscaldatore 36 per mantenere l'elemento 20 ed il substrato 28 a qualsiasi temperatura desiderata.
Il sistema od impianto 10 include pure un elettrodo 40 il quale si estende dall'alloggiamento 20 nella camera 14 del vuoto distanziato dall'elemento 20 di supporto catodico. L?elettrodo 40 include uno schermo 42 circondante l'elettrodo 40, ed il quale, a sua volta, porta un substrato 44 montato su di esso. L'elettrodo 40 include un pozzetto 46 in cui ? inserito un riscaldatore 49 dello elettrodo. L'elettrodo 40 include pure una sonda 50 sensibile alla temperatura per misurare la temperatura dell'elettrodo 40 e quindi quella del substrato 44. La sonda 50 e utilizzata per controllare l'eccitazione del riscaldatore 48 per mantenere lo elettrodo 40 ed il substrato 44 ad una qualsivoglia temperatura desiderata, indipendentemente dall?elemento 20.
Un plasma a scarica a bagliore viene sviluppato in uno spazio 52 fra i substrati 28 e 44 dalla potenza generata da una sorgente di potenza altercata, a radiofrequenza, o continua, stabilizzata, accoppiata all'elemento di supporto catodico 20 attraverso lo spazio 52 all?elettrodo 40 che ? collegato a terra o massa. La camera 14 del vuoto viene svuotata sino alla pressione desiderata tramite una pompa 54 del vuoto collegata alla camera 14 attraverso una trappola 56 di particelle. Un manometro 58 ? collegato al sistema od impianto del vuoto ed ? utilizzato per controllare la pompa 54 per mantenere lo impianto 10 alla pressione desiderata.
la camera di ingresso 16 dell?alloggiamento 12 ? preferibilmente dotata di una pluralit? di condotti 60 pur introdurre materiali nel sistema 10 per la miscelazione in essa e per il deposito nella camera 14 nello spazio 52 del plasma a scarica a bagliore sui substrati 28 e 44. Se desiderato, la camera di ingresso 16 pu? essere disposta in corrispondenza di una posizione remota, ed i gas possono essere premiscelati prima di essere alimentati nella camera 14. I materiali gassosi sono alimentati nei condotti 60 attraverso un filtro od altro dispositivo depuratore 62 con una velocit? controllata mediante una valvola 64.
Quando un materiale non ? inizialmente in forma gassosa, ma ? invece:in forma liquida o solida, esso pu? essere disposto in un contenitore chiuso a tenuta 66 come e indicato da 68. Il materiale 68 viene quindi riscaldato tramite un riscaldatore 70 per fare aumentare la pressione di vapore di esso nel contenitore 66. Un gas adatto, come ad esempio argon, viene alimentato attraverso un tubo ad immersione 72 nel materiale 68 cos? da intrappolare i vapori del materiale 68 e convogliare i vapori attraverso un filtro 62? ed una valvola 64 1 nei condotti 60 e quindi nell'impianto 10.
La camera d'ingresso 16 e la camera di uscita 18 sono preferibilmente dotate di mezzi a schermo 74 per racchiudere o confinare il plasma nella camera 14 e principalmente fra i substrati 28 e 44.
I materiali alimentati attraverso i condotti 60 sono miscelati nella camera d'ingresso 16 e quindi alimentati nello spazio a scarica a bagliore 52 per mantenere il plasma e depositare la lega sui substrati con l'inclusione di silicio* fluoro, ossigeno ed altri elementi alteratori desiderati come ad esempio idrogeno e/o droganti od altri materiali desiderati.
"Nel funzionamento, e per depositare strati di leghe di silicio amorfo intrinseche, lo impianto o sistema 10 viene dapprima portato tramite pompaggio ad una pressione di deposizione o deposito desiderata, ad esempio inferiore a 20 mtorr prima del deposito. I materiali di partenza o gas della reazione come ad esempio un materiale di partenza non aggressivo, come silano gassoso (SiH ) o tetrafluoruro di silicio (SiH4) ed idrogeno molecolare (H2) e/o silano sono alimentati nella camera d'ingresso 16 attraverso condotti separati 60 e sono quindi miscelati nella detta camera d'ingresso. La miscela gassosa viene alimentata nella camera del vuoto per mantenere una pressione parziale in essa di circa 0,6 torr. Un plasma viene generato nello spazio 52 fra i substrati 28 e 44 impiegando od una tensione continua maggiore di 1000 volt oppure potenza a radiofrequenza di circa 500 watt, operando ad una frequenza di 13,56 mHz o qualsiasi altra frequenza desiderata.
Oltre alle leghe di silicio amorfo intrinseche depositate nel modo che ? stato descritto precedentemente , i dispositivi della presente invenzione , illustrati nelle varie forme di realizzazione che saranno successivamente descritte, utilizzano pure leghe di silicio amorfo drogate. Questi strati di lega drogati sono di conduttivit? di tipo p, p+, n o n+ e possono essere formati introducendo un drogante appropriato nella camera del vuoto da solo non il materiale di partenza intrinseco non aggressivo come ad esempio silano (SiH4) od il materiale di partenza di tetrafluoruro di silicio (SiF4) e/o l'idrogeno e/o silano.
Per strati con drogaggio n o drogaggio p, il materiale pu? essere drogato con da 5 a 100 ppm di un materiale drogante quando esso viene depositato. Per strati drogati con tipo n+ o p+, il materiale viene drogato con 100 ppm fino ad oltre ??% di materiale drogante quando esso viene depositato. Gli agenti droganti di tipo n possono essere costituiti da fosforo, arsenico, antimonio o bismuto. Preferibilmente, gli strati drogati con tipo n
sono depositati tramite decomposizione a scarica a bagliore di almeno tetrafluoruro di silicio (SiF4) e fosfina (PH3). Idrogeno e/o silano gassoso (SiH4) possono pure essere aggiunti a questa miscela'
I droganti di tipo p possono essere costituiti da boro, alluminio, gallio, indio o tallio. Preferibilmente, gli strati drogati con conduttivit? di tipo p vengono depositati mediante la decomposizione a scarica a bagliore o luminescente di .almeno silano e diborano (B2H ) oppure tetrafluoruro di silicio e diborano. Al tetrafluoruro di silicio e al diborano possono pure essere aggiunti idrogeno e/o silano.
Gli strati drogati dei dispositivi sono depositati a varie temperature nell'intervallo da 200 ?C a circa 1000?C, in dipendenza dalla forma del materiale usato e dal tipo di substrato impiegato. Per substrati d'alluminio, la temperatura superiore non dovr? essere maggiore di circa 600?C, mentre per l'acciaio inossidabile essa potrebbe essere maggiore di cicra 1000?C. Per le leghe intrinseca e drogata inizialmente compensate con idrogeno, come ad esempio quelle depositate da materiale di partenr za costituito da silano gassoso, la temperatura del substrato dovr? essere inferiore a circa 400?C e preferibilmente di circa 300?C.
Altri materiali ed elementi leganti o formatori di leghe possono pure essere aggiunti agli strati intrinseco e drogato per ottenere una generazione di corrente ottimizzata. Questi altri materiali ed elementi saranno descritti successivamente in connessione con le varie configurazioni di dispositivo secondo la presente invenzione, illustrate nelle figure 3 e da 5 a 7.
Facendo ora riferimento alla figura 3, essa illustra con una vista in sezione un dispositivo di tipo p-i-n- strutturato secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione. Il dispositivo 80 include un substrato 82 che pu? essere .,.... ?? costituito da un nastro di vetro od un nastro fles- _
??r f? f?ntrrr?? sibile, fatto di acciaio inossidabile od alluminio.
Il substrato 82 ha una larghezza ed una lunghezza pari a quelle desiderate, ed ha preferibilmente uno
spessore di 3 millesimi di pollice. Il substrato
ha uno strato isolante 84 depositato su di esso tramite un processo convenzionale come ad esempio deposito chimico, deposito di vapori o anodizzazione nel
caso di un substrato di alluminio. Lo strato 84 avente
ad esempio uno spessore di circa 5 micron pu? essere preparato a partire da un ossido metallico. Per un
substrato d'alluminio, esso ? preferibilmente costituito da ossido di alluminio (ALgO^) mentre per un
substrato di acciaio inossidabile esso pu? essere costituito da biossido di silicio (SiO^) altro/retro
adatto .
Un elettrodo 86 ? depositato in uno o pi? strati sullo strato 84 per formare un elettrodo di
base per la cella 80. Lo strato o strati dell'elettrodo 86 sono depositati tramite deposizione o deposito di vapori, che rappresenta un procedimento
di deposito relativamente rapido. Gli strati elettrodici preferibilmente sono costituiti da elettrodi
di metalli riflettenti di argento, molibdeno, alluminio, cromo, rame od acciaio inossidabile per una
>
cella solare di un dispositivo fotovoltaico. L'elettrodo riflettente ? preferibile poich?, in una cella solare, luce non assorbita che passa attraverso il dispositivo ? riflessa dagli strati 86 dell'elettrodo ove essa passa nuovamente attraverso il dispositivo che assorbe quindi la maggior parte dell'energia luminosa per aumentare il rendimento del dispositivo stesso.
Il substrato 82 ? quindi disposto nello ambiente di deposito a scarica a bagliore. Un primo strato di lega di silicio amorfo drogato 88 viene depositato sul substrato, lo strato 88 rappresentato comprende una regione 88a di tipo p+ ed una regione 88 b di tipo p. la regione di tipo p+ ? quanto pi? sottile possibile, dell'ordine da 50 a 150 angstrom di spessore, il che ? sufficiente a far s? che la regione di tipo p+ abbia ad eseguire un buon contatto ohmico con l'elettrodo 86. la regione 88b di tipo p ha uno spessore dell'ordine da 50 a 500 Angstrom e serve per stabilire un gradiente di potenziale attraverso il dispositivo per facilitare .. la raccolta di coppie di elettroni-lacune fotoindotte come corrente elettrica, la regione 88a di tipo p+ e la regione 88 b di tipo p possono essere depositate, da una qualsiasi delle miscele gassose precedentemente citate per il deposito di tale material e.
Un corpo o massa di lega di silicio amorfo intrinseco 90 viene successivamente depositato sul primo strato drogato 88. Il corpo intrinseco 90 comprende un primo strato 90a adiacente al primo strato drogato 88 ed un secondo strato 90b. Il primo strato intrinseco 90a ? relativamente sottile, dell'ordine di 500 Angstrom, ed ? depositato da un materiale di partenza non aggressivo come ad esempio silano gassoso (SiH4). Il secondo strato intrinseco 90b ? relativamente spesso, dell'ordine di 4500 Angstrom ed ? depositato da tetrafluoruro di silicio ed idrogeno e/o silano. A causa della presenza del primo strato intrinseco, le specie del plasma disassociate del tetrafluoruro di silicio non sono esposte a materiale drogato precedentemente depositato per l'attacco chimico e la rid?posizione. La giunzione formata fra il primo strato drogato 88 ed il corpo intrinseco, perci? non include una stretta regione di materiale deleterio avente un'elevata densit? degli stati, gradienti di potenziale o fasi miste. Tuttavia, la maggior parte del corpo intrinseco contiene la lega di silicio amorfo preferita compensata con fluoro, in cui sono generate la maggioranza delle coppie di elettroni-lacune. Quindi, la corrente di cortocircuito del dispositivo risulta aumentata grazie agli effetti combinati della netta giunzione fra il primo strato drogato 88 ed il corpo intrinseco 90 e la porzione generatrice di elettronilacune ? costituita principalmente da una lega di silicio amorfo-fluoro.
Depositato sul corpo intrinseco 90 adiacentemente al secondo strato intrinseco 90b vi ? un'ulteriore strato drogato 92 avente conduttivit? opposta rispetto a quella del primo strato drogato 88. Esso comprende una regione 92a avente conduttivit? n ed una regione 92b avente conduttivit? n+. La regione n e la regione n+ sono depositate da una qualsiasi delle miscele gassose precedentemente indicate per il deposito di tale materiale. La regione 92a di tipo n ? depositata sino ad uno spessore compreso fra 50 e 500 Angstrom. La regione 92b di tipo n+ ? depositata sino ad uno spessore compreso fra 50 e 150 Angstrom come uno strato di contatto.
Uno strato di ossido conduttore trasparente (TCO) 94 viene quindi depositato sull'ulteriore strato drogato 92. Lo strato 94 di TCO pu? essere depositato in un ambiente di deposito a vapori, e, ad esempio, pu? essere costituito da ossido di indio-stagno (ITO), stannato di oadmio ( Cd2SnO4) od ossido di stagno drogato (SnO2).
Sulla superficie dello strato 94 di TCO viene depositato un elettrodo a griglia 96 fatto di un metallo avente buona conduttivit? elettrica. La griglia pu? comprendere linee ortogonalmente correlate di materiale conduttore occupanti solo una porzione minore dell'area della regione metallica, il restp della quale deve essere esposta all' energia solare. Ad esempio la griglia 96 pu? occupare solo circa dal 5 al 10% dell'intera area della regione metallica 52. L'elettrodo d? griglia 96 raccoglie uniformemente corrente dallo strato di TCO 94 per garantire una buona bassa resistenza in serie per il dispositivo .
Per completare il dispositivo 80, uno strato antiriflessione 98 (AR) viene applicato sullo elettrodo di griglia 96, e le aree dello strato di TCO 94 fa le aree dell'elettrodo di griglia. Lo strato AR 98 ha una superficie 100 di incidenza della radizaione solare, su cui incide la radiazione solare. Ad esempio lo strato antiriflettente
98 pu? avere uno spessore dell'ordine di grandezza della lunghezza d'onda del punto di energia massimo dello spettro della radiazione solare, diviso per quattro volte l ' indice di rifrazione dello strato antiriflettente 98. Uno strato antiriflettente adatto 98 sarebbe costituito da ossido di zirconio avente uno spessore di circa 500?, con un indice di rifrazione di 2,1.
La corrente di cortocircuito del dispositivo ? pure aumentata poich? il primo e secondo strati intrinsechi 90a e 90b hanno bande proibite diverse. La banda proibita dello strato 90a , che ? costituito da una lega di silicio amorfo-idrogeno , ? compresa fra circa 1,6 e 1,7 ev, mentre la banda proibita dello strato 90b, che ? costituito da una lega di silicio amorfo-fluoro ? di circa da 1,7 a 1,8 ev. Quindi, la banda proibita del secondo strato intrinseco 90b ? maggiore della banda proibita del primo strato intrinseco 90a. Ci? consente una utilizzazione pi? efficiente dell'energia solare incidente per la generazione e la raccolta delle coppie di elettroni-lacune.
La banda proibita dello strato intrinseco 90a e 90b pu? essere regolata per caratteristiche fotosensibili specifiche. Ad esempio, uno o pi? elementi riduttori della banda proibita come ad esempio germanio, stagno o piombo possono essere inclusi nel primo strato intrinseco 90a per fare diminuire la banda proibita di lesso (si veda ad esempio il brevetto statunitense n. 4.342.044 concesso a nome di Stanford R. Ovshinsky e Masatsugu Izu, il 27 luglio 1982 intitolato Method forOptimizing Photoresponsive Amorphous Alloys and Devices? (Procedimento per ottimizzare leghe amorfe fotosensibili e dispositivi). Ci? pu? essere attuato, ad esempio, introducendo gas di germanio (GeH4) nella miscela gassosa dalla quale viene depositato lo strato 90a. Inoltre, uno o pi? elementi di aumento della banda proibita come ad esempio azoto o carbonio possono essere inclusi nel secondo strato intrinseco 90b per aumentare la banda proibita di esso (si veda ad esempio la domanda di brevetto statunitense copendente numero di serie 206.476 depositata a nome di Stanford R. Ovshinsky, il 13 novembre 1980, intitolata "Method for Increasing th? Band Gap in Photo responsive Amorphous Alloys and Devices" -Procedimehto per aumentare la banda proibita in leghe amorfe fotosensibili e dispositivi Ci? pu? essere attuato, ad esempio, introducendo ammoniaca gassosa (??3) o metano (CH4) nella miscela gassosa da cui viene depositato lo strato 90b.
Al fine di sfruttare in modo compietamente vantaggioso,i dispositivi nuovi e perfezionati secondo la presente invenzione, ? sommamente desiderabile regolare gli spessori del primo e secondo strati intrinsechi 90a e 90b in modo da adattare le loro rispettive cadute di potenziale in corrispondenza della loro interfaccia. Ci? pu? essere meglio dimostrato facendo riferimento alla figura 4 la quale illustra il profilo di potenziale della lega di silicio amorfo-idrogeno e della lega di silicio amorfo-fluo ro-idrogeno nella regione della carica spaziale di esse, creata da una barriera Schottky.
La larghezza di impoverimento della lega di silicio amorfo-idrogeno ? rappresentata da W1, e la larghezza di impoverimento od esaurimento della lega di silicio amorfo-fluoro ? rappresentata da W2? noter? che per uno spessore d1 del primo strato di lega intrinseca a-Si:H, la caduta di potenziale risultante ? rappresentata da un punto 104. Lo spessore appropriato del secondo strato di lega di a-Si:H intrinseco ? determinato dalla intercetta del profilo di potenziale di a-Si:H con la caduta di potenziale definita,dal punto 1041. Ci? fornisce il punto 106. Lo spessore dello strato di lega intrinseca a-Si:F deve essere sufficiente ad estendersi dal punto 106 asino alla fine della sua larghezza di impoverimento od esaurimento. Quindi lo spessore del secondo strato intrinseco deve essere d2,per compensare la caduta di potenziale del primo strato di lega intrinseca.
Facendo ora riferimento alla figura 5, essa illustra un altro dispositivo 110 secondo la presente invenzione. Il dispositivo 110 ? simile al dispositivo di figura 3 tranne per una diversa configurazione del substrato ed inversione degli strati di tipo p e di tipo n. Il substrato 112 del dispositivo 110 pu? essere ad esempio dd/vetro o di acciaio inossidabile ed ha uno strato riflettente 114 su di esso. Lo strato riflettente 114 pu? essere depositato tramite uno qualsiasi dei procedimenti precedentemente menzionati per tale strato, e pu? essere formato a partire da argento, alluminio o rame, ad esempio.
Depositato sullo strato riflettente 114 vi ? un primo strato drogato 116 il quale, come ? illustrato, ? di conduttivit? di tipo n+.Lo strato 116 di tipo n+ pu? includere un elemento di aumento della banda proibita come ad esempio azoto o carbonio per formare uno strato di tipo n+ ad ampia banda proibita.
Un corpo intrinseco 118 viene depositato sullo strato 116 di tipo n+ e, come il corpo intrinseco 90 del dispositivo 80, include un primo strato di lega intrinseco amorfo Si:H, indicato da ll8a, formato da un materiale di partenza non aggressivo come ad esempio silano, ed un secondo strato di lega intrinseco amorfo ll8b avente composizione diversa da quella del primo strato 118a. Il secondo strato intrinseco llBb ? preferibilmente una lega di silicio amorfo-fluoro avente uno spessore tale che la caduta di potenziale dello strato ll8b si adatta alla caduta di potenziale dello strato ll8a?
Depositato sul corpo intrinseco 118 vi ? un ulteriore strato drogato 120 avente conduttivi? t? opposta rispetto a quella del primo strato drogato 116. Quindi, tale ulteriore strato drogato 120 ha conduttivit? di tipo p+ e preferibilmente ? costituito da uno strato di tipo p ad ampia banda proibita includente carbonio e/o azoto.
Il dispositivo viene completato tramite la formazione di uno strato 122 di TCO al di sopra dello strato 120 di tipo p+, un elettrodo di griglia 124 sullo strato 122 di TCO ed uno strato antiriflessione 126. Queste fasi possono essere attuate nel modo che ? stato descritto con riferimento al dispositivo 80 della figura 3.
Come nel caso della forma di realizzazione precedente, le bande proibite di uno od entrambi gli strati intrinsechi 118a e 118b possono essere regolate per una particolare caratteristica di fotorisposta, con l'inclusione di elementi di aumento o diminuzione della banda probit? negli strati. Inoltre, lo strato 120 di tipo p+ e lo strato 116 di tipo n+ possono essere invertiti in modo tale che lo strato p+ sia adiacente al substrato e lo strato n+ sia adiacente al secondo strato intrinseco ll8b.
In qualit? di ulteriore alternativa, la banda proibita del corpo intrinseco 118 pu? essere graduata in modo da aumentare gradualmente dall'interfaccia fra il primo strato drogato 116 ed il primo strato intrinseco 118a all'ulteriore strato drogato 120 (si veda ad esempio la domanda di brevetto statunitense copendente numero di serie 206<.579 depositata a nome di Starsford R..Ovshinsky e David Adler il 13 novembre 1980,'intitolata ?Methods for Grading th? Band Gaps of Amorphous Alloys and Devices" (procedimenti per graduare le bande proibite di leghe amorfe e dispositivi). Ad esempio, quando vengono depositati il primo e secondo strati intrinsechi 118a e 118b, uno o pi? elementi di riduzione della banda proibita germanio, stagno o piombo possono essere inclusi nelle leghe con concentrazione gradualmente decrescente'. Gas di germanio (GeH4 ) ad esempio, pu? essere introdotto nella camera di deposito a scarica a bagliore ad una concentrazione relativamente elevata, dapprima, e gradualmente ridotta successivamente quando gli strati intrinsechi vengono depositati sino ad un punto in corrispondenza del quelle tale introduzione viene terminata. Il corpo, intrinseco risultante avr? cos? un elemento riduttore della banda proibita, come ad esempio germanio, presente in esso con concentrazioni gradualmente diminuenti dall'interfaccia del primo strato intrinseco 118a e del primo strato drogato 116 verso l'ulteriore strato drogato 120.
Facendo ora riferimento alla figura 6, essa illustra come un numero qualsiasi di strati intrinsechi possano essere utilizzati per formare il corpo intrinseco. In questo caso, un dispositivo 130 include un substrato 132 formato da un metallo di buona conduttivit? come ad esempio acciaio inos? . sidabile. Depositato sul substrato vi ? uno strato 134 di tipo p+. Un corpo intrinseco I36 ? formato sullo strato 134 di tipo p+, ed uno strato 138 di tipo n+ ? depositato sul corpo intrinseco. Il dispositivo viene completato con la formazione di uno strato 140 di TCO , una griglia elettrodica 142
ed uno strato antiriflessione 144?.
Il corpo intrinseco 136 comprende tre strati di lega di silicio amorfa intrinseca 136a, 136b e 136c. Il primo strato intrinseco 136a ? depositato da un materiale di partenza non aggressivo come ad esempio silano per formare una lega di a-Si:H. Il secondo strato intrinseco 136b ed il terzo strato intrinseco 136c sono preferibilmente costituiti da leghe di a-Si:H. Lo spessore degli strati intrinsechi 136a, 136b e 136c ? preferibilmente scelto in modo che la caduta di potenziale dello strato 136b si adatti alla caduta di potenziale dello strato 136a e la caduta di potenziale dello strato 136c si adatti alla caduta di potenziale dello strato 136b. Questa selezione pu? essere attuata nel modo che ? stato descritto con riferimento ai profili di potenziale della figura 4.
Le bande proibite dei tre strati intrinsechi possono regolate nel modo che ? stato precedentemente descritto. Con il dispositivo 130 avente una superficie 146 di incidenza dell?energia raggiante, la banda proibita del terzo strato 136c pu? essere aumentata ad esempio con l?inclusione di azoto o carbonio nello strato 136c. La banda proibita del secondo strato intrinseco 136b pu? essere o la sua banda proibita intrinseca di circa 1 ,9 eV oppure pub essere ridotta leggermente con l 'inclusione di germanio , stagno o piombo . La banda proibita del primo strato intrinseco 136a pu? essere ridotta in grado maggiore con l ' inclusione di maggio ri percentuali di uno o pi? elementi riduttori della banda proibita come ad esempio germanio , stagno oppure piombo.
Facendo ora riferimento alla figura 7, in essa ? illustrato un dispositivo 150 a pi? celle, con una vista in sezione, configurato con configurazione seriale. Il dispositivo 150 comprende due unit? a celle singole 152 e 154 disposte in relazione di serie, secondo la presente invenzione.
Come si pu? notare, possono essere utilizzate un numero di celle unitarie singole maggiore di due.
Il dispositivo 150 include un substrato 156 formato di un metallo avente una buona conduttivit? elettrica come ad esempio acciaio inossidabile oppure alluminio. La prima unit? a cella 152 include un primo strato di lega di silicio amorfo drogato di tipo p+ 156 e depositato sul substrato 156. lo strato di tipo p+ pu? essere depositato a partire da uno qualsiasi del materiali di partenza precedentemente citati per il deposito di tale materiale. Depositato sullo strato di tipo p+ vi ? un primo corpo di lega di silicio amorfo intrinseco 160. Il primo corpo di lega intrinseco 160, secondo la presente invenzione, include un primo strato intrinseco 160a ed un secondo strato intrinseco 160b. Il primo slato intrinseco 160a e depositato da un materiale di partenza non aggressivo come ad esempio silano. Il secondo strato intrinseco 160b ? depositato da un materiale di partenza diverso, e preferibilmente ? di una lega di silicio amorfo-fluoro. Lo spessore del secondo strato l60b ? preferibilmente scelto per adattare la caduta di tensione dello strato 160b con la caduta di tensione dello strato 160a.
Depositato sul secondo strato intrinseco 160b vi ? un ulteriore strato di lega di silicio amorfo drogato 162. Esso ha conduttivit? opposta rispetto alla conduttivit? del primo strato drogato 158 e quindi ? uno strato di tipo n+.
La seconda cella unitaria 154 ? essenzialmente identica ed include un primo strato drogato di tipo p+, I64? un corpo intrinseco 166 includente un primo strato intrinseco 166a ed un secondo strato intrinseco l66b, con le cadute di potenziale di essi che sono adattate, ed un ulteriore strato drogato di tipo n+, 168. Il dispositivo 150 ? completato con uno strato 170 di TCO, l?elettrodo di griglia 172 ed uno strato antiriflessione 174.
Come nel caso del dispositivo precedentemente descritto, il tipo di conduttivit? dei rispettivi strati drogati pu? essere invertito. Inoltre, lo strato drogato 168 pu? essere pure costituito da uno stato drogato ad ampia banda proibita, introducendo uno o pi? elementi di aumento della banda proibita come ad esempio azoto o carbonio in esso, nel modo che ? stato precedentemente descritto.
Le bande proibite degli strati intrinsechi sono preferibilmente regolate in modo tale che la banda proibita dello stxato L56b ? maggiore della banda proibita dello strato 166a, la banda proibita dello strato 166a ? maggiore della banda proibita dello strato 160b, e la banda proibita dello strato 160b ? maggi?re della banda proibita dello strato 160a. A tal fine, lo strato 166b formatore di lega pu? includere uno o pi? elementi di aumento della banda proibita come ad esempio azoto e carbonio.
In concentrazione minore, lo strato 166a formante lega pu? pure includere uno o pi? elementi per lo aumento della banda proibita. Le leghe intrinseche formanti gli strati intrinsechi 160a e I60b possono includere uno o pi? elementi di riduzione della banda proibita come germanio, stagno oppure piombo, la concentrazione dell'elemento di riduzione della banda proibita od elementi, nello strato 160a formante lega ? maggiore della concentrazione di questi elementi nella lega dello strato 160b. Naturalmente, nel regolare le bande proibite degli strati intrinsechi 166b, 166a, 160b e 160a nell'ordine summenzionato, pu? essere desiderabile non regolare uno degli strati di lega intrinsechi nel mezzo del dispositivo, in questo caso lo strato 160b o 166a.
Si pu? notare dalla figura che ciascun secondo strato intrinseco di ciascuna cella unitaria ? pi? spessa del suo corrispondente primo strato intrinseco per ottenere adattamento della caduta di potenziale. Si pu? pure notare che entrambi il primo e seconso strati intrinsechi della cella unitaria 154 sono pi? sottili dei corrispondenti primo e secondo strati intrinsechi dell'unit? a cella 152.
Ci? consente di utilizzare per generare coppie di elettroni-lacune l'intero spettro usabile dell'energia solare.
Bench? sia stata illustrata e descritta una forma di realizzazione di cella seriale, le celle unitarie possono pure essere isolate l?una dall?altra con strati di ossido, ad esempio, per formare una cella multipla ad impilamento. Ciascuna cella potrebbe includere una.coppia d? elettrodi collettori per facilitare il collegamento in serie delle celle con cablaggio esterno.
In qualit? di ulteriore alternativa, e come si ? menzionato relativamente alle celle singole che sono state precedentemente descritte, uno o pi? dei corpi intrinsechi delle celle unitarie possono includere leghe aventi bande proibite graduate. Uno qualaiasi o pi? degli elementi di aumento o diminuzione della banda proibita precedentemente menzionati possono essere inclusi nelle leghe intrinseche per questo scopo. Pu? pure essere fatto riferimento alla domanda di brevetto statunitense copendente numero di serie 356.579 depositata a nome di Stanford
R. Ovshinsky e David Adler il 13 novembre 1980 intitolata "Multiple Celi Photoresponsive Amorphous Alloys and Devices?1
Per ciascuna forma di realizzazione dell'invenzione qui descritta, gli strati di lega diversi dagli strati di lega intrinsechi possono essere diversi da strati amorfi, come ad esempio strati policristallini. (Con il termine "amorfo" si intende una lega o materiale avente elevato disordine, bench?
Claims (25)
1. Dispositivo fotovoltaico formato da pi? strati di leghe di semiconduttore depositate su un substrato, fornente una alimentata corrente di cortocircuito, detto dispositivo includendo un primo strato di lega di semiconduttore drogato depositato su detto substrato, un corpo di una lega di semiconduttore amorfo intrinseco depositato su detto strato drogato, ed un ulteriore strato di lega di semiconduttore drogato depositato su detto corpo intrinseco ed avente conduttivit? opposta rispetto a quella dello strato di lega di semiconduttore amor-, fo drogato citato per primo, caratterizzato dal fatto che:
detto corpo intrinseco (90 , 118, 136 , 160 , 166), include un primo strato (90a, 118a, 136a, 160a, 166a)fo rinato dal deposito di un materiale di partenza non aggressivo; e
detto corpo intrinseco include pure un secondo strato intrinseco (90b, 118b, 136b; 160b, 166b) avente composizione diversa da quella di detto primo strato.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti primo (90a, 118a, 136a, 160a, 166a) e secondo (90b, 118b, 136b, 160b, 166b) strati di lega intrinsechi ha una banda proibita, ed in cui la banda proibita di detto secondo strato di lega intrinseco ? diversa dalla banda proibita di detto primo strato di lega intrinseco.
3* Dispositivo secondo la rivendicazione 2., caratterizzato inoltre dal fatto che la banda proibita di detto secondo strato di lega intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b, 166b) ? maggiore della banda proibita di detto primo strato di lega intrinseco (90a, 118a, 136a, 160a, 166a).
4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato inoltre dal fatto che almeno uno di detti strati di lega di semiconduttore drogati (88 , 92 , 116 , 120 , 134, 138, 156, 162, 164, 168) ? policristallino.
5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3 caratterizzato inoltre dal fatto che detti strati di lega di semiconduttore drogati (88, 92, 116, 120, 134, 138, 158, 162, 164, 168) sono amorfi.
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato inoltre dal fatto che detto corpo di lega amorfo intrinseco (90, 118, 136, 16?, 165) ha una banda proibita ed in cui detta banda proibita varia dall'interfaccia di detto primo strato di lega drogato (88, 116, 134, 158, I64) e detto primo strato di lega intrinseco (90a, 118a, 136a, 160a, 166a) a detto ulteriore strato di lega drogato (92, 120, 138, 160, 166).
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato inoltre dal fatto che detta banda proibita aumenta da detta interfaccia di detto primo strato di lega drogato (88, 116, 134, 158, I64) e detto primo strato di lega intrinseco (90a, ll8a, 136a, 160a, 166a) a detto ulteriore strato di lega drogato (92, 120, 138, 162, 168).
8. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato inoltre dal fatto che detti strati di lega amorfi drogati (88, 92, 116, 120,134 138, 158, 162, 164, 168) ed intrinsechi (90a, 90b 118a, ll8h, 136a, 136b, 160a, 160b, 166a, 166b) includono almeno silicio.
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato inoltre dal fatto che detto secondo strato di lega di silicio amorfo intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b, 166b) include almeno un elemento riduttore della densit? di stati, detto elemento essendo fluoro.
10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato inoltre dal fatto che detto primo strato di lega di silicio amorfo intrinseco (90a, 118a, 136a, 160a, 166a) viene depositato tramite la decomposizione a scarica a bagliore di almeno un gas contenente silicio.
11. Dispositivi) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato inoltre dal fatto che detto secondo strato dilega di silicio amorfo intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b, 166b) viene depositato tramite la decomposizione a scarica a bagliore di almeno tetrafluoruro di silicio (SiF4).
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato inoltre dal fatto che detto secondo strato intrinseco (90b, 118b, 136h, 160, I66b) ha uno spessore predeterminato per adattare la caduta di potenziale di detto primo strato intrinseco (90a, 118a, 136a, 160a, 166a).
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato inoltre dal fatto che detto primo strato intrinseco (90a, 118a, 136a, 160a, 166a) ? relativamente sottile rispetto allo spessore di detto secondo strato intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b, 166b).
14. Dispositivo fotovoltaico a pi? celle formato da una pluralit? di strati di leghe di semiconduttore amorfe depositate su un substrato,
detto dispositivo includendo una pluralit? di unit? a celle singole disposte in relazione seriale, ciascuna di detta unit? a cella singola comprendendo un primo strato di lega di semiconduttore amorfo drogato, un corpo di una lega di semiconduttore amorfo intrinseco depositato su detto strato drogato, un ulteriore strato di lega di semiconduttore amorfo drogato depositato su detto corpo intrinseco ed avente conduttivit? opposta rispetto a quella di detto strato di lega di semiconduttore amorfo drogato menzionato per primo, caratterizzato dal fatto che:
detto corpo intrinseco (90, 118, 136, 160, I66)include un primo strato (160a, 166a) adiacente a detto strato drogato formato dal deposito di un materiale di partenza non aggressivo; e
detto corpo intrinseco include pure un secondo strato intrinseco (160b, 166b) avente composizione diversa da quella di detto primo strato.
15. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato inoltre dal fatto che ciascun detto primo (160a, 166a) e secondo (160b, 166b) strato di lega intrinseco di ciascuna detta unit? a cella (152, 154) ha una banda proib?ta in cui la banda proibita del secondo strato di lega intrinseco di una data unit? a cella ? maggiore della banda proibita del primo strato di lega intrinseco di detta data unit? a cella.
16. Dispositivo secondo la rivendicai zione 14? caratterizzato inoltre dal fatto che detti strati di lega amorfi drogati (88, 92, 116, 120, 134, 138, 158, 162, I64, 168) ed intrinsechi'(90a, 90b, 118a, 118b, 136a, 136b, 160a, 160b, 166a, 166b) di ciascuna detta unit? a cella includono almeno silicio.
17 Dispositivo secondo la rivendicazio. ne 16, caratterizzato inoltre dal fatto che detto secondo strato di lega di silicio amorfo intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b, 168b) di ciascuna detta unit? a cella include almeno un elemento riduttore della densit? degli stati, detto elemento essendo costituito da fluoro.
18. Dispositivo secondo la rivendicazione 16, caratterizzato inoltre dal fatto che detto primo strato di lega di silicio amorfo intrinseco (90a, 118a, 136a, 160a, 16?a) di ciascuna detta unit? a cella viene depositato tramite la decomposizione a scarica a bagliore di almeno silano gassoso (SiH4).
19. Dispositivo secondo la rivendicazione 17, caratterizzato inoltre dal fatto che detto secondo strato di lega di silicio amorfo intrinseco (90b, 118b, 136b, 160b, 166b) di ciascuna detta unit? a cella viene depositato tramite la decomposizione a scarica a bagliore di almeno tetrafluoruro di silicio (SiF ).
20. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato inoltre dal fatto che detto secondo strato intrinseco (160b, I66b) di ciascuna detta unit? a cella (152, 154) ha uno spessore predeterminato per adattare la caduta di potenziale di ciascun detto secondo strato intrinseco alla caduta di potenziale di ciascun primo corrispondente strato intrinseco (l60a, 166a).
21. Dispositivo secondo la rivendicazione 20, caratterizzato inoltre dal fatto che detti primi strati intrinsechi (90a, 118a, 136a, I60a) sono relativamente sottili rispetto allo spessore di detti secondi strati intrinsechi (90b, 118b, 136b, 160b).
22. Procedimento per fabbricare un dispositivo fotovoltaico avente una pluralit? di strati di leghe di semiconduttore amorfo depositate su un substrato, detto procedimento includendo le fasi di depositare un primo strato di lega di semiconduttore amorfo drogato su detto substrato, depositare un corpo di uno strato di lega di semiconduttore amorfo intrinseco su detto primo strato drogato, depositare un ulteriore strato di lega di semiconduttore amorfo drogato su detto strato intrinseco da un materiale di partenza drogante atto a rendere detto ulteriore strato drogato di conduttivit? opposta rispetto a quella di detto primo strato di lega di semiconduttore amorfo drogato, caratterizzato dal fatto che:
detta fase di deposito di detto strato intrinseco include il depositare un primo strato di lega di semiconduttore amorfo intrinseco su detto strato drogato da un materiale di partenza non aggressivo, e
depositare un secondo strato - ? ? ? di lega di semiconduttore amorfo intrinseco su detto primo strato intrinseco da un materiale di partenza avente composizione diversa da quella di detto materiale di partenza non aggressivo.
23. Procedimento secondo la rivendicazione 22 caratterizzato inoltre dal fatto che detto materiale di partenza per depositare detto primo strato di semiconduttore amorfo intrinseco (90a, ll8a, 136a, 160a, 166a) include silano gassoso (SiH4).
24. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 22 o 23 caratterizzato inoltre dal fatto che detto materiale di partenza di detto secondo strato intrinseco include tetrafluoruro di silicio gassoso (SiF4).
25. Procedimento secondo la rivendicazione 24? caratterizzato inoltre dal fatto che il materiale di partenza di detto secondo strato intrinseco include inoltre idrogeno e/o silano gassoso (SiH4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/330,571 US4379943A (en) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | Current enhanced photovoltaic device |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT8224631A0 IT8224631A0 (it) | 1982-12-06 |
| IT8224631A1 true IT8224631A1 (it) | 1984-06-06 |
| IT1153374B IT1153374B (it) | 1987-01-14 |
Family
ID=23290352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT24631/82A IT1153374B (it) | 1981-12-14 | 1982-12-06 | Dispositivo fotovoltaico a piu' strati di semicondutture e procedimento per la sua fabbricazione |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4379943A (it) |
| JP (2) | JPS58145171A (it) |
| AU (1) | AU543910B2 (it) |
| BR (1) | BR8207108A (it) |
| CA (1) | CA1189601A (it) |
| DE (1) | DE3244626A1 (it) |
| FR (1) | FR2518318B1 (it) |
| GB (1) | GB2111303B (it) |
| IE (1) | IE54526B1 (it) |
| IL (1) | IL67248A (it) |
| IN (1) | IN156202B (it) |
| IT (1) | IT1153374B (it) |
| MX (1) | MX152173A (it) |
| NL (1) | NL8204754A (it) |
| PH (1) | PH19556A (it) |
| SE (1) | SE457125B (it) |
| ZA (1) | ZA828716B (it) |
Families Citing this family (73)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4379943A (en) * | 1981-12-14 | 1983-04-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Current enhanced photovoltaic device |
| US4485125A (en) * | 1982-03-19 | 1984-11-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method for continuously producing tandem amorphous photovoltaic cells |
| AU560521B2 (en) * | 1982-10-18 | 1987-04-09 | Energy Conversion Devices Inc. | Layered amorphous semiconductor alloys |
| US4521447A (en) * | 1982-10-18 | 1985-06-04 | Sovonics Solar Systems | Method and apparatus for making layered amorphous semiconductor alloys using microwave energy |
| NL8204056A (nl) * | 1982-10-21 | 1984-05-16 | Oce Nederland Bv | Fotogeleidend element voor toepassing in elektrofotografische kopieerprocessen. |
| JPH0614552B2 (ja) * | 1983-02-02 | 1994-02-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 光電変換素子の製造方法 |
| JPS59143362A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-16 | Fuji Xerox Co Ltd | パツシベ−シヨン膜 |
| GB2137810B (en) * | 1983-03-08 | 1986-10-22 | Agency Ind Science Techn | A solar cell of amorphous silicon |
| US4471155A (en) * | 1983-04-15 | 1984-09-11 | Energy Conversion Devices, Inc. | Narrow band gap photovoltaic devices with enhanced open circuit voltage |
| JPS59207620A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-24 | Zenko Hirose | アモルフアスシリコン成膜装置 |
| ES534427A0 (es) * | 1983-07-18 | 1985-11-01 | Energy Conversion Devices Inc | Una aleacion amorfa mejorada de separacion de bandas estrecha, para aplicaciones fotovoltaicas |
| US4782376A (en) * | 1983-09-21 | 1988-11-01 | General Electric Company | Photovoltaic device with increased open circuit voltage |
| US4642144A (en) * | 1983-10-06 | 1987-02-10 | Exxon Research And Engineering Company | Proximity doping of amorphous semiconductors |
| US4583492A (en) * | 1983-12-19 | 1986-04-22 | United Technologies Corporation | High rate, low temperature silicon deposition system |
| JPS60155676A (ja) * | 1984-01-24 | 1985-08-15 | Canon Inc | プラズマｃｖｄ装置 |
| US4531015A (en) * | 1984-04-12 | 1985-07-23 | Atlantic Richfield Company | PIN Amorphous silicon solar cell with nitrogen compensation |
| US4542256A (en) * | 1984-04-27 | 1985-09-17 | University Of Delaware | Graded affinity photovoltaic cell |
| US4514437A (en) * | 1984-05-02 | 1985-04-30 | Energy Conversion Devices, Inc. | Apparatus for plasma assisted evaporation of thin films and corresponding method of deposition |
| JPH0620147B2 (ja) * | 1984-05-11 | 1994-03-16 | 三洋電機株式会社 | 光起電力装置 |
| US4950614A (en) * | 1984-05-15 | 1990-08-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of making a tandem type semiconductor photoelectric conversion device |
| US4878097A (en) * | 1984-05-15 | 1989-10-31 | Eastman Kodak Company | Semiconductor photoelectric conversion device and method for making same |
| US4547621A (en) * | 1984-06-25 | 1985-10-15 | Sovonics Solar Systems | Stable photovoltaic devices and method of producing same |
| JPS6188570A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-06 | Fuji Electric Co Ltd | アモルフアスシリコン太陽電池の製造方法 |
| JPS6191974A (ja) * | 1984-10-11 | 1986-05-10 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 耐熱性マルチジヤンクシヨン型半導体素子 |
| DE8430810U1 (de) * | 1984-10-19 | 1986-05-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Solarzelle mit graduellem Energiebandabstand mit einem aus amorphem Silizium bestehenden Halbleiterkorper |
| US4891087A (en) * | 1984-10-22 | 1990-01-02 | Texas Instruments Incorporated | Isolation substrate ring for plasma reactor |
| US4616597A (en) * | 1984-10-31 | 1986-10-14 | Rca Corporation | Apparatus for making a plasma coating |
| US4839709A (en) * | 1985-07-12 | 1989-06-13 | Hewlett-Packard Company | Detector and mixer diode operative at zero bias voltage |
| JPS6249672A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | アモルフアス光起電力素子 |
| JPS6273784A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 光起電力装置 |
| CA1321660C (en) * | 1985-11-05 | 1993-08-24 | Hideo Yamagishi | Amorphous-containing semiconductor device with high resistivity interlayer or with highly doped interlayer |
| JPH0799777B2 (ja) * | 1986-03-27 | 1995-10-25 | 住友電気工業株式会社 | 非晶質半導体素子 |
| US4799968A (en) * | 1986-09-26 | 1989-01-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Photovoltaic device |
| US4710589A (en) * | 1986-10-21 | 1987-12-01 | Ametek, Inc. | Heterojunction p-i-n photovoltaic cell |
| JP2575397B2 (ja) * | 1987-07-29 | 1997-01-22 | 三井東圧化学株式会社 | 光電変換素子の製造方法 |
| US4816082A (en) * | 1987-08-19 | 1989-03-28 | Energy Conversion Devices, Inc. | Thin film solar cell including a spatially modulated intrinsic layer |
| US5275665A (en) * | 1988-06-06 | 1994-01-04 | Research Development Corporation Of Japan | Method and apparatus for causing plasma reaction under atmospheric pressure |
| JP2717583B2 (ja) * | 1988-11-04 | 1998-02-18 | キヤノン株式会社 | 積層型光起電力素子 |
| JPH0384966A (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-10 | Matsushita Electric Works Ltd | 光電変換素子 |
| US5155567A (en) * | 1990-01-17 | 1992-10-13 | Ricoh Company, Ltd. | Amorphous photoconductive material and photosensor employing the photoconductive material |
| JP3099957B2 (ja) * | 1990-01-17 | 2000-10-16 | 株式会社リコー | 光導電部材 |
| AU632241B2 (en) * | 1990-09-06 | 1992-12-17 | Mitsui Toatsu Chemicals Inc. | Amorphous silicon solar cell and method for manufacturing the same |
| JP2999280B2 (ja) * | 1991-02-22 | 2000-01-17 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
| US5256887A (en) * | 1991-07-19 | 1993-10-26 | Solarex Corporation | Photovoltaic device including a boron doping profile in an i-type layer |
| US5221854A (en) * | 1991-11-18 | 1993-06-22 | United Solar Systems Corporation | Protective layer for the back reflector of a photovoltaic device |
| US5204272A (en) * | 1991-12-13 | 1993-04-20 | United Solar Systems Corporation | Semiconductor device and microwave process for its manufacture |
| FR2703797B1 (fr) * | 1993-04-06 | 1995-06-23 | Matra Mhs | Procede et dispositif de controle de la teneur en bore de borophosphosilicate. |
| US6080644A (en) * | 1998-02-06 | 2000-06-27 | Burr-Brown Corporation | Complementary bipolar/CMOS epitaxial structure and process |
| US20060211272A1 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-21 | The Regents Of The University Of California | Architecture for high efficiency polymer photovoltaic cells using an optical spacer |
| US8791359B2 (en) * | 2006-01-28 | 2014-07-29 | Banpil Photonics, Inc. | High efficiency photovoltaic cells |
| US8373060B2 (en) * | 2006-10-24 | 2013-02-12 | Zetta Research and Development LLC—AQT Series | Semiconductor grain microstructures for photovoltaic cells |
| US8426722B2 (en) | 2006-10-24 | 2013-04-23 | Zetta Research and Development LLC—AQT Series | Semiconductor grain and oxide layer for photovoltaic cells |
| US8158880B1 (en) * | 2007-01-17 | 2012-04-17 | Aqt Solar, Inc. | Thin-film photovoltaic structures including semiconductor grain and oxide layers |
| US20080173349A1 (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-24 | United Solar Ovonic Llc | Solar cells for stratospheric and outer space use |
| US20080257405A1 (en) * | 2007-04-18 | 2008-10-23 | Emcore Corp. | Multijunction solar cell with strained-balanced quantum well middle cell |
| US20090272438A1 (en) * | 2008-05-05 | 2009-11-05 | Emcore Corporation | Strain Balanced Multiple Quantum Well Subcell In Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cell |
| WO2009152854A1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-23 | Oerlikon Trading Ag Truebbach | Method for large-scale manufacturing of photovoltaic cells for a converter panel and photovoltaic converter panel |
| US7955890B2 (en) * | 2008-06-24 | 2011-06-07 | Applied Materials, Inc. | Methods for forming an amorphous silicon film in display devices |
| US8293079B2 (en) * | 2008-08-28 | 2012-10-23 | Mh Solar Co., Ltd. | Electrolysis via vertical multi-junction photovoltaic cell |
| US20100037943A1 (en) * | 2008-08-14 | 2010-02-18 | Sater Bernard L | Vertical multijunction cell with textured surface |
| US20100037937A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-18 | Sater Bernard L | Photovoltaic cell with patterned contacts |
| KR101028310B1 (ko) * | 2009-06-30 | 2011-04-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
| US20110083724A1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-14 | Ovshinsky Stanford R | Monolithic Integration of Photovoltaic Cells |
| TW201123508A (en) * | 2009-12-22 | 2011-07-01 | Univ Nat Chiao Tung | Antireflection layer, method for fabricating antireflection surface, and photovoltaic device applying the same |
| US20110186119A1 (en) * | 2009-12-24 | 2011-08-04 | Atwater Harry A | Light-trapping plasmonic back reflector design for solar cells |
| US9608144B2 (en) | 2011-06-01 | 2017-03-28 | First Solar, Inc. | Photovoltaic devices and method of making |
| US20120325305A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | International Business Machines Corporation | Ohmic contact between thin film solar cell and carbon-based transparent electrode |
| KR101770267B1 (ko) * | 2011-10-04 | 2017-08-22 | 엘지전자 주식회사 | 박막 태양전지 모듈 |
| FR2993087B1 (fr) * | 2012-07-06 | 2014-06-27 | Wysips | Dispositif pour ameliorer la qualite d'une image recouverte d'un film photovoltaique semi-transparent |
| CN106062973B (zh) * | 2014-04-11 | 2018-05-04 | 夏普株式会社 | 光电转换装置 |
| JP6506837B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2019-04-24 | 株式会社カネカ | 光電変換装置および光電変換モジュール |
| US10446704B2 (en) * | 2015-12-30 | 2019-10-15 | International Business Machines Corporation | Formation of Ohmic back contact for Ag2ZnSn(S,Se)4 photovoltaic devices |
| CN111668324A (zh) * | 2019-03-07 | 2020-09-15 | 苏州旭创科技有限公司 | 一种集成光栅反射结构的光探测器 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342044A (en) * | 1978-03-08 | 1982-07-27 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices |
| US4226898A (en) * | 1978-03-16 | 1980-10-07 | Energy Conversion Devices, Inc. | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors produced by a glow discharge process |
| US4163677A (en) * | 1978-04-28 | 1979-08-07 | Rca Corporation | Schottky barrier amorphous silicon solar cell with thin doped region adjacent metal Schottky barrier |
| DE2904171A1 (de) * | 1979-02-05 | 1980-08-14 | Siemens Ag | Verfahren zum herstellen von aus amorphem silizium bestehenden halbleiterkoerpern durch glimmentladung |
| JPS55125680A (en) | 1979-03-20 | 1980-09-27 | Yoshihiro Hamakawa | Photovoltaic element |
| JPS5936836B2 (ja) * | 1979-05-28 | 1984-09-06 | シャープ株式会社 | 非晶質薄膜太陽電池 |
| JPS561579A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-09 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device |
| DE2938260A1 (de) * | 1979-09-21 | 1981-03-26 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Halbleiterbauelement fuer die umsetzung von licht in elektrische energie |
| JPS5688377A (en) | 1979-12-19 | 1981-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | Solar battery and manufacture thereof |
| US4270018A (en) * | 1979-12-26 | 1981-05-26 | Gibbons James F | Amorphous solar cells |
| JPS5694674A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-31 | Nec Corp | Thin-film solar cell |
| JPS56116673A (en) * | 1980-02-19 | 1981-09-12 | Sharp Corp | Amorphous thin film solar cell |
| ES8302362A1 (es) * | 1980-09-09 | 1982-12-16 | Energy Conversion Devices Inc | Metodo para preparar una aleacion amorfa fotosensible mejo- rada |
| US4490453A (en) * | 1981-01-16 | 1984-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoconductive member of a-silicon with nitrogen |
| US4379943A (en) * | 1981-12-14 | 1983-04-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Current enhanced photovoltaic device |
-
1981
- 1981-12-14 US US06/330,571 patent/US4379943A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-11-12 IL IL67248A patent/IL67248A/xx unknown
- 1982-11-26 ZA ZA828716A patent/ZA828716B/xx unknown
- 1982-12-01 PH PH28209A patent/PH19556A/en unknown
- 1982-12-01 GB GB08234224A patent/GB2111303B/en not_active Expired
- 1982-12-02 DE DE19823244626 patent/DE3244626A1/de active Granted
- 1982-12-03 FR FR8220287A patent/FR2518318B1/fr not_active Expired
- 1982-12-06 IT IT24631/82A patent/IT1153374B/it active
- 1982-12-07 JP JP57214586A patent/JPS58145171A/ja active Granted
- 1982-12-08 NL NL8204754A patent/NL8204754A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-12-08 IE IE2913/82A patent/IE54526B1/en not_active IP Right Cessation
- 1982-12-08 BR BR8207108A patent/BR8207108A/pt unknown
- 1982-12-09 IN IN1433/CAL/82A patent/IN156202B/en unknown
- 1982-12-09 SE SE8207034A patent/SE457125B/sv not_active IP Right Cessation
- 1982-12-09 MX MX195532A patent/MX152173A/es unknown
- 1982-12-09 CA CA000417315A patent/CA1189601A/en not_active Expired
- 1982-12-13 AU AU91452/82A patent/AU543910B2/en not_active Ceased
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3357672A patent/JPH07123169B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4379943A (en) | 1983-04-12 |
| JPH07123169B2 (ja) | 1995-12-25 |
| JPH0434314B2 (it) | 1992-06-05 |
| FR2518318A1 (fr) | 1983-06-17 |
| FR2518318B1 (fr) | 1987-10-02 |
| CA1189601A (en) | 1985-06-25 |
| AU9145282A (en) | 1983-06-23 |
| IT8224631A0 (it) | 1982-12-06 |
| JPS58145171A (ja) | 1983-08-29 |
| IN156202B (it) | 1985-06-01 |
| IE822913L (en) | 1983-06-14 |
| IL67248A (en) | 1986-03-31 |
| IT1153374B (it) | 1987-01-14 |
| SE8207034D0 (sv) | 1982-12-09 |
| MX152173A (es) | 1985-06-04 |
| AU543910B2 (en) | 1985-05-09 |
| JPH06188440A (ja) | 1994-07-08 |
| SE8207034L (sv) | 1983-06-15 |
| SE457125B (sv) | 1988-11-28 |
| DE3244626A1 (de) | 1983-06-16 |
| GB2111303A (en) | 1983-06-29 |
| NL8204754A (nl) | 1983-07-01 |
| PH19556A (en) | 1986-05-21 |
| BR8207108A (pt) | 1983-10-11 |
| GB2111303B (en) | 1985-07-03 |
| IL67248A0 (en) | 1983-03-31 |
| DE3244626C2 (it) | 1989-09-28 |
| IE54526B1 (en) | 1989-11-08 |
| ZA828716B (en) | 1983-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| IT8224631A1 (it) | Dispositivo fotovoltaico a piu! strati di semiconduttore e procedimento per la sua fabbricazione | |
| EP0122778B1 (en) | Narrow band gap photovoltaic devices with enhanced open circuit voltage | |
| US4459163A (en) | Amorphous semiconductor method | |
| US4409605A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| GB2124826A (en) | Amorphous semiconductor materials | |
| EP0141537A1 (en) | Solar cell made from amorphous superlattice material | |
| JP2616929B2 (ja) | 微結晶炭化ケイ素半導体膜の製造方法 | |
| US4520380A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| CA1245330A (en) | Back reflector system and devices utilizing same | |
| KR890004497B1 (ko) | 다중 셀의 감광성 비정질 합금 및 소자 | |
| JPH07123112B2 (ja) | ｐ形アモルファス半導体を堆積させる方法及び電子写真用光受容体の製造方法 | |
| KR910002764B1 (ko) | 비결정 반도체의 제법 및 장치 | |
| US4396793A (en) | Compensated amorphous silicon solar cell | |
| US4710786A (en) | Wide band gap semiconductor alloy material | |
| GB2111534A (en) | Making photoresponsive amorphous alloys and devices by reactive plasma sputtering | |
| JP2692091B2 (ja) | 炭化ケイ素半導体膜およびその製造方法 | |
| US4839312A (en) | Fluorinated precursors from which to fabricate amorphous semiconductor material | |
| US4703336A (en) | Photodetection and current control devices | |
| US4845043A (en) | Method for fabricating photovoltaic device having improved short wavelength photoresponse | |
| JPH07130661A (ja) | 非晶質酸化シリコン薄膜の生成方法 | |
| CA1213375A (en) | Semiconductor device having a body of amorphous silicon | |
| JP3487580B2 (ja) | 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置 | |
| Park et al. | Improved Amorphous Silicon Solar Cells Using RPCVD | |
| KR100368737B1 (ko) | 염소가포함된미세결정질실리콘을갖는비정질실리콘태양전지및이의제조방법 | |
| AU8339082A (en) | Amorphous semiconductor method and devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TA | Fee payment date (situation as of event date), data collected since 19931001 |
Effective date: 19981231 |