NL1003705C2 - Thin film solar cell. - Google Patents
Thin film solar cell. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1003705C2 NL1003705C2 NL1003705A NL1003705A NL1003705C2 NL 1003705 C2 NL1003705 C2 NL 1003705C2 NL 1003705 A NL1003705 A NL 1003705A NL 1003705 A NL1003705 A NL 1003705A NL 1003705 C2 NL1003705 C2 NL 1003705C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- film solar
- solar cell
- doped
- thin
- layer
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 84
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 33
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 13
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Se].[Se].[In] Chemical compound [Cu].[Se].[Se].[In] KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 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
-
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035272—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/03529—Shape of the potential jump barrier or surface barrier
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
Dunne-film-zonnecel.Thin film solar cell.
De uitvinding heeft betrekking op een dunne-film-zonnecel voorzien van tenminste één p-i-n-junctie omvattende tenminste één p-i-overgang, 5 die onder een hoek α staat met het in bedrijf lichtinvangende oppervlak van de dunne-film-zonnecel, en tenminste één i-n-overgang, die onder een hoek β staat met het lichtinvangende oppervlak.The invention relates to a thin-film solar cell provided with at least one pin junction comprising at least one pi junction, which is at an angle α to the operating light-catching surface of the thin-film solar cell, and at least one in transition, which is at an angle β to the light-catching surface.
Een dergelijke dunne-film-zonnecel is bekend uit de internationale octrooiaanvrage W095/27314. De bekende dunne-film-zonnecel omvat alter-10 nerend gestapelde p- en n-gedoteerde lagen, al dan niet met een tussenliggende laag van intrinsiek materiaal. De actieve p-n-juncties respectievelijk p-i-n-juncties liggen bij de bekende dunne-film-zonnecel parallel aan het lichtinvangende oppervlak van de dunne-film-zonnecel waarop in bedrijf het zonlicht invalt.Such a thin-film solar cell is known from international patent application WO95 / 27314. The known thin-film solar cell comprises alternatively stacked p- and n-doped layers, with or without an intermediate layer of intrinsic material. In the known thin film solar cell, the active p-n junctions and p-i-n junctions, respectively, lie parallel to the light-capturing surface of the thin-film solar cell on which the sunlight falls in operation.
15 Bij de bekende dunne-film-zonnecel bepalen de gedoteerde lagen zowel de optische als de elektrische eigenschappen van de dunne-film-zonnecel. Dit bemoeilijkt het optimaliseren van de werking van de dunne-film-zonnecel. Het verhogen van de doteringsconcentratie van de p-gedoteerde lagen leidt bijvoorbeeld enerzijds tot een hogere veldsterkte van het 20 interne elektrische veld. Deze hogere veldsterkte leidt tot een hogere collectiewaarschijnlijkheid van de ladingsdragers en derhalve tot een hogere fotostroom. Anderzijds leidt deze verhoging in de doteringsconcentratie van de p-gedoteerde lagen echter tot een toename van de absorptie van zonlicht door deze gebieden. Minder zonlicht bereikt 25 derhalve de intrinsieke laag waardoor er minder ladingsdragers worden gegenereerd. De fotostroom afkomstig van de dunne-film-zonnecel neemt hierdoor af. Het negatieve effect van de toename in lichtabsorptie heft het positieve effect van de hogere veldsterkte op met als gevolg dat de resulterende fotostroom van de dunne-film-zonnecel nagenoeg onveranderd 30 blijft.In the known thin-film solar cell, the doped layers determine both the optical and the electrical properties of the thin-film solar cell. This makes it difficult to optimize the operation of the thin-film solar cell. For example, increasing the doping concentration of the p-doped layers leads to a higher field strength of the internal electric field. This higher field strength leads to a higher probability of collection of the charge carriers and thus to a higher photocurrent. On the other hand, however, this increase in the doping concentration of the p-doped layers leads to an increase in the absorption of sunlight by these regions. Less sunlight therefore reaches the intrinsic layer, so that less charge carriers are generated. As a result, the photostream from the thin-film solar cell decreases. The negative effect of the increase in light absorption cancels out the positive effect of the higher field strength, with the result that the resulting photocurrent of the thin film solar cell remains virtually unchanged.
De onderhavige uitvinding heeft tot doel om een dunne-film-zonnecel van de aan het begin genoemde soort te verschaffen die dit nadeel opheft.The present invention aims to provide a thin-film solar cell of the type mentioned at the outset that obviates this drawback.
De dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk dat 45 < α < 135 graden en 45 < β < 135 graden, en meer in het 35 bijzonder 80 < α < 100 graden en 80 < β < 100 graden.The thin-film solar cell according to the invention is therefore characterized in that 45 <α <135 degrees and 45 <β <135 degrees, and more particularly 80 <α <100 degrees and 80 <β <100 degrees.
Door deze stand van de p-i-overgang en de i-n-overgang ten opzichte van het lichtinvangende oppervlak valt het zonlicht althans ten dele rechtstreeks in op het intrinsieke materiaal zonder eerst één van de 1003705.Due to this position of the p-i transition and the i-n transition with respect to the light-catching surface, the sunlight at least partly falls directly on the intrinsic material without first one of the 1003705.
2 gedoteerde gebieden te doorlopen zoals bij de bovenbeschreven bekende dunne-film-zonnecel. In het kader van het bovenbeschreven voorbeeld betekent dit dat een verhoging van de doteringsconcentratie van de p-gedoteerde gebieden resulteert in een hogere elektrische veldsterkte, 5 zonder dat de bijbehorende toename in de absorptie van zonlicht het positieve effect daarvan opheft. Heer in het algemeen betekent dit dat de optische en elektrische eigenschappen van de dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding dus afzonderlijk geoptimaliseerd kunnen worden. Met de dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding kan dus een hogere 10 conversie-efficiëntie voor de omzetting van zonne-energie naar elektrische energie bereikt worden dan met de bekende dunne-film-zonnecel.2 pass through doped regions as in the above-described known thin film solar cell. In the context of the example described above, this means that an increase in the doping concentration of the p-doped regions results in a higher electric field strength, without the corresponding increase in the absorption of sunlight canceling out the positive effect thereof. In general, this means that the optical and electrical properties of the thin-film solar cell according to the invention can thus be optimized separately. Thus, a higher conversion efficiency for the conversion of solar energy to electrical energy can be achieved with the thin-film solar cell according to the invention than with the known thin-film solar cell.
In een voorkeursuitvoeringsvorm van de dunne-film-zonnecel is de p-i-overgang en/of de i-n-overgang tenminste in doorsnede meandrisch.In a preferred embodiment of the thin film solar cell, the p-i junction and / or the i-n junction is at least meandrical in cross-section.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvatten het p-gedoteerde 15 gebied en/of het n-gedoteerde gebied elk één of meer vingers. In deze voorkeursuitvoeringsvormen is op gunstige wijze het oppervlak van het overgangsgebied tussen het intrinsiek materiaal en de gedoteerde gebieden vergroot, hetgeen tot een hogere resulterende fotostroom leidt voor de dunne-film-zonnecel.In a further preferred embodiment, the p-doped region and / or the n-doped region each comprise one or more fingers. In these preferred embodiments, the surface area of the transition region between the intrinsic material and the doped regions is advantageously increased, resulting in a higher resulting photocurrent for the thin film solar cell.
20 De uitvinding heeft mede betrekking op een paneel voorzien van meerdere dunne-film-zonnecellen, waarbij de dunne-film-zonnecellen onderling elektrisch verbonden zijn.The invention also relates to a panel provided with a plurality of thin-film solar cells, wherein the thin-film solar cells are mutually electrically connected.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding, welke 25 werkwijze de volgende stappen omvat: (a) het afzetten van een laag intrinsiek materiaal op een substraat; (b) het definiëren van de locatie van het p-gedoteerde gebied in de laag intrinsiek materiaal; (c) het definiëren van de gewenste hoek α voor de p-i-overgang ten op-30 zichte van het lichtinvangende oppervlak vein de dunne-film-zonnecel, waarbij 45 < α < 135 graden; (d) het met behulp van ionen-implantatie aanbrengen van het p-gedoteerde gebied op de positie zoals gedefinieerd in stap (b) en onder de hoek α zoals gedefinieerd in stap (c); 35 (e) het definiëren van de locatie van het n-gedoteerde gebied in de laag intrinsiek materiaal; (f) het definiëren van de gewenste hoek β voor de i-n-overgang ten opzichte van het lichtinvangende oppervlak van de dunne-film-zonnecel, 1003705.The invention also relates to a method of manufacturing a thin-film solar cell according to the invention, which method comprises the following steps: (a) depositing a layer of intrinsic material on a substrate; (b) defining the location of the p-doped region in the layer of intrinsic material; (c) defining the desired angle α for the p-i junction with respect to the light trapping surface of the thin film solar cell, where 45 <α <135 degrees; (d) ion implanting the p-doped region at the position as defined in step (b) and at the angle α as defined in step (c); (E) defining the location of the n-doped region in the layer of intrinsic material; (f) defining the desired angle β for the i-n junction with respect to the light-trapping surface of the thin film solar cell, 1003705.
3 waarbij 45 < β < 135 graden; (g) het met behulp van ionen-implantatie aanbrengen van het n-gedoteerde gebied op de locatie zoals gedefinieerd in stap (e) en onder de hoek β zoals gedefinieerd in stap (f).3 where 45 <β <135 degrees; (g) ion implanting the n-doped region at the location as defined in step (e) and at the angle β as defined in step (f).
5 Net de werkwijze volgens de uitvinding kan op snelle en betrouwbare wijze een dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding worden vervaardigd. Déze werkwijze heeft verder het voordeel dat het intrinsieke materiaal rechtstreeks op het substraat wordt afgezet, zonder tussenkomst van een gedoteerde laag die de fabricagecondities van het intrinsieke materiaal 10 zou beïnvloeden. Tevens kan voor deze werkwijze uitgegaan worden van vele soorten substraten, waaronder zowel transparante als niet-transparante substraten.Just like the method according to the invention, a thin-film solar cell according to the invention can be manufactured quickly and reliably. This method further has the advantage that the intrinsic material is deposited directly on the substrate, without the intervention of a doped layer which would affect the manufacturing conditions of the intrinsic material. Many types of substrates can also be used for this method, including both transparent and non-transparent substrates.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een alternatieve werkwijze voor het vervaardigen van een dunne-film-zonnecel volgens de 15 uitvinding, welke werkwijze de volgende stappen omvat: (a) het afzetten van een laag p-gedoteerd materiaal respectievelijk een laag n-gedoteerd materiaal op een substraat; (b) het definiëren van de positie van het n-gedoteerde gebied respectievelijk het p-gedoteerde gebied in de laag p-gedoteerd materiaal 20 respectievelijk n-gedoteerd materiaal; (c) het verwijderen van een deel van het af gezette gedoteerde materiaal op de positie zoals gedefinieerd in stap (b); (d) het afzetten van een laag n-gedoteerd materiaal respectievelijk p-gedoteerd materiaal op de dunne-film-zonnecel die is verkregen in stap 25 (c); (e) het definiëren van de positie van het intrinsieke gebied in de laag p-gedoteerd en n-gedoteerd materiaal; (f) het verwijderen van een deel van het p-gedoteerde materiaal en het n-gedoteerde materiaal op de positie zoals gedefinieerd in stap (e); 30 (g) het afzetten van een laag intrinsiek materiaal op de dunne-film- zonnecel die is verkregen in stap (f).The invention also relates to an alternative method for manufacturing a thin-film solar cell according to the invention, which method comprises the following steps: (a) depositing a layer of p-doped material and a layer of n-doped material, respectively. on a substrate; (b) defining the position of the n-doped region or the p-doped region in the layer of p-doped material 20 and n-doped material, respectively; (c) removing a portion of the deposited doped material at the position as defined in step (b); (d) depositing a layer of n-doped material or p-doped material on the thin film solar cell obtained in step 25 (c); (e) defining the position of the intrinsic region in the layer of p-doped and n-doped material; (f) removing a portion of the p-doped material and the n-doped material at the position as defined in step (e); (G) depositing a layer of intrinsic material on the thin film solar cell obtained in step (f).
De alternatieve werkwijze heeft het voordeel dat deze goedkoper is dan de als eerste genoemde werkwijze.The alternative method has the advantage that it is cheaper than the first method mentioned.
De uitvinding zal nu nader worden verduidelijkt aan de hand van de 35 bijbehorende tekeningen, waarin figuur 1 een schematische doorsnede toont van een deel van een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding; 1003705.The invention will now be further elucidated with reference to the accompanying drawings, in which figure 1 shows a schematic cross-section of a part of a first preferred embodiment of a thin-film solar cell according to the invention; 1003705.
ί» figuur 2 de eerste voorkeursuitvoeringsvorm in zijn geheel in bovenaanzicht toont; figuur 3 schematisch een doorsnede in boven-aanzicht toont van een eenheid omvattende een aantal in serie geschakelde dunne-film-zonnecellen 5 volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van figuur 2; en figuur 4 een onderaanzicht toont van een paneel voorzien van mèerdere parallel geschakelde eenheden volgens figuur 3·Figure 2 shows the first preferred embodiment as a whole in top view; figure 3 schematically shows a cross-sectional top view of a unit comprising a number of series-connected thin-film solar cells 5 according to the preferred embodiment of figure 2; and figure 4 shows a bottom view of a panel provided with several units connected in parallel according to figure 3
Figuur 1 toont een schematische doorsnede van een deel van een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een dunne-film-zonnecel 1 volgens de 10 uitvinding. De doorsnede is genomen langs de lijn I - I in figuur 2, waarin de eerste voorkeuruitvoeringsvorm in zijn geheel in bovenaanzicht is getoond. Figuur 1 en figuur 2 zullen grotendeels in combinatie worden beschreven.Figure 1 shows a schematic cross-section of a part of a first preferred embodiment of a thin-film solar cell 1 according to the invention. The section is taken along the line I-I in Figure 2, showing the first preferred embodiment in its entirety in top view. Figure 1 and Figure 2 will be largely described in combination.
Dunne-film-zonnecel 1, ook wel "Transverse Junction Solar Cell" 13 genoemd, omvat een substraat 2 waarop een gebied van intrinsiek materiaal i is aangebracht. Het intrinsieke materiaal i omvat in figuur 1 twee gedoteerde gebieden p en n {respectievelijk 6 en 7) waarmee p-i-overgang 8 respectievelijk i-n-overgang 9 zijn gedefinieerd. Dunne-film-zonnecel 1 heeft een oppervlak 5 dat in bedrijf het zonlicht opvangt. In het 20 volgende zal naar oppervlak 5 worden verwezen als "lichtinvangend oppervlak".Thin film solar cell 1, also referred to as "Transverse Junction Solar Cell" 13, includes a substrate 2 on which an area of intrinsic material i is applied. The intrinsic material i comprises in figure 1 two doped regions p and n {6 and 7 respectively) with which p-i junction 8 and i-n junction 9 are defined, respectively. Thin film solar cell 1 has a surface 5 that catches the sunlight in operation. In the following, surface 5 will be referred to as "light trapping surface".
In bedrijf, wanneer dunne-film-zonnecel 1 (zon)licht (aangeduid met pijl A) opvangt, worden in het intrinsieke materiaal i met behulp van het opgevangen licht ladingsdragers vrijgemaakt. Tussen de gedoteerde 25 gebieden p en n bestaat een elektrisch veld dat ervoor zorgt dat de positieve ladingsdragers in het intrinsieke materiaal i zich in de richting van pijl B bewegen. Deze ladingsdragers komen dan aan in het p-gedoteerde gebied p. Door nu externe elektrische verbindingen te maken met het p-gedoteerde en het n-gedoteerde gebied kan een fotostroom jp 30 (getoond in fig. 2) aan de dunne-film-zonnecel 1 worden afgenomen.In operation, when thin-film solar cell 1 receives (sun) light (indicated by arrow A), charge carriers are released in the intrinsic material i by means of the received light. Between the doped regions p and n there is an electric field which causes the positive charge carriers in the intrinsic material i to move in the direction of arrow B. These charge carriers then arrive in the p-doped region p. By making external electrical connections to the p-doped and the n-doped region, a photocurrent jp 30 (shown in Fig. 2) can be taken from the thin-film solar cell 1.
Volgens de uitvinding staat tenminste één p-i-overgang, bijvoorbeeld 8, onder een hoek α met het lichtinvangende oppervlak 5 en staat tenminste één i-n-overgang, bijvoorbeeld 9. onder een hoek β met het lichtinvangende oppervlak 5· Beide hoeken α en B liggen bij voorkeur 35 tussen ^5 en 135 graden. Met meer voorkeur liggen de hoeken α en β tussen 80 en 100 graden. De meeste voorkeur gaat uit naar hoeken α en β van bij benadering 90 graden, zoals in de figuur is getoond. Bij voorkeur zijn de hoeken α en β bij benadering gelijk, dit is echter niet noodzakelijk.According to the invention, at least one pi transition, for example 8, is at an angle α with the light-catching surface 5 and at least one in-transition, for example 9. is at an angle β with the light-catching surface 5. Both angles α and B are at preferably between 35 and 135 degrees. More preferably, the angles α and β are between 80 and 100 degrees. Most preferred are angles α and β of approximately 90 degrees, as shown in the figure. Preferably the angles α and β are approximately the same, but this is not necessary.
1003705.1003705.
55
Door deze positie van de overgangen wordt bereikt dat het intrinsieke materiaal i althans ten dele het zonlicht rechtstreeks opvangt, zonder dat het zonlicht eerst één of meer gedoteerde gebieden hoeft te doorlopen. Het invallende zonlicht zal bij de dunne-film-zonnecel 1 5 volgens de uitvinding dus grotendeels rechtstreeks leiden tot het vrijmaken van ladingsdragers in het intrinsieke materiaal i, waarbij slechts een relatief klein gedeelte door de gedoteerde gebieden zal worden geabsorbeerd, mede afhankelijk van de hoeken aenfi. Dit heeft tot gevolg dat het intrinsieke materiaal i en de gedoteerde gebieden p, n in 10 hoge mate afzonderlijk geoptimaliseerd kunnen worden, waardoor de werking van de dunne-film-zonnecel 1 aanzienlijk verbeterd kan worden ten opzichte van de bekende dunne-film-zonnecel.This position of the transitions ensures that the intrinsic material i at least partly captures the sunlight directly, without the sunlight first having to pass through one or more doped areas. In the thin-film solar cell according to the invention, the incident sunlight will therefore largely lead directly to the release of charge carriers in the intrinsic material i, whereby only a relatively small part will be absorbed by the doped areas, also depending on the angles. aenfi. As a result, the intrinsic material i and the doped regions p, n can be greatly optimized separately, whereby the operation of the thin-film solar cell 1 can be considerably improved compared to the known thin-film solar cell. .
In figuur 2 is duidelijk te zien dat het p-gedoteerde gebied 3 en het n-gedoteerde gebied A beide bij voorkeur zijn voorzien van vingers 15 6 respectievelijk 7· De p-gedoteerde vingers 6 staan bij benadering dwars op de p-i-overgang van gebied 3 naar gebied i. De n-gedoteerde vingers 7 staan bij benadering dwars op de i-n-overgang van gebied i naar gebied Bij voorkeur zijn de p-gedoteerde vingers 6 en de n-gedoteerde vingers 7 alternerend geplaatst in een vlak dat bij benadering parallel loopt aan 20 het lichtinvangende oppervlak 5» dat is getoond in figuur 1. Dunne-film-zonnecel 1 heeft in dit vlak dan tenminste verdere p-i-overgangen 8 en verdere i-n-overgangen 9· Anders gezegd is met behulp van de vingers 6 respectievelijk 7 in de voorkeursuitvoeringsvorm getoond in figuur 2 het totale oppervlak van de p-i-overgang respectievelijk de i-n-overgang op 25 gunstige wijze vergroot. Daarbij is er toch voldoende intrinsiek materiaal i aanwezig dat rechtstreeks zonlicht in kan vangen. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm levert de dunne-film-zonnecel 1 derhalve een grotere resulterende fotostroom. Meer in het algemeen wordt het zojuist genoemde voordeel volgens de uitvinding bereikt door 30 toepassing van één of meer p-i-/i-n-overgangen met tenminste een meandrische doorsnede. In het volgende zal het gebied waarin zich de vingers 6, 7 en het intrinsieke materiaal i bevindt worden aangeduid als i'.Figure 2 clearly shows that the p-doped region 3 and the n-doped region A are both preferably provided with fingers 15 6 and 7 respectively. The p-doped fingers 6 are approximately transverse to the pi junction of region 3 to area i. The n-doped fingers 7 are approximately transverse to the in-transition from region i to region. Preferably, the p-doped fingers 6 and the n-doped fingers 7 are placed alternately in a plane which is approximately parallel to the light-capturing surface 5 »which is shown in figure 1. Thin-film solar cell 1 has in this plane at least further pi junctions 8 and further in-junctions 9. In other words, with the aid of fingers 6 and 7, in the preferred embodiment, Figure 2 advantageously increases the total surface area of the pi junction and the in junction, respectively. In addition, there is still sufficient intrinsic material i present that can capture direct sunlight. Thus, in the preferred embodiment shown, the thin film solar cell 1 provides a larger resulting photocurrent. More generally, the above-mentioned advantage according to the invention is achieved by using one or more p-i / i-n junctions with at least a meandric cross section. In the following, the area containing the fingers 6, 7 and the intrinsic material i will be referred to as i '.
Hieronder worden een aantal optionele maatregelen beschreven die van 35 bijzonder voordeel zijn bij de dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding. De maatregelen zijn niet getoond, maar zullen het best begrepen worden onder verwijzing naar figuur 1.A number of optional features are described below which are of particular advantage with the thin film solar cell according to the invention. The measures are not shown, but will be best understood with reference to Figure 1.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de dunne-film-zonnecel 100 3 7 0 5 .In a further preferred embodiment, the thin film solar cell is 100 3 7 0 5.
6 volgens de uitvinding voorzien van een aanvullende 18¾ intrinsiek materiaal die in hoofdzaak tussen de p-i-n-junctie en het lichtinvangende oppervlak 5 is aangebracht (niet getoond). Deze aanvullende laag verhoogt op gunstige wijze de totale fotostroom van de dunne-film-zonnecel, 5 hetgeen leidt tot een hoger rendement. De aanvullende laag heeft bij voorkeur een dikte van 50 nm tot 5 pm en met meer voorkeur een dikte van 150 nm.6 according to the invention provided with an additional 18¾ intrinsic material which is disposed substantially between the p-i-n junction and the light-catching surface 5 (not shown). This additional layer advantageously increases the total photocurrent of the thin-film solar cell, which leads to a higher efficiency. The additional layer preferably has a thickness of 50 nm to 5 µm and more preferably a thickness of 150 nm.
Optioneel is de dunne-film-zonnecel voorzien van een laag elektrisch geleidend materiaal die contact maakt met het p-gedoteerde gebied en/of 10 van een laag elektrisch geleidend materiaal die contact maakt met het n-gedoteerde gebied. Het gebruik van het elektrisch geleidend materiaal zorgt ervoor dat het verlies van elektrisch vermogen ten gevolge van de lagere serieweerstand van de vingers zoveel mogelijk beperkt wordt.Optionally, the thin film solar cell is provided with a layer of electrically conductive material that contacts the p-doped region and / or a layer of electrically conductive material that contacts the n-doped region. The use of the electrically conductive material ensures that the loss of electric power due to the lower series resistance of the fingers is limited as much as possible.
Eveneens optioneel is de dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding 15 voorzien van een getextureerd oppervlak aan de lichtinvangende zijde. Toepassing van een dergelijk getextureerd oppervlak werkt rendementverho-gend.Also optionally, the thin film solar cell according to the invention is provided with a textured surface on the light-catching side. The use of such a textured surface increases efficiency.
Opgemerkt wordt dat het substraat 2 in figuur 1 van lichtdoorlatend materiaal is, bijvoorbeeld glas. Het substraat 2 kan echter ook van niet-20 lichtdoorlatend materiaal zijn, waarbij vanzelfsprekend de gebieden p en n en het intrinsieke materiaal i op het substraat zullen zijn aangebracht.It is noted that the substrate 2 in Figure 1 is of a translucent material, for example glass. However, the substrate 2 may also be of non-translucent material, the regions p and n and the intrinsic material i being of course applied to the substrate.
Verder zal het voor een deskundige op het vakgebied duidelijk zijn dat in de praktijk de p-i-overgangen en i-n-overgangen meestal niet zo 25 ideaal zullen verlopen als in de figuren is aangegeven. Deze zullen eerder een ruimtelijke verdeling hebben die mede wordt bepaald door de toegepaste doteringstechniek. In de context van deze octrooiaanvrage wordt onder 'overgang' dan ook begrepen dat platte vlak dat het overgangsgebied het beste representeert. Dit is met name van belang bij 30 het definiëren van de hoek van een bepaalde overgang met het lichtinvangende oppervlak.Furthermore, it will be clear to a person skilled in the art that in practice the p-i transitions and i-n transitions will usually not proceed as ideally as indicated in the figures. These will rather have a spatial distribution that is partly determined by the doping technique used. In the context of this patent application, 'transition' is therefore understood to mean that flat surface that best represents the transition area. This is particularly important when defining the angle of a given transition with the light-trapping surface.
Onder verwijzing naar de bovenstaande definitie van de term ’overgang’ wordt opgemerkt dat de dotering van de betreffende gebieden in de diepte geenszins homogeen verdeeld hoeft te zijn. Desgewenst kan 35 een doteringsgradiënt worden aangebracht. Deze kan bijvoorbeeld in de diepte toenemen.With reference to the above definition of the term "transition", it should be noted that the doping of the areas concerned does not need to be homogeneously distributed in depth. If desired, a doping gradient can be applied. This can increase in depth, for example.
Figuur 3 toont schematisch een bovenaanzicht in doorsnede van een eenheid 10 welke een aantal k in serie geschakelde dunne-film-zonnecellen 1 00 3 7 0 5.Figure 3 schematically shows a cross-sectional plan view of a unit 10 comprising a number of k series-connected thin-film solar cells.
7 1 volgens figuur 1 en 2 omvat. De p-gedoteerde gebieden zijn aangeduid met pj, terwijl de n-gedoteerde gebieden in de eenheid zijn aangeduid met nJt waarbij j = 1, .... k. De dunne-film-zonnecellen 1 t/m k zijn in serie geschakeld door steeds het n-gedoteerde gebied nj van de voorlig- 5 gende dunne-film-zonnecel j elektrisch te verbinden met het p-gedoteerde gebied pJ+1 van de naburige dunne-film-zonnecel j+1. Ter illustratie is in figuur 3 een dergelijke elektrische verbinding tussen gebied n1 van de eerste zonnecel uit eenheid 10 en gebied p2 van de tweede zonnecel uit eenheid 10 aangeduid met verwijzingscijfer 11. Verbinding 11 is een n-p-10 junctie. Als de dotering van de gebieden n2 en p2 voldoende effectief is, dan werkt junctie 11 als een contact met lage weerstand. Een dergelijke n-p-junctie is op het vakgebied bekend en zal derhalve in de context van deze octrooiaanvrage niet verder worden besproken.7 according to FIGS. 1 and 2. The p-doped regions are indicated by pj, while the n-doped regions in the unit are indicated by nJt where j = 1, ... k. The thin-film solar cells 1 to k are connected in series by electrically connecting the n-doped region nj of the underlying thin-film solar cell j to the p-doped region pJ + 1 of the neighboring thin film. film solar cell j + 1. For illustrative purposes, in Figure 3 such an electrical connection between region n1 of the first solar cell from unit 10 and region p2 of the second solar cell from unit 10 is indicated by reference numeral 11. Connection 11 is an n-p-10 junction. If the doping of the regions n2 and p2 is sufficiently effective, junction 11 acts as a low resistance contact. Such an n-β junction is known in the art and will therefore not be further discussed in the context of this patent application.
Door de serieschakeling van de dunne-film-zonnecellen 1 t/m k loopt 15 de resulterende fotostroom Jp van eenheid 10 door p-gedoteerd gebied px en n-gedoteerd gebied nk, zoals aangeduid met behulp van pijlen in figuur 3. Voor de eenvoud wordt in het volgende het gebied tussen px en nk van eenheid 10 aangeduid als i". Eenheid 10 kan in bedrijf een spanning leveren van bij benadering 20 V, hetgeen voldoende is voor normaal 20 gebruik.Through the series connection of the thin-film solar cells 1 to k, the resulting photocurrent Jp of unit 10 passes through p-doped region px and n-doped region nk, as indicated by arrows in Figure 3. For simplicity, in the following, the region between px and nk of unit 10 is denoted as i ". Unit 10 in operation can supply a voltage of approximately 20 V, which is sufficient for normal use.
Figuur 4 toont een gedeeltelijk onderaanzicht van een paneel 12 voorzien van meerdere parallel geschakelde eenheden 10 volgens figuur 3. De parallelschakeling van de verschillende eenheden 10 vindt plaats door alle p-gedoteerde gebieden p1 van de eenheden 10 elektrisch te verbinden 25 met contact 13- Alle n-gedoteerde gebieden nk van alle eenheden 10 zijn elektrisch verbonden met contact 1*1. Bij voorkeur zijn de eenheden 10 binnen paneel 12 alternerend gespiegeld ten opzichte van elkaar gepositioneerd. Verder zijn bij voorkeur op paneel 12 delen van het substraat 2 aangewend om kortsluiting tussen de contacten 13 en 1*+ te voorkomen. 30 De resulterende fotostroom van paneel 12 kan in bedrijf worden afgenomen aan contacten 13 en l*t. Ter vereenvoudiging zijn eventueel aan te brengen beschermlagen ter plaatse van de p-, i- en n-gebieden niet getoond.Figure 4 shows a partial bottom view of a panel 12 provided with several units 10 connected in parallel according to figure 3. The parallel connection of the different units 10 takes place by electrically connecting all p-doped regions p1 of the units 10 to contact 13- All n-doped regions nk of all units 10 are electrically connected to contact 1 * 1. Preferably, the units 10 within panel 12 are positioned alternately mirrored to each other. Furthermore, parts of the substrate 2 are preferably used on panel 12 to prevent short circuits between the contacts 13 and 1 * +. The resulting photocurrent from panel 12 can be taken from contacts 13 and l * t in operation. For simplification, any protective layers to be applied at the p, i and n regions are not shown.
Verder wordt opgemerkt dat de figuren niet op schaal getekend zijn. Ter verduidelijking maar geenszins ter beperking van de uitvinding zijn 35 hierna enkele afmetingen van delen van een dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding gegeven.It is further noted that the figures are not drawn to scale. For the sake of clarification but not in any way limiting the invention, some dimensions of parts of a thin-film solar cell according to the invention are given below.
De vingers 6, 7 hebben bij voorkeur een lengte van 10 tot 100 ym, bij voorkeur ongeveer 20 ym, en een breedte van bij benadering 0,01 tot 1003705.The fingers 6, 7 preferably have a length of 10 to 100 µm, preferably about 20 µm, and a width of approximately 0.01 to 1003705.
8 2 μη. De breedte van het i-gebied ligt bij benadering tussen 0,2 en 10 μη. De dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding heeft bij voorkeur een dikte van 0,02 tot 100 μη.8 2 μη. The width of the i-area is approximately between 0.2 and 10 μη. The thin film solar cell according to the invention preferably has a thickness of 0.02 to 100 μη.
In het volgende wordt als voorbeeld twee werkwijzen besproken voor 5 het vervaardigen van een dunne-filn-zonnecel volgens de uitvinding onder verwijzing naar figuur 1 en 2.In the following, as an example, two methods are discussed for manufacturing a thin-film solar cell according to the invention with reference to Figures 1 and 2.
De eerste werkwijze begint met een eerste stap van het af zetten van een laag intrinsiek nateriaal i op een substraat 2. Alle in het vakgebied bekende naterialen kunnen gebruikt worden voor het intrinsieke materiaal 10 i en het substraat 2. Bij voorkeur is het intrinsieke materiaal kristallijn silicium, polykristallijn silicium, amorf silicium en zijn legeringen, cadmium telluride, cadmium sulfide, koper-indium-diselenide, een legering van de vorm CuI^Ga^SySej.y of een ander geschikt halfgelei-dermateriaal, al dan niet met een gegradeerde bandafstand. Het intrinsie-15 ke materiaal kan optioneel zijn opgebouwd uit een combinatie van de genoemde materialen, waarbij de materialen onderling een verschillende bandafstand kunnen hebben. Bij voorkeur is het substraat van glas, keramisch materiaal of kunststof.The first method begins with a first step of depositing a layer of intrinsic material i on a substrate 2. All materials known in the art can be used for the intrinsic material 10 i and the substrate 2. Preferably the intrinsic material is crystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon and its alloys, cadmium telluride, cadmium sulfide, copper indium diselenide, an alloy of the form CuI ^ Ga ^ SySej.y or other suitable semiconductor material with or without graded bandgap . The intrinsic material can optionally be built up from a combination of the mentioned materials, the materials mutually having a different band distance. The substrate is preferably made of glass, ceramic material or plastic.
In stap 2 wordt de gewenste locatie voor het p-gedoteerde gebied p 20 in de laag intrinsiek materiaal i gedefinieerd. Deze definitie kan op bekende wijze plaatsvinden, zoals met behulp van een geschikt masker en/of lithografische technieken. In stap 3 wordt vervolgens de gewenste hoek α voor de p-i-overgang 3 ten opzichte van het lichtinvangende oppervlak 5 van de dunne-film-zonnecel 1 gedefinieerd. Bij voorkeur ligt 25 α tussen 45 en 135 graden, met meer voorkeur ligt α tussen 80 en 100 graden. De meeste voorkeur heeft een hoek a vein bij benadering 90 graden. In stap 4 wordt vervolgens met behulp van de op zich bekende techniek van ionen-implantatie het p-gedoteerde gebied p aangebracht in de intrinsieke laag i op de positie zoals bepaald in stap 2 en onder de hoek α zoals 30 bepaald in stap 3· Stappen 2 t/m 4 worden vervolgens herhaald voor het n-gedoteerde gebied n, waarbij de gewenste hoek voor de i-n-overgang 4 β is genoemd. Bij voorkeur geldt ^5 < B < 135 graden, met meer voorkeur geldt 80 < B < 100 graden. De meeste voorkeur heeft een hoek β van 90 graden.In step 2, the desired location for the p-doped region p20 in the layer of intrinsic material i is defined. This definition can take place in a known manner, such as using an appropriate mask and / or lithographic techniques. In step 3, the desired angle α for the p-i junction 3 with respect to the light-catching surface 5 of the thin-film solar cell 1 is then defined. Preferably 25 α is between 45 and 135 degrees, more preferably α is between 80 and 100 degrees. Most preferred is an angle a vein of approximately 90 degrees. In step 4 the p-doped region p is then applied in the intrinsic layer i at the position as determined in step 2 and at the angle α as determined in step 3, using the technique of ion implantation known per se. 2 through 4 are then repeated for the n-doped region n, the desired angle for the in-transition being called 4 β. Preferably, ≤ 5 <B <135 degrees, more preferably, 80 <B <100 degrees. Most preferred is an angle β of 90 degrees.
35 Opgemerkt wordt dat ter verkrijging van de p-dotering bij voorkeur borium gebruikt wordt. Voor de n-dotering wordt bij voorkeur fosfor gebruikt. Alle andere, op het vakgebied bekende geschikte stoffen kunnen echter als alternatief worden gebruikt.It is noted that boron is preferably used to obtain the p-doping. Phosphorus is preferably used for the n-doping. However, any other suitable materials known in the art can be used as an alternative.
1003705.1003705.
99
Met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen op betrouwbare en snelle wijze dunne-film-zonnecellen volgens de uitvinding worden vervaardigd. Aangezien de Intrinsieke laag volgens de werkwijze volgens de uitvinding rechtstreeks is afgezet op het substraat, kan deze intrinsieke 5 laag op vele manieren geoptimaliseerd worden. Deze optimalisatie wordt slechts beperkt door de fysische eigenschappen van het substraat.With the method according to the invention, thin-film solar cells according to the invention can be manufactured in a reliable and rapid manner. Since the Intrinsic layer according to the method according to the invention is directly deposited on the substrate, this intrinsic layer can be optimized in many ways. This optimization is limited only by the physical properties of the substrate.
; Hierna volgt een voorbeeld van een dunne-film-zonnecel die is vervaardigd met de bovenbeschreven werkwijze en in de praktijk is getest.; The following is an example of a thin film solar cell manufactured by the above-described method and tested in practice.
10 VOORBEELD10 EXAMPLE
In dit voorbeeld is het substraat een met Si02 bedekte monokristallijne V * plak ("wafer"). Als afzetmethode voor de i-laag is 13.56 MHz PECVD toegepast. De positiebepaling voor de gedoteerde gebieden is uitgevoerd met behulp van fotolithografie. De p-dotering is uitgevoerd met behulp 13 van Borium-ionen-implantatie en de n-dotering is uitgevoerd met behulp van Fosfor-ionen-implantatie, beide met een eerste schatting van de dosis en de energie. Voor de contactering en overbrugging van n-p-interfaces voor de serieschakeling is aluminium gebruikt. Tenslotte is de gehele dunne-film-zonnecel gedurende 1 uur gebakken bij een temperatuur van 20 200*C.In this example, the substrate is a SiO 2 coated monocrystalline V * slice ("wafer"). 13.56 MHz PECVD was used as the deposition method for the i-layer. The position determination for the doped areas was performed using photolithography. The p-doping was performed using Boron ion implantation and the n-doping was performed using Phosphorus ion implantation, both with an initial estimate of dose and energy. Aluminum is used for the contacting and bridging of n-p interfaces for the series connection. Finally, the entire thin-film solar cell is baked for 1 hour at a temperature of 200 ° C.
De dunne-film-zonnecel heeft in dit voorbeeld de volgende afmetingen: dikte i-laag: 400 nm breedte p-, i- en n-gebieden: lym vingerlengte: 40 ym 25 aantal vingers: 100The thin-film solar cell in this example has the following dimensions: thickness i-layer: 400 nm width p, i and n regions: lym finger length: 40 ym 25 number of fingers: 100
Opgemerkt wordt dat de breedte van het i-gebied bij voorkeur groter is dan de breedte van de p- en n-gebieden.It should be noted that the width of the i region is preferably greater than the width of the p and n regions.
Van deze dunne-film-zonnecellen zijn er 30 in serie geschakeld, hetgeen de volgende resultaten opleverde:Of these thin-film solar cells, 30 are connected in series, which yielded the following results:
30 I.c * Ί0 nA30 I.c * Ί0 nA
Voc * 23 V η = 0,12 %Voc * 23 V η = 0.12%
Hieronder wordt verder een alternatieve werkwijze voor het 35 vervaardigen van een dunne-film-zonnecel volgens de uitvinding besproken. Voor de in het kader van de alternatieve werkwijze genoemde materialen geldt hetzelfde als voor de in het kader van de eerstgenoemde werkwijze genoemde materialen.An alternative method for manufacturing a thin film solar cell according to the invention is further discussed below. The same applies to the materials mentioned in the context of the alternative method as to the materials mentioned in the context of the first-mentioned method.
1003705.1003705.
1010
Bij de alternatieve werkwijze wordt in een eerste stap naar keuze een laag p-gedoteerd materiaal of een laag n-gedoteerd materiaal op een substraat 2 afgezet. Ter vereenvoudiging van de beschrijving wordt in het volgende aangenomen dat er een laag p-gedoteerd materiaal wordt afgezet 5 op het substraat. Het zal duidelijk zijn dat in het geval dat er een laag n-gedoteerd materiaal wordt afgezet in de volgende beschrijving overal 'p-gedoteerd' moet worden vervangen door 'η-gedoteerd' en omgekeerd.In the alternative method, in a first step, a layer of p-doped material or a layer of n-doped material is optionally deposited on a substrate 2. To simplify the description, it is assumed below that a layer of p-doped material is deposited on the substrate. It will be understood that in the event that a layer of n-doped material is deposited in the following description, everywhere "p-doped" should be replaced with "η-doped" and vice versa.
In de tweede werkwijzestap wordt vervolgens de positie gedefinieerd waarop het n-gedoteerde materiaal in de afgezette p-gedoteerde materiaal-10 laag moet worden aangebracht. Deze positiebepaling kan op bekende wijze plaatsvinden, zoals met behulp van een geschikt masker en/of lithografische technieken. Vervolgens wordt in een derde stap een deel van het in stap één afgezette p-gedoteerde materiaal op de positie zoals gedefinieerd in stap twee verwijderd. In stap vier wordt het n-gedoteerde 15 materiaal dan afgezet op de dunne-film-zonnecel die is verkregen in stap drie. Vervolgens wordt op de op zich bekende wijze in stap vijf de positie van het intrinsieke gebied i in het p-gedoteerde en n-gedoteerde materiaal gedefinieerd. Stap zes omvat het verwijderen van een deel van het p-gedoteerde materiaal en het n-gedoteerde materiaal op de positie 20 zoals gedefinieerd in stap vijf. Hiervoor kunnen alle op het vakgebied bekende technieken worden aangewend, zoals etsen. Tenslotte wordt er in stap zeven een laag intrinsiek materiaal i op de dunne-film-zonnecel die is verkregen in stap zes afgezet.In the second method step, the position is then defined at which the n-doped material is to be applied in the deposited p-doped material-10 layer. This position determination can take place in known manner, such as with the aid of a suitable mask and / or lithographic techniques. Then, in a third step, part of the p-doped material deposited in step one is removed at the position as defined in step two. In step four, the n-doped material is then deposited on the thin film solar cell obtained in step three. The position of the intrinsic region i in the p-doped and n-doped material is then defined in the manner known per se in step five. Step six involves removing a portion of the p-doped material and the n-doped material at the position 20 as defined in step five. All techniques known in the art can be used for this, such as etching. Finally, in step seven, a layer of intrinsic material i is deposited on the thin film solar cell obtained in step six.
Het grote voordeel van de alternatieve werkwijze is dat deze veel 25 goedkoper is vanwege het gebruik van depositie in plaats van ionenimplantatie. Het zal voor een deskundige op het vakgebied duidelijk zijn dat bij de alternatieve werkwijze de hoeken, die de overgangen tussen het gedoteerde materiaal en het intrinsieke materiaal met het lichtinvangende oppervlak maken, eveneens tussen 45 en 135 graden kunnen worden gekozen, 30 net als bij de eerstgenoemde werkwijze. Dit kan bijvoorbeeld in stappen vijf en zes worden uitgevoerd. Onder de term 'positie' moet in het bovenstaande dus 'locatie en/of hoek' worden begrepen.The great advantage of the alternative method is that it is much cheaper because of the use of deposition instead of ion implantation. It will be apparent to a person skilled in the art that in the alternative method the angles making the transitions between the doped material and the intrinsic material with the light-capturing surface can also be chosen between 45 and 135 degrees, as with the the former method. This can be done in steps five and six, for example. The term 'position' should therefore include 'location and / or angle' in the above.
Het aanbrengen van elektrische contacten op de betreffende resulterende p- en n-gedoteerde gebieden kan met behulp van op zich bekende 35 technieken plaatsvinden. Bij voorkeur worden de contacten aangebracht door metaal op te dampen. Met behulp van maskers en lithografische technieken kan de specifieke metaalzone worden gedefinieerd en gepositioneerd ten opzichte van de gedoteerde gebieden.The application of electrical contacts to the respective resulting p- and n-doped regions can take place using techniques known per se. Preferably, the contacts are made by evaporating metal. The specific metal zone can be defined and positioned relative to the doped areas using masks and lithographic techniques.
1003705.1003705.
1111
De dunne-film-zonnecellen die zijn vervaardigd volgens één van de bovenbeschreven werkwijzen kunnen aaneengeschakeld worden, bijvoorbeeld zoals getoond in figuren 3 en *», teneinde een paneel te vormen. Het paneel kan optioneel voorzien worden van versterkingselementen en kan 5 worden ingeraamd. Bij voorkeur wordt het paneel op bekende wijze behandeld ter voorkoming van corrosie.The thin film solar cells manufactured by any of the above-described methods can be concatenated, for example as shown in Figures 3 and * », to form a panel. The panel can optionally be equipped with reinforcement elements and can be mounted 5. Preferably, the panel is treated in a known manner to prevent corrosion.
De werkwijzen volgens de uitvinding bevinden zich op het gebied van de micro-elektronica-technologie. Dit betekent dat de dunne-film-zonnecel met relatief kleine hoeveelheden materiaal kan worden vervaardigd.The methods of the invention are in the field of microelectronics technology. This means that the thin film solar cell can be manufactured with relatively small amounts of material.
10 De onderhavige uitvinding is uiteraard niet beperkt tot de be schreven en geïllustreerde voorkeursuitvoeringsvorm, maar omvat elke uitvoeringsvorm die consistent is met de voorafgaande beschrijving en de bijgevoegde tekeningen en die valt binnen de reikwijdte van de toegevoegde conclusies.The present invention is of course not limited to the described and illustrated preferred embodiment, but includes any embodiment consistent with the foregoing description and the accompanying drawings and which is within the scope of the appended claims.
15 1003705.15 1003705.
Claims (10)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1003705A NL1003705C2 (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Thin film solar cell. |
EP97934785A EP0958615A1 (en) | 1996-07-30 | 1997-07-30 | Thin-film solar cell |
JP10508300A JPH11514799A (en) | 1996-07-30 | 1997-07-30 | Thin-film photovoltaic device |
AU37867/97A AU3786797A (en) | 1996-07-30 | 1997-07-30 | Thin-film solar cell |
PCT/NL1997/000446 WO1998005077A1 (en) | 1996-07-30 | 1997-07-30 | Thin-film solar cell |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1003705 | 1996-07-30 | ||
NL1003705A NL1003705C2 (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Thin film solar cell. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1003705C2 true NL1003705C2 (en) | 1998-02-05 |
Family
ID=19763293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1003705A NL1003705C2 (en) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Thin film solar cell. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0958615A1 (en) |
JP (1) | JPH11514799A (en) |
AU (1) | AU3786797A (en) |
NL (1) | NL1003705C2 (en) |
WO (1) | WO1998005077A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1519422B1 (en) * | 2003-09-24 | 2018-05-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Photovoltaic cell and its fabrication method |
JP4775906B2 (en) * | 2005-11-29 | 2011-09-21 | 日東電工株式会社 | Photovoltaic device and manufacturing method thereof |
TW201322465A (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-01 | Ind Tech Res Inst | Back-contact heterojunction solar cell |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2986591A (en) * | 1955-10-17 | 1961-05-30 | Ibm | Photovoltaic cell |
US4498092A (en) * | 1980-09-16 | 1985-02-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor photoelectric conversion device |
-
1996
- 1996-07-30 NL NL1003705A patent/NL1003705C2/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-07-30 AU AU37867/97A patent/AU3786797A/en not_active Abandoned
- 1997-07-30 WO PCT/NL1997/000446 patent/WO1998005077A1/en not_active Application Discontinuation
- 1997-07-30 JP JP10508300A patent/JPH11514799A/en active Pending
- 1997-07-30 EP EP97934785A patent/EP0958615A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2986591A (en) * | 1955-10-17 | 1961-05-30 | Ibm | Photovoltaic cell |
US4498092A (en) * | 1980-09-16 | 1985-02-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor photoelectric conversion device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0958615A1 (en) | 1999-11-24 |
JPH11514799A (en) | 1999-12-14 |
AU3786797A (en) | 1998-02-20 |
WO1998005077A1 (en) | 1998-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5150473B2 (en) | Stacked photoelectric conversion device | |
US5282902A (en) | Solar cell provided with a light reflection layer | |
KR101319750B1 (en) | Photovoltaic module and method of manufacturing a photovoltaic module having multiple semiconductor layer stacks | |
KR101867855B1 (en) | Solar cell | |
EP2180526A2 (en) | Photovoltaic device and method for manufacturing the same | |
EP2351097A2 (en) | Photovoltaic device | |
WO1991020097A1 (en) | Tandem photovoltaic solar cell with iii-v diffused junction booster cell | |
JP2008124381A (en) | Solar battery | |
JP2011009733A (en) | Solar cell element, solar cell module, and photovoltaic power generation device | |
KR20130108626A (en) | Photovoltaic modules having a built-in bypass diode and methods for manufacturing photovoltaic modules having a built-in bypass diode | |
WO2010026576A2 (en) | Photoelectric structure and method of manufacturing thereof | |
TWI453932B (en) | Photovoltaic module and method of manufacturing a photovoltaic module having an electrode diffusion layer | |
JP3781600B2 (en) | Solar cell | |
US8329500B2 (en) | Method of manufacturing photovoltaic device | |
NL1003705C2 (en) | Thin film solar cell. | |
US20140083486A1 (en) | Solar cell and method for manufacturing same | |
JP2003046103A (en) | Thin film solar battery and method for installing the same | |
KR20230124737A (en) | solar cell | |
KR101816189B1 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof | |
JPS6213829B2 (en) | ||
Bittkau et al. | Geometrical light trapping in thin c-Si solar cells beyond lambertian limit | |
KR101447052B1 (en) | Solar Cell, Mask for fabricating solar cell electrode and method for fabricating the solar cell | |
US20230121979A1 (en) | Photovoltaic device and method for manufacturing the same | |
KR102060708B1 (en) | Solar cell | |
KR101626164B1 (en) | Solar cell and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20010201 |