MD4686C1

MD4686C1 - Procedeu de creştere a structurii p+InP-p-InP-n+CdS pentru celule fotovoltaice

Info

Publication number: MD4686C1
Application number: MDA20180109A
Authority: MD
Inventors: Василе БОТНАРЮК; Леонид ГОРЧАК; Борис ЧИНИК; Андрей КОВАЛ; Симион РАЕВСКИЙ; Сергей МОЛДОВАНУ
Original assignee: Государственный Университет Молд0
Priority date: 2018-12-15
Filing date: 2018-12-15
Publication date: 2020-12-31
Also published as: MD4686B1

Abstract

Invenţia se referă la tehnologia semiconductoarelor şi poate fi utilizată, în special, în dispozitive de conversie a radiaţiei solare în energie electrică.Procedeul de creştere a structurii p+InP-p-InP-n+CdS pentru celule fotovoltaice constă în aceea că se creşte stratul de p-InP pe un substrat, executat în formă de plachetă de p+InP cu orientarea cristalografică (100), dezorientarea de 3…5° în direcţia (110) şi concentraţia purtătorilor de sarcină de 1018 cm-3, se depune, pe partea frontală a plachetei, prin metoda volumului cvasi închis stratul de n+CdS, se depune pe partea posterioară a plachetei un contact ohmic din Ag+5%Zn, se tratează termic la temperatura de 450°C, se depune un contact ohmic din In pe stratul de n+CdS, se tratează termic la temperatura de 250°C, şi se depune prin metoda evaporării cu fasciculul de electroni, la temperatura de 300°C, un strat antireflector de SiO2.

Description

Invenţia se referă la tehnologia semiconductoarelor şi poate fi utilizată, în special, în dispozitive de conversie a radiaţiei solare în energie electrică.

Este cunoscut procedeul de preparare a structurilor p+InP-p-InP-n+CdS în flux de hidrogen. În calitate de substraturi la structura p+InP-p-InP-n+CdS au fost folosite plachete de p+InP cu orientarea cristalografică (100) şi dezorientarea de 3...5° în direcţia (110) care se degresează în toluen, se usucă în vapori de alcool izopropilic, se corodează în metanol +5%Br, se usucă în vapori de alcool izopropilic, se plasează în reactor, se purjează cu hidrogen, se stabileşte temperatura de 670°C, se creşte stratul epitaxial p-InP, după ce se corodează, şi acesta se depune repetat. Urmează răcirea reactorului, scoaterea izostructurii p+InP-p-InP, plasarea în alt reactor şi depunerea stratului n+CdS prin metoda volumului cvasi închis la temperatura de 710°C în flux de H2. În calitate de contacte ohmice a fost folosit indiul pentru stratul frontal n+CdS şi Ag+5%Zn pentru substratul p+InP tratate termic corespunzător la temperaturile de 250 şi 450°C [1].

Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că eficienţa celulei solare p+InP-p-InP-n+CdS este limitată de valoarea curentului de scurt circuit cauzată de recombinarea purtătorilor de sarcină la suprafaţa structurii.

Cea mai apropiată soluţie tehnică este procedeul de creştere a structurii p+InP-p-InP-n+CdS-ZnO, care constă în prelucrarea în toluen şi alcool izopropilic a unui substrat din p+InP cu orientarea cristalografică (100), dezorientarea de 3…5° în direcţia (110) şi concentraţia purtătorilor de sarcină 1018 cm-3, apoi corodarea în soluţie de 5%Bn în metanol şi spălarea în alcool izopropilic, uscarea în vaporii acestuia şi plasarea în reactor pe un suport din cuarţ. Apoi reactorul se purjează cu hidrogen timp de o oră, se stabileşte temperatura de creştere de 670°C, se corodează în gaz la aceeaşi temperatură, se creşte stratul p-InP, se corodează acest strat, se creşte repetat, se stopează alimentarea cuptorului, se scoate din reactor izostructura p--p+InP, se introduce în alt reactor pentru depunerea prin metoda volumului cvasi închis a stratului n+CdS la temperatura de 710°C. Se depune contactul ohmic pe substratul p+InP şi se tratează termic la temperatura de 450°C, se depune contactul ohmic din In pe stratul frontal n+CdS, se tratează termic la temperatura de 250°C şi prin metoda pulverizării la temperatura de 300°C se depune stratul antireflectant de ZnO [2].

Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că straturile ZnO sunt pulverizate la temperatura de 300°C, fapt ce conduce la micşorarea eficienţei celulelor solare din cauza majorării recombinării purtătorilor de sarcină la hotarul dintre pInP şi nCdS.

Problema pe care o soluţionează prezenta invenţie constă în majorarea eficienţei celulei solare cu structura Ag+5%Zn-p+InP-p-InP-n+CdS-In-SiO2.

Esenţa invenţiei constă în faptul că se propune un procedeu de preparare a celulelor fotovoltaice p+InP-p-InP-n+CdS cu un strat antireflector de SiO2, care constă în creşterea stratului p-InP pe plachete de p+InP cu orientare cristalografică (100), dezorientarea de 3...5° în direcţia (110) şi concentraţia purtătorilor de sarcină de 1018 cm-3, creşterea stratului n+CdS şi depunerea contactelor ohmice din Ag+5%Zn, în care pe structura Ag+5%Zn-p+InP-p-InP-n+CdS-In suplimentar se depune un strat antireflector de SiO2 prin metoda evaporării cu fasciculul de electroni la temperatura camerei.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în majorarea eficienţei celulelor fotovoltaice p+InP-p-InP-n+CdS, prin depunerea la 300 K pe structura Ag+5%Zn-p+InP-p-InP-n+CdS-In a stratului antireflector de SiO2 cu grosimea de 80 nm, ce permite sporirea parametrilor energetici ale dispozitivului fotovoltaic obţinut.

Rezultatul tehnic obţinut este cauzat de faptul că stratul antireflector de SiO2 măreşte curentul de scurt circuit datorită micşorării reflecţiei fasciculului de lumina incidentă.

Exemplu de realizare a procedeului:

Procedeul de creştere a structurilor Ag+5%Zn-p+InP-p-InP-n+CdS-In-SiO2 constă în prelucrarea în toluen şi alcool izopropilic a unui substrat din p+InP cu orientarea cristalografică (100), dezorientarea de 3...5° în direcţia (110) şi concentraţia purtătorilor de sarcină de 1018 cm-3, apoi corodarea în soluţie de 5%Br2 în metanol şi spălarea în alcool izopropilic, uscarea în vaporii acestuia şi plasarea în reactor pe un suport din cuarţ. Apoi reactorul se purjează cu hidrogen timp de o oră, se stabileşte temperatura de creştere de 670°C, se corodează în gaz la aceeaşi temperatură, se creşte stratul p-InP, se corodează acest strat, se creşte repetat, se stopează alimentarea cuptorului, se scoate din reactor izostructura p--p+InP, se introduce în alt reactor pentru depunerea prin metoda volumului cvasi închis a straturilor n+CdS la temperatura de 710°C. Se depune contactul ohmic din Ag+5%Zn pe substratul p+InP şi se tratează termic la temperatura de 450°C, se depune contactul ohmic din In pe stratul frontal n+CdS, se tratează termic la temperatura de 250°C, în H2 se depune stratul antireflector de SiO2 cu grosimea de 80 nm prin metoda evaporării cu fasciculul de electroni la temperatura de 300 K.

1. MD 972 Y 2015.11.30

2. MD 4554 B1 2018.02.28

Claims

Procedeu de creştere a structurii p+InP-p-InP-n+CdS pentru celule fotovoltaice, care constă în aceea că, se creşte stratul de p-InP pe un substrat, executat în formă de plachetă de p+InP cu orientarea cristalografică (100), dezorientarea de 3…5° în direcţia (110) şi concentraţia purtătorilor de sarcină de 1018 cm-3, se depune, pe partea frontală a plachetei, prin metoda volumului cvasi închis stratul de n+CdS, se depune pe partea posterioară a plachetei un contact ohmic din Ag+5%Zn, se tratează termic la temperatura de 450°C, se depune un contact ohmic din In pe stratul de n+CdS, se tratează termic la temperatura de 250°C, şi se depune prin metoda evaporării cu fasciculul de electroni, la temperatura de 300°C, un strat antireflector de SiO2.