MD972Z

MD972Z - Procedeu de creştere a structurii p+InP-p-InP-n+CdS pentru celule fotovoltaice

Info

Publication number: MD972Z
Application number: MDS20150020A
Authority: MD
Inventors: Василе БОТНАРЮК; Леонид ГОРЧАК; Андрей КОВАЛ; Борис ЧИНИК; Симион РАЕВСКИЙ
Original assignee: Государственный Университет Молд0
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2016-06-30
Also published as: MD972Y

Abstract

Invenţia se referă la tehnologia semiconductorilor şi poate fi utilizată, în special, în convertoarele fotovoltaice.Procedeul de creştere a structurii p+InP-p-InP-n+CdS pentru celule fotovoltaice constă în aceea că se prelucrează în toluen şi alcool izopropilic un substrat, executat în formă de plachetă din p+InP cu orientarea cristalografică (100), cu dezorientarea de 3…5° în direcţia (110) şi concentraţia purtătorilor de sarcină de 1018 cm-3, apoi acesta se corodează în soluţie de 5% Br2 în metanol, se spală în alcool izopropilic, se usucă în vaporii acestuia şi se plasează într-un reactor pe un suport. Reactorul se purjează cu hidrogen timp de cel puţin o oră, după care se majorează temperatura în acesta până la 670°C şi se corodează substratul. Pe substrat se creşte şi se corodează un strat din p-InP, pe care se creşte unal doilea strat din p-InP. Semifabricatul obţinut se scoate din reactor şi se introduce într-un reactor pentru creşterea prin metoda volumului cuaziînchis, în care se creşte un strat din n+CdS la temperatura de 710°C. Se depune un contact ohmic din Ag+Zn pe partea posterioară a substratului şi se tratează termic la temperatura de 500°C, ulterior se depune un contact ohmic din In pe stratul din n+CdS şi se tratează termic la temperatura de 260°C.

Description

Invenţia se referă la tehnologia semiconductorilor şi poate fi utilizată, în special, în convertoarele fotovoltaice.

Este cunoscut procedeul de preparare a structurii p+InP-n+CdS prin metoda volumului cuaziînchis în hidrogen. Structura p+InP-n+CdS este crescută pe un substrat din p+InP cu concentraţia purtătorilor de sarcini de 9·1017 cm-3, suprafaţa de 25 mm2 şi grosimea de 0,4 mm. Stratul din n+CdS este crescut la temperaturile sursei de 800°C şi a substratului de 710°C [1].

Neajunsul acestui procedeu constă în suprafaţa mică de depunere a stratului din n+CdS, fapt ce limitează productivitatea.

Cea mai apropiată soluţie este procedeul de creştere a structurii p+InP-p-InP-n+CdS în flux de hidrogen. În calitate de substrat a fost utilizată o plachetă din p+InP cu orientarea cristalografică (100), cu dezorientarea de 3...5° în direcţia (110), care se degresează în toluen, se usucă în vaporii de alcool izopropilic, se corodează în soluţie de 5% Br2 în metanol, se usucă în vaporii de alcool izopropilic, se plasează într-un reactor, reactorul se purjează cu hidrogen, se stabilesc temperaturile de creştere şi prin metoda epitaxială în volum deschis (In-PCl3-H2) la temperatura de 670°C se creşte structura p+InP-p-InP. Se răceşte reactorul, se scoate semifabricatul cu structura p+InP-p-InP şi se introduce într-un alt reactor şi prin metoda volumului cuaziînchis la temperatura substratului de 710°C şi a sursei de 800°C se depune stratul n+CdS. Se depune un contact ohmic din Ag+Zn pe partea posterioară a substratului şi se tratează termic la temperatura de 500°C, ulterior se depune un contact ohmic din In pe stratul din n+CdS şi se tratează termic la temperatura de 260°C [2].

Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că randamentul celulei fotovoltaice din p+InP-p-InP-n+CdS este limitat de mărimea tensiunii de scurtcircuit (Ucd=0,8 V).

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în posibilitatea confecţionării celulei fotovoltaice cu structura p+InP-p-InP-n+CdS cu randamentul majorat datorită majorării tensiunii de scurtcircuit.

Procedeul constă în faptul că se prelucrează în toluen şi alcool izopropilic un substrat, executat în formă de plachetă din p+InP cu orientarea cristalografică (100), cu dezorientarea de 3…5° în direcţia (110) şi concentraţia purtătorilor de sarcină de 1018 cm-3, apoi acesta se corodează în soluţie de 5% Br2 în metanol, se spală în alcool izopropilic, se usucă în vaporii acestuia şi se plasează într-un reactor pe un suport; reactorul se purjează cu hidrogen timp de cel puţin o oră, după care se majorează temperatura în acesta până la 670°C şi se corodează substratul. Pe substrat se creşte şi se corodează un strat din p-InP, pe care se creşte un al doilea strat din p-InP. Semifabricatul obţinut se scoate din reactor şi se introduce într-un reactor pentru creşterea prin metoda volumului cuaziînchis, în care se creşte un strat din n+CdS la temperatura de 710°C. Se depune un contact ohmic din Ag+Zn pe partea posterioară a substratului şi se tratează termic la temperatura de 500°C, ulterior se depune un contact ohmic din In pe stratul din n+CdS şi se tratează termic la temperatura de 260°C.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în majorarea randamentului structurii p+InP-p-InP-n+CdS.

Acest rezultat se datorează creşterii repetate a stratului din p-InP în structura p+InP-p-InP-n+CdS, ceea ce permite ameliorarea parametrilor la confecţionarea dispozitivelor fotovoltaice.

Exemplu de realizare a procedeului

Plachetele din p+InP se prelucrează în toluen şi alcool izopropilic, se corodează în soluţie de 5% Br2 în metanol, se spală în alcool izopropilic, se usucă în vaporii acestuia şi se plasează în reactor pe un suport. Reactorul se purjează cu hidrogen timp de cel puţin o oră, se majorează temperatura în acesta până la temperatura de creştere de 670°C, se corodează în gaz la aceeaşi temperatură, se creşte stratul din p-InP şi se corodează în H2+PCl3, se creşte al doilea strat din p-InP şi se stopează alimentarea cuptorului. Semifabricatul obţinut se scoate din reactor, se introduce în alt reactor pentru creşterea prin metoda volumului cuaziînchis, în care se creşte un strat din n+CdS la temperatura de 710°C. Ulterior se depune un contact ohmic din Ag+Zn pe partea posterioară a substratului şi se tratează termic la temperatura de 500°C, se depune un contact ohmic din In pe stratul din n+CdS şi se tratează termic la temperatura de 260°C.

1. Yoshikawa A., Sakai Y. High efficiency n-CdS/p-InP solar cells prepared by the close-spaced technique. Solid-State Electronics, 1977, vol. 20, p. 133-137

2. Chitoroagă, A.D. Teza de doctorat "Исследование фотоэлектрических свойств гетероструктур InP-CdS", 1992

Claims

Procedeu de creştere a structurii p+InP-p-InP-n+CdS pentru celule fotovoltaice, care constă în aceea că se prelucrează în toluen şi alcool izopropilic un substrat, executat în formă de plachetă din p+InP cu orientarea cristalografică (100), cu dezorientarea de 3…5° în direcţia (110) şi concentraţia purtătorilor de sarcină de 1018 cm-3, apoi acesta se corodează în soluţie de 5% Br2 în metanol, se spală în alcool izopropilic, se usucă în vaporii acestuia şi se plasează într-un reactor pe un suport; reactorul se purjează cu hidrogen timp de cel puţin o oră, după care se majorează temperatura în acesta până la 670°C şi se corodează substratul; pe substrat se creşte şi se corodează un strat din p-InP, pe care se creşte un al doilea strat din p-InP; se scoate semifabricatul obţinut din reactor şi se introduce într-un reactor pentru creşterea prin metoda volumului cuaziînchis, în care se creşte un strat din n+CdS la temperatura de 710°C; se depune un contact ohmic din Ag+Zn pe partea posterioară a substratului şi se tratează termic la temperatura de 500°C, ulterior se depune un contact ohmic din In pe stratul din n+CdS şi se tratează termic la temperatura de 260°C.