MX2011007413A - Solucion para aumentar la resistencia de la hoja de lamina y/o elevar la densidad de energia de la celda fotovoltaica. - Google Patents

Solucion para aumentar la resistencia de la hoja de lamina y/o elevar la densidad de energia de la celda fotovoltaica.

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Johannes A E Oosterholt
Sabrina Ritmeijer
Lucas M H Groenewoud
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Abstract

Tratamiento de un sustrato de lámina de silicón amorfo o mono- o multi-cristalino de película delgada para utilizarse en una celda fotovoltaica, el sustrato de lámina tiene al menos uno de un acoplamiento pn- o np y una capa de vidrio de fosfosilicato o borosilicato parcial en una superficie superior del sustrato de lámina, para aumentar uno de (a) la resistencia de la hoja y (b) el nivel de densidad de energía de la celda fotovoltaica hecha de tal lámina. La solución de tratamiento es una solución de tratamiento ácida de una solución de grabado de óxido regulado en pH (BOE) de al menos un hidróxido de tetraalquilamonio, ácido acético, al menos un agente tensioactivo aniónico, al menos un agente quelante metálico, y una fuente de amonio sin metal, una fuente de iones de fluoruro sin metal, y agua, mezclados con una solución oxidante y opcionalmente agua.

Description

SOLUCION PARA AUMENTAR LA RESISTENCIA DE LA HOJA DE LAMINA Y/O ELEVAR LA DENSIDAD DE ENERGIA DE LA CELDA FOTOVOLTAICA Campo de la Invención La invención se refiere a una composición para el tratamiento ácido y al uso de tal composición de tratamiento ácido en un método para tratar un sustrato de lámina de silicón amorfa o mono- o multi-cristalina de película delgada para utilizarse en una célula fotovoltaica, el sustrato de lámina tiene por lo menos un acoplamiento pn- o np y una capa de vidrio de fosfosilicato o borosilicato parcial en una superficie superior del sustrato de lámina, para proporcionar una resistencia de hoja incrementada de una lámina y/o la densidad de energía de una celda fotovoltaica hecha de tal lámina.
Antecedentes de la Invención Las celdas solares con base en silicón, o celdas fotovoltaicas requieren varios pasos de procesamiento con el fin de ser capaces de convertir la luz incidente en corriente. Uno de estos pasos involucra la generación de un emisor, que se logra más comúnmente a través de la conducción técnica de fósforo en una lámina de silicón neutralizada con boro. Este procedimiento da como resultado la generación de la denominada capa muerta que da altos grados de recombinación de las cargas generadas y es perjudicial para Ref. 220009 la eficiencia y el nivel de densidad de energía de la celda solar. Adicionalmente , este procedimiento produce una denominada capa de vidrio de fosfosilicato (PSG, por sus siglas en inglés) en la parte superior de la lámina, que contiene fósforo, silicón y oxígeno y esta capa PSG tiene que eliminarse con el fin de ser capaz de avanzar en la fabricación de la celda. Después del proceso de conducción térmica, el perfil de profundad del fósforo muestra un nivel de alta concentración que se extiende desde la superficie a varias decenas o cientos de nanómetros de profundidad, dependiendo de las condiciones del proceso, idealmente, la concentración cerca de la superficie será alta (es decir, 1020"21 átomos/cm3) con el fin de ser capaz de poner en contacto los electrodos también.
Un objeto principal de los fabricantes de celdas fotovoltaicas y multicristalinas es reducir el costo de la energía suministrada por sus celdas solares. Esto puede generalmente lograrse en una de dos formas, ya sea la reducción en los costos de fabricación de celdas generales y/o la mejora en la eficiencia de la conversión de la celda solar. En un esfuerzo para lograr el objetivo anterior los procesos de fabricación actuales aplican un grabado postemisor después de la difusión del fósforo, que elimina la capa PSG sumergiendo la lámina en HF. Los experimentos previos han demostrado que un tratamiento adicional después de la inmersión en HF puede resultar en eficiencias superiores de la celda, de hasta 0.3% absoluto. Actualmente, un producto de Mallinckrodt Baker, Inc., principalmente el producto PV-160, se utiliza en un paso adicional. Sin embargo, el uso de este producto generalmente requiere el procesamiento del sustrato de la lámina en un baño calentado (70°C o mayor) de un producto.
Es altamente deseable que las composiciones disponibles sean capaces de producir mayores densidades de energía en las celdas solares en iguales o menores tiempos de procesamiento y a temperaturas reducidas a través de la mejora del grabado de los remanentes de la capa PSG así como un grabado más profundo en la capa muerta, comparado con los resultados obtenidos con el producto PV-160 actualmente utilizado.
Breve Descripción de la Invención En una primera modalidad la invención proporciona un método para tratar un sustrato de lámina de silicón amorfo o mono- o multi -cristalino de película delgada para utilizarse en una celda fotovoltaica para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la hoja de la lámina y (b) la densidad de la energía de la celda fotovoltaica hecha de la lámina, el sustrato de lámina tiene un acoplamiento pn- o np y/o una capa de vidrio de fosfosilicato y/o borosilicato parcial en la superficie superior del sustrato de lámina, el método de tratamiento comprende poner en contacto el sustrato de la lámina con una solución de tratamiento ácida durante un tiempo y a una temperatura suficiente para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la hoja de la lámina y (b) la densidad de energía de la celda fotovoltaica hecha de tal lámina, la solución comprende: una solución de grabado con óxido regulado en pH (BOE) de: de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de por lo menos un hidróxido de tetraalquilamonio, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de ácido acético, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente tensioactivo no iónico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente quelante metálico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de amonio, de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de fluoruro, agua balanceada al 100%, la mezcla con el oxidante y opcionalmente agua en una proporción en volumen de oxidante/agua/solución BOE de 0.01-10/0-100/1. La lámina con el emisor es inclusiva de ambos tipos de silicón de origen p- y n- .
Aunque el tratamiento puede aumentar ya sea la resistencia de la hoja de la lámina o la densidad de la energía de la celda fotovoltaica se prefiere aumentar ambas. Adicionalmente , el tratamiento también puede aumentar la eficiencia de una celda fotovoltaica hecha de esta lámina.
En una modalidad más de esta invención se proporciona una solución de tratamiento ácido para tratar sustratos de lámina de silicón amorfo o mono- o multi-cristalino de película delgadas para utilizarse en una celda fotovoltaica para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la hoja de la lámina y (b) el nivel de densidad de energía de la celda fotovoltaica hecha de tal lámina, el sustrato de lámina tiene un acoplamiento pn- o np y/o una capa de vidrio de fosfosilicato y/o borosilicato parcial en la superficie superior del sustrato de lámina, en donde la solución del tratamiento ácido comprende una mezcla de: una solución de grabado con óxido regulado en pH (BOE) de: de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de por lo menos un hidróxido de tetraalquilamonio, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de ácido acético, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente tensioactivo no iónico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente quelante metálico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de amonio, de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de fluoruro, agua balanceada al 100%, la mezcla con el oxidante y opcionalmente agua en una proporción en volumen de oxidante/agua/solución BOE de 0.01-10/0-100/1. La lámina con el emisor es inclusiva ambos tipos de silicón de origen p- y n- .
En ambas de estas modalidades la cantidad en peso del cloruro de tetraalquilamonio en la solución BOE es preferiblemente de 0.5 a 15%, más preferiblemente de 1 a 10%, aún más preferiblemente de 1.5 a 8%, y más preferiblemente de 2 a 4%, y especialmente 3.1%.
La cantidad en peso de ácido acético es preferiblemente de 0.5 a 4%, más preferiblemente de 0.8 a 3%, aún más preferiblemente de 1 a 2%, más preferiblemente 1 a 1.5%, y especialmente 1-2%.
Para el agente tensioactivo no iónico la cantidad en peso es preferiblemente de 0.2 a 4%, más preferiblemente de 0.3 a 2%, aún más preferiblemente de 0.5 a 1%, más preferiblemente 0.7 a 0.9%, y especialmente 0.8%.
Para el agente quelante la cantidad en peso es preferiblemente de 0.2 a 4%, más preferiblemente de 0.3 a 3%, aún más preferiblemente de 0.4 a 1%, más preferiblemente 0.5 a 0.8%, y especialmente 0.6%.
Para la fuente de iones de amonio, la cantidad en peso es preferiblemente de 0.2 a 10%, más preferiblemente de 0.3 a 5%, aún más preferiblemente de 0.5 a 2%, más preferiblemente 0.6 a 1%, y especialmente 0.8%.
Para la fuente de iones de fluoruro, la cantidad en peso es preferiblemente de 1 a 10%, más preferiblemente de 0.5 a 5%, aún más preferiblemente de 1.0 a 3%, más preferiblemente 1.5 a 2.5%, y especialmente 2.1%.
Mientras el tratamiento puede aumentar ya sea la resistencia de la hoja de la lámina o la densidad de energía de una celda fotovoltaica hecha de tal lámina se prefiere aumentar ambas. Adicionalmente , el tratamiento también puede aumentar la eficiencia de una celda fotovoltaica hecha de esta lámina.
En una modalidad preferida de la invención el tratamiento ocurre a una temperatura de aproximadamente 20° a menos de 70 °C.
En otra modalidad preferida de esta invención la solución BOE tiene un pH de aproximadamente 3 a menos de 7, preferiblemente un pH de aproximadamente 3 a aproximadamente 6, y más preferiblemente un pH de aproximadamente 4.3 a aproximadamente 5.
En aún otra modalidad preferida de esta invención el oxidante comprende peróxido ácido. Generalmente el oxidante es una solución acuosa, (0.01% a 50%, más preferiblemente de 0.1% a 30%, y aún más preferiblemente de aproximadamente 30% de solución acuosa) de agua y peróxido ácido en cualquier proporción adecuada, pero generalmente en una proporción de aproximadamente 6/10.2 a aproximadamente 6/1.
En aún otra modalidad preferida de esta invención la solución BOE comprende hidróxido de tetrametilamonio como el hidróxido de tetraalquilamonio, 3 , 5-dimetilhex-l-in-3-ol como el por lo menos un agente tensioactivo, y EDTA como el al menos un agente quelante metálico, y la solución oxidante comprende peróxido ácido y agua.
En aún otra modalidad preferida de esta invención la solución BOE comprende aproximadamente 3.1% de hidróxido de tetrametilamonio, aproximadamente 1.2% de ácido acético, aproximadamente 2.1% de HF, aproximadamente 0.8% de hidróxido de 3 , 5-dimetilhex-l-in-3-ol aproximadamente 0.8% amonio, aproximadamente 0.6% de EDTA, aproximadamente 91.5% de agua, en donde los porcentajes están en peso.
En otra modalidad preferida de esta invención la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.2. En otra modalidad preferida de esta invención la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.8. En otra modalidad preferida de esta invención la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/peróxido ácido de aproximadamente 1/6/1.
En aún otras modalidades preferidas de esta invención las modalidades comprenden una o más de las combinaciones de las modalidades preferidas antes mencionadas.
Además, la invención de la presente puede utilizarse a una temperatura de procesamiento de aproximadamente 20°C a aproximadamente 40°C, que es menor que el estándar de la industria actual de 70 °C.
Descripción Detallada de la Invención A través de esta invención se proporciona un método para tratar un sustrato de lámina de silicón amorfo o mono- o multi-cristalino de película delgada para utilizarse en una celda fotovoltaica para mejorar por lo menos uno de (a) la resistencia de la hoja de la lámina y (b) la densidad de la energía de la celda fotovoltaica hecha de tal lámina, el sustrato de lámina tiene un acoplamiento pn- o np y/o una capa de vidrio de fosfosilicato y/o borosilicato parcial en la superficie superior del sustrato de lámina, el método comprende poner el contacto el sustrato de la lámina con una solución de tratamiento ácida durante un tiempo y a una temperatura suficiente para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la lámina y (b) la densidad de energía de la celda fotovoltaica, la solución de tratamiento ácido comprende : una solución de grabado con óxido regulado en pH (BOE) de: de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de por lo menos un hidróxido de tetraalquilamonio, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de ácido acético, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente tensioactivo no iónico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente quelante metálico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de amonio, de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de fluoruro, agua balanceada al 100%, la mezcla con el oxidante y opcionalmente agua en una proporción en volumen de oxidante/agua/solución BOE de 0.01-10/0-100/1. La lámina con el emisor es inclusiva ambos tipos de silicón de origen p- y n- .
Aunque el tratamiento puede aumentar ya sea la resistencia de la hoja de la lámina o la densidad de energía de una celda fotovoltaica hecha de tal lámina se prefiere aumentar ambas. Adicionalmente, el tratamiento también puede aumentar la eficiencia de una celda fotovoltaica hecha de esta lámina.
Similarmente , la invención proporciona una solución para tratar sustratos de lámina de silicón amorfo o mono- o multi-cristalino de película delgadas para utilizarse en una celda fotovoltaica para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la hoja de la lámina y (b) el nivel de densidad de energía de la celda fotovoltaica hecha de tal lámina, el sustrato de lámina tiene un acoplamiento pn- o np y/o una capa de vidrio de fosfosilicato y/o borosilicato parcial en la superficie superior del sustrato de lámina, en donde la solución del tratamiento ácido comprende una mezcla de: una solución de grabado con óxido regulado en pH (BOE) de: de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de por lo menos un hidróxido de tetraalquilamonio, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de ácido acético, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente tensioactivo no iónico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente quelante metálico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de amonio, de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de fluoruro, agua balanceada al 100%, la mezcla con el oxidante y opcionalmente agua en una proporción de oxidante/agua/solución BOE de 0.01-10/0-100/1. La lámina con el emisor es inclusiva ambos tipos de silicón de origen p- y n- .
Mientras el tratamiento puede aumentar ya sea la resistencia de la hoja de la lámina o la densidad de la energía de la celda fotovoltaica hecha de la lámina, se prefiere aumentar ambas. Adicionalmente, el tratamiento también puede aumentar la eficiencia de una celda fotovoltaica hecha de esta lámina.
En el procedimiento de esta invención el paso de utilizar la solución de tratamiento ácido se utiliza en el sustrato de lámina de la celda fotovoltaica después de la remoción del vidrio con fosfosilicato o borosilicato (remoción incompleta) con HF y justo antes de otra inmersión en HF y posterior Recubrimiento Anti -Reflector (ARC, por sus siglas en inglés), tal como por ejemplo, deposición de SiNxH. El procedimiento comprende exponer el sustrato de la lámina a una solución del tratamiento ácido, tal como a través de la inmersión del sustrato de la lámina en un baño calentado de la solución durante un tiempo y a una temperatura suficiente para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la hoja de la lámina y (b) la densidad de la energía de la celda fotovoltaica hecha de la lámina. El contacto del sustrato de lámina con la solución del tratamiento ácido generalmente será de un periodo de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20 minutos, preferiblemente de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 5 minutos, y más preferiblemente de aproximadamente 1 minuto. La temperatura de la solución generalmente será de aproximadamente 20 °C a menos de aproximadamente 70°C, preferiblemente de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 60°C, más preferiblemente de aproximadamente 20°a aproximadamente 40°C, aún más preferiblemente de aproximadamente 40 °C.
Adecuados para utilizarse en las composiciones para el tratamiento ácido de esta invención se pueden mencionar los hidróxidos de tetraalquilamonio o sales de la fórmula [ (R) 4N+] p [X"q] , en donde R es independientemente un alquilo sustituido o sin sustituir, preferiblemente alquilo de 1 a 22, y más preferiblemente de 1 a 6 , más preferiblemente 1 carbono; y X=0H o un anión de sal adecuado, tal como carbonato y similar; p y q son iguales y son números enteros de 1 a 3 , el más preferible de estos es el hidróxido de tetrametil amonio y el hidróxido de trimetil-2- hidroxietilamonio (colina) . Los ejemplos de otros hidróxidos de amonio cuaternario que se pueden utilizar incluyen: trimetil-3 -hidroxipropil amonio, hidróxido de trimetil-3-hidroxibutil amonio, hidróxido de trimetil-4-hidroxibutil amonio, hidróxido de trietil-2 -hidroxietil amonio, hidróxido de tripropil-2 -hidroxietil amonio, hidróxido de tributil-2-hidroxietil amonio, hidróxido dimetiletil-2-hidroxietil amonio, hidróxido de dimetildi (2-hidroxietil) amonio, hidróxido de monometiltri (2-hidroxietil) amonio, hidróxido de tetraetil amonio, hidróxido de tetrapropil amonio, hidróxido de tetrabutil amonio, hidróxido de monometiltrietil amonio, hidróxido de monometiltripopil amonio, hidróxido de monometiltributil amonio, hidróxido de monoetiltrimetil amonio, hidróxido de monoetiltributil amonio, hidróxido de dimetildietil amonio, hidróxido de dimetildibutil amonio, y similares y sus mezclas.
La fuente sin metal de iones de amonio puede ser cualquier sal de amonio sin metal adecuada, tal como por ejemplo, hidróxido de amonio, fluoruro de amonio, cloruro de amonio, nitrato de amonio, y similar, pero preferiblemente hidróxido de amonio. La fuente sin metal de iones de fluoruro puede ser cualquier compuesto de fluoruro sin metal adecuado, tal como por ejemplo, fluoro ácido, fluoruro de amonio, fluoro de amonio cuaternario tales como fluoruro de tetrametil amonio. Preferiblemente, la fuente sin metal de iones fluoruro es HF. En otra modalidad preferida tanto los iones de amonio como los iones de fluoruro pueden ser provistos a través de un compuesto, principalmente fluoruro de amonio .
Las composiciones del tratamiento ácido de esta invención pueden contener cualquier agente tensioactivo no iónico. Entre los varios agentes tensioactivos no iónicos adecuados útiles en las composiciones de tratamiento de esta invención se puede mencionar, por ejemplo, agentes tensioactivos no iónicos con espumación baja tales como agentes tensioactivos de alquinol, agentes tensioactivos fluorinados tales como alquilalcoxilatos tales como Fluorad® FC-171, alquil ésteres fluorinados tales como FC-430 y FC-431 y alcandés de polioxietilenos fluorinados tales como Fluorad® FC- 170C, ésteres de ácido alifático de alcoholes polihídricos , monoalquil éteres de polioxietileno, dioles de polioxietileno, agentes tensioactivos de tipo siloxano y monoalquil éteres de alquilenglicol tales como butoxipropanol . Preferidos para utilizarse como agentes tensioactivos no iónicos en las composiciones de tratamiento alcalino de esta invención son los agentes tensioactivos de alquinilo, especialmente 3, 5-dimetilhex-l-in-3-ol (Surfynol®-61) o cualquier otro agente tensioactivo Surfynol®, alquil polioxietilen etanoles fluorinados, especialmente Fluorad® FC-170C y monoalquil éteres de alquilen glicol, especialmente butoxipropanol .
Cualquier agente quelante metálico adecuado para aumentar la capacidad de la formulación para retener metales en solución puede utilizarse en las composiciones de tratamiento ácido de esta invención. Los ejemplos típicos de agentes quelantes para este propósito son los siguientes ácidos orgánicos y sus sales: ácido etilenodiamina tetraacético (EDTA) , ácido butilendiamino tetracético, ácido ciclohexan-1 , 2 -diamintetraacético (CyDTA) , ácido dietilentriaminpentaacético, ácido etilendiamintetrapropiónico, ácido (hidroxietil ) etilendiamintriacético (HEDTA) , ácido metiliminodiacético, ácido propilendiamintetraacético, ácido nitroltriacético (NTA) , ácido cítrico, ácido tartárico, ácido glucónico, ácido sacárido, ácido glicérico, ácido oxálico, ácido ftálico, ácido maleico, ácido mandélico, ácido malónico, ácido láctico, ácido salicílico, catecol, 8-hidroxiquinolina, ácido ?,?,?' ,?' -etilenodiaminatetra (metilen) fosfónico, y similar.
Cualquier agente oxidante adecuado puede utilizarse, tal como, por ejemplo, los iones oxidantes tales como, por ejemplo, peróxidos, ácido nítrico y sus sales y nitratos, persulfato, peryodato, perbromato, perclorato, yodado, bromato y sales de clorato de amonio. Los preferidos son los peróxidos y particularmente peróxido ácido.
Las composiciones del tratamiento ácido de esta invención pueden producirse a través del mezclado de los componentes requeridos en un recipiente adecuado para formar las composiciones. Preferiblemente, los componentes requeridos de las composiciones se agregan al recipiente en una secuencia de base/ácido/base/ácido con el fin de minimizar cualquier posible calor de una reacción de los componentes .
En la fabricación de las celdas solares, sin embargo, el producto tendrá que grabarse no solamente con óxido de silicón, sino silicón y fósforo también. Con el fin de lograr esto, la BOE se combina con peroxide ácido como un agente oxidante. Esto implica que elimina el grabado BOE de óxido de silicón, mientras el agente oxidante genera nuevo óxido de silicón en la superficie, en un proceso continuo de grabado-oxidación. Además, el agente oxidante oxida el fósforo presente en la capa, por lo tanto solubilizándola . Las especies de grabación (incluyendo, pero no limitándose a impurezas metálicas) se mantienen parcialmente en solución a través de la adición del agente quelante, mientras la humectabilidad de la superficie (es decir, la eficiencia con la cual el agente oxidante puede oxidar la superficie) se mejora a través de la adición de un agente tensioactivo . La adición de ácido acético asegura un sistema doblemente regulado en pH, que llevan el proceso de estabilidad.
La invención se ilustra a través de, pero no se limita a los siguientes ejemplos. En los ejemplos los porcentajes están en peso.
Ej emplo 1 Un conjunto de 25 láminas de silicón multi-cristalinas adyacentes de un tamaño de aproximadamente 15.6 x 15.6 cm2 con un espesor de aproximadamente 180-200 µp? se procesó en una secuencia de fabricación de celda fotovoltaica de tipo en línea industrial. Después de la deposición del emisor y remoción del vidrio fosforoso con HF, las láminas con una capa de vidrio de fosfosilicato parcial en la superficie superior de los sustratos de lámina, las láminas se pusieron en contacto con (1) una solución de tratamiento ácido de esta invención a 40°C, (2) la solución PV-160 de la técnica anterior a 70°C requirió tal solución, o (3) sin solución de tratamiento como un control. La solución de tratamiento ácido de la invención comprendió una solución BOE de aproximadamente 3.1% de hidróxido de tetrametilamonio, aproximadamente 1.2% de ácido acético, aproximadamente 2.1% de HF, aproximadamente 0.8% de 3 , 5-dimetilhexil-in-3-ol , aproximadamente 0.8% de hidróxido de amonio, aproximadamente 0.6% de EDTA, aproximadamente de 91.5% agua. Esta solución BOE se mezcló con solución oxidante de peróxido ácido en una proporción de BOE/agua/30% solución de peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.2. La solución PV-160 de la técnica anterior también se utilizó mezclada con solución oxidante de peróxido ácido en una proporción de BOE/agua/30% de solución de peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.2. A continuación, las láminas tratadas se sometieron a un tratamiento químico húmedo en una solución de HF de 1 por ciento en peso a temperatura ambiente por 1 minuto, seguido por los pasos de fabricación fotovoltaicos normales usuales para producir las celdas fotovoltaicas deseadas. Las configuraciones de activación de electrodo se mantuvieron constantes mientras se procesaban los diferentes grupos y se establecieron a la configuración de activación óptima para el grupo de la técnica anterior. Después se midió el nivel de densidad de energía de las celdas (unidad mW/cm2, definida como el producto de la densidad de corto circuito y el voltaje del circuito abierto, Jsc x Voc) . Los resultados se establecen en la siguiente Tabla 1.
Tabla 1 Composición Densidad de Voltaje de Densidad de Aumento en la de corriente de circuito energía resistencia de tratamiento corto abierto (JscxVoc) la hoja circuito (Voc) V mAV/cm2 (Ohm/cuadrado) (Jsc) mA/cm2 Composición 33.37 0.607 20.25 5 de la invención PV-160 33.33 0.608 20.27 3 Ninguna 32.96 0.604 19.91 0 Ejemplo 2 Un conjunto de 25 láminas de silicón multi-cristalinas adyacentes de un tamaño de aproximadamente 15.6 x 15.6 cm2 con un espesor de aproximadamente 180-200 µp? se procesó en una secuencia de fabricación de celda fotovoltaica de tipo en línea industrial. Después de la deposición del emisor y remoción del vidrio fosforoso con HF, las láminas con una capa de vidrio de fosfosilicato parcial en la superficie superior de los sustratos de lámina, las láminas se pusieron en contacto con (1) una solución de tratamiento ácido de esta invención a 40° C, (2) la solución de PV-160 de la técnica anterior 70°C requirió tal solución. La solución de tratamiento de la invención comprendió una solución BOE de aproximadamente 3.1% hidróxido de tetrametilamonio, aproximadamente 1.2% de ácido acético, aproximadamente 2.1% de HF, aproximadamente 0.8% d 3 , 5-dimetilhexil-in-3-ol , aproximadamente 0.8% de hidróxido de amonio, aproximadamente 0.6% de EDTA, aproximadamente 91.5% de agua. Esta solución BOE se mezcló con solución oxidante de peróxido ácido en una proporción de BOE/agua/30% de peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.8. La solución PV-160 de la técnica anterior también se utilizó mezclada con solución oxidante de peróxido ácido en una proporción de BOE/agua/30% solución de peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.2. A continuación, las láminas tratadas se sometieron a un tratamiento químico húmedo en una solución de HF de 1 por ciento en peso a temperatura ambiente por 1 minuto, seguido por los pasos de fabricación fotovoltaicos normales usuales para producir las celdas fotovoltaicas deseadas. Las configuraciones de activación de electrodo se mantuvieron constantes mientras se procesaban los diferentes grupos y se establecieron a la configuración de activación óptima para el grupo de la técnica anterior. Después se midió el nivel de densidad de energía de las celdas (unidad m /cm2, definida como el producto de la densidad de corto circuito y el voltaje del circuito abierto, Jsc x Voc) . Los resultados se establecen en la siguiente Tabla 2.
Tabla 2 Ejemplo 3 Un conjunto de 25 láminas de silicón multi-cristalinas adyacentes de un tamaño de aproximadamente 15.6 x 15.6 cm2 con un espesor de aproximadamente 180-200 µp? se procesó en una secuencia de fabricación de celda fotovoltaica de tipo en línea industrial. Después de la deposición del emisor y remoción del vidrio fosforoso con HF, las láminas con una capa de vidrio de fosfosilicato parcial en la superficie superior de los sustratos de lámina, las láminas se pusieron en contacto con (1) una solución de tratamiento ácido de esta invención a 25°C, 30°C and 40° C, (2) la solución PV-160 de la técnica anterior a 70° C requirió tal solución, o (3) ninguna solución como control. La solución de tratamiento ácido de la invención comprendió una solución BOE de aproximadamente 3.1% de hidróxido de tetrametilamonio, aproximadamente 1.2% de ácido acético, aproximadamente 2.1% de HF, aproximadamente 0.8% de 3 , 5 -dimetilhexil -in-3 -ol , aproximadamente 0.8% hidróxido de amonio, aproximadamente 0.6% de EDTA, aproximadamente de 91.5% agua. Esta solución BOE se mezcló con solución oxidante de peróxido ácido en una proporción de BOE/agua/30% solución de peróxido ácido de aproximadamente 1/6/1. La solución PV-160 de la técnica anterior también se utilizó mezclada con solución oxidante de peróxido ácido en una proporción de BOE/agua/solución de peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.2. A continuación, las láminas tratadas se sometieron a un tratamiento químico húmedo en una solución de HF de 1 por ciento en peso a temperatura ambiente por 1 minuto, seguido por los pasos de fabricación fotovoltaicos normales usuales para producir las celdas fotovoltaicas deseadas. Las configuraciones de activación de electrodo se mantuvieron constantes mientras se procesaron los diferentes grupos y se establecieron a la configuración de activación óptima para el grupo de la técnica anterior. Los resultados se establecen en la siguiente Tabla 3.
Tabla 3 Como se muestra por los resultados la composición de esta invención aumentó la resistencia de la hoja y/o el nivel de densidad de energía de la celda significativamente sobre el control. Al cambiar la proporción del mezclado, notablemente al aumentar la cantidad de peróxido ácido, la composición de esta invención mostró una igual o superior densidad de energía comparado con PV-160. Sin embargo, la composición de esta invención fue capaz de hacer esto en un intervalo de temperatura de 20°C a 40°C mientras la composición de PV-160 requirió una temperatura de 70°C para hacerlo .
Aunque la invención ha sido descrita en la presente con referencia a sus modalidades específicas, se apreciará que se puede hacer cambios, modificaciones y variaciones sin apartarse del espíritu y alcance del concepto de la invención como se describe en la presente. Por consiguiente, se pretende abarcar todos estos cambios, modificaciones y variaciones que caen con el espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (23)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1.- Un método para tratar un sustrato de lámina de silicón amorfo o mono- o multi-cristalino de película delgada para utilizarse en una celda fotovoltaica, el sustrato de la lámina tiene por lo menos uno de un acoplamiento pn- o np y una capa de vidrio de fosfosilicato o borosilicato parcial en la superficie superior del sustrato de lámina, para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la lámina y (b) la densidad de la energía de la celda fotovoltaica, caracterizado porque comprende poner el contacto el sustrato de la lámina con una solución de tratamiento ácido durante un tiempo y a una temperatura suficiente para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la hoja de la lámina y (b) la densidad de la energía de la celda fotovoltaica hecha de tal lámina, la solución de tratamiento ácido comprende: una solución de grabado con óxido regulado en pH (BOE) de: de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de por lo menos un hidróxido de tetraalquilamonio, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de ácido acético, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente tensioactivo no iónico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente quelante metálico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de amonio, de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de fluoruro, agua balanceada al 100%, la mezcla con el oxidante y opcionalmente agua en una proporción de oxidante/agua/solución BOE de 0.01-10/0-100/1.
2. - Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tratamiento ocurre a una temperatura de aproximadamente 20° a aproximadamente 70°C.
3. - Un método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la solución BOE tiene un pH de aproximadamente 3 a aproximadamente 6.
4. - Un método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la solución BOE tiene un pH de aproximadamente 4.3 a aproximadamente 5.
5. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la solución oxidante comprende peróxido ácido.
6.- Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la solución BOE comprende hidróxido de tetrametilamonio como el hidróxido de tetraalquilamonio, 3 , 5-dimetilhex-l-in-3-ol como el por lo menos un agente tensioactivo, y EDTA como el al menos un agente quelante metálico, y la solución oxidante comprende peróxido ácido y agua.
7. - Un método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la solución BOE comprende aproximadamente 3.1% de hidróxido de tetrametilamonio, aproximadamente 1.2% de ácido acético, aproximadamente 2.1% de HF, aproximadamente 0.8% de hidróxido de 3 , 5-dimetilhex-l-in-3-ol aproximadamente 0.8% de amonio, aproximadamente 0.6% de EDTA, aproximadamente 91.5% de agua.
8. - Un método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la solución BOE se mezcla con una solución oxidante en una proporción de BOE/agua/30% peróxido ácido en el intervalo de 1/6/0.2-1.0
9. - Un método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la solución BOE se la mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/30% peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.2.
10. Un método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/ 30% peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.8.
11. - Un método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/30% peróxido ácido de aproximadamente 1/6/1.
12. - Un método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el tratamiento ocurre a una temperatura de aproximadamente 20° a aproximadamente 70 °C.
13. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el tratamiento también mejora la eficiencia de una celda fotovoltaica hecha de esta lámina.
14. - Una solución del tratamiento ácido para tratar sustratos de lámina de silicón amorfo, mono - o multi-cristalino de película delgadas para utilizarse en una celda fotovoltaica, el sustrato de la lámina tiene por lo menos uno de un acoplamiento pn- o np y una capa de vidrio de fosfosilicato o borosilicato parcial en la superficie superior del sustrato de lámina, para aumentar por lo menos uno de (a) la resistencia de la hoja de la lámina y (b) la densidad de la energía de la celda fotovoltaica hecha de la lámina, caracterizada porque comprende una mezcla de: una solución de grabado con óxido regulado en pH (BOE) de: de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de por lo menos un hidróxido de tetraalquilamonio, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de ácido acético, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente tensioactivo no iónico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de por lo menos un agente quelante metálico, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de amonio, de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20% en peso de una fuente sin metal de iones de fluoruro, agua balanceada al 100%, la mezcla con el oxidante y opcionalmente agua en el intervalo de oxidante/agua/solución BOE de 0.01-10/0-100/1.
15.- Una solución del tratamiento ácido de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque la solución BOE tiene un pH de aproximadamente 3 a aproximadamente 6.
16. - Una solución del tratamiento ácido de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque la solución BOE tiene un pH de aproximadamente 4.3 a aproximadamente 5.
17. - Una solución del tratamiento ácido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizada porque la solución oxidante comprende peróxido ácido.
18.- Una solución del tratamiento ácido de conformidad con la reivindicación 14 a 17, caracterizada porque la solución BOE comprende hidróxido de tetrametilamonio como el hidróxido de tetraalquilamonio, 3,5-dimetilhex-l-in-3-ol como el por lo menos un agente tensioactivo, y EDTA como al menos un agente quelante metálico, y la solución oxidante comprende peróxido ácido y agua .
19.- Una solución del tratamiento ácido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la solución BOE comprende aproximadamente 3.1% de hidróxido de tetrametilamonio, aproximadamente 1.2% de ácido acético, aproximadamente 2.1% de HF, aproximadamente 0.8% de hidróxido de 3 , 5-dimetilhex-l-in-3-ol, aproximadamente 0.8% de hidróxido de amonio, aproximadamente 0.6% de EDTA, aproximadamente 91.5% agua.
20. - Una solución del tratamiento ácido de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/30% de peróxido ácido dentro del intervalo de 1/6/0.2-1.0.
21. - Una solución del tratamiento ácido de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/30% peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.2.
22. - Una solución del tratamiento ácido de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/30% de peróxido ácido de aproximadamente 1/6/0.8.
23. - Una solución del tratamiento ácido de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la solución BOE se mezcla con la solución oxidante en una proporción de BOE/agua/30% de peróxido ácido de aproximadamente 1/6/1.
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