NL8301440A - PHOTOVOLTAIC DEVICE. - Google Patents
PHOTOVOLTAIC DEVICE. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8301440A NL8301440A NL8301440A NL8301440A NL8301440A NL 8301440 A NL8301440 A NL 8301440A NL 8301440 A NL8301440 A NL 8301440A NL 8301440 A NL8301440 A NL 8301440A NL 8301440 A NL8301440 A NL 8301440A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- layer
- alloy
- band gap
- reducing
- oxygen
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 115
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 114
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 52
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 41
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 36
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 33
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 29
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 13
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 2
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims 6
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims 2
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 claims 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910001188 F alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N [F].[Si] Chemical compound [F].[Si] VDRSDNINOSAWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002290 germanium Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- -1 silicon hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(ii) oxide Chemical class [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/167—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table further characterised by the doping material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
> -.> -.
tl “ VO 4734tl “VO 4734
Fotovoltaïsche inrichting.Photovoltaic device.
De uitvinding heeft betrekking op een fotovoltaïsche inrichting en op een werkwijze om een dergelijke inrichting te maken waarbij de inrichting bestaat uit lagen van amorfe halfgeleiderlegeringen. Ten minste één van deze amorfe lagen is een brede bandspleet p-type amorf 5 siliciumlegeringslaag met een verbeterde elektrische geleiding. Een voordeel van deze benadering is dat een verhoogde absorptie in de actieve lagen mogelijk is zodat een betere stroomdoorgang wordt verkregen teneinde de kortsluitstromen gemakkelijker tot stand te brengen. Een ander voordeel is dat de betere fotoresponsieve eigenschappen van 10 de gefluorideerde amorfe siliciumlagen beter tot stand kunnen worden gebracht in een fotovoltaïsche inrichting overeenkomstig de uitvinding.The invention relates to a photovoltaic device and to a method of making such a device in which the device consists of layers of amorphous semiconductor alloys. At least one of these amorphous layers is a wide bandgap p-type amorphous silicon alloy layer with improved electrical conductivity. An advantage of this approach is that increased absorption in the active layers is possible so that a better current passage is obtained in order to facilitate the short-circuit currents. Another advantage is that the better photo-responsive properties of the fluorinated amorphous silicon layers can be better achieved in a photovoltaic device according to the invention.
Het doel van de uitvinding is te voorzien in een fotovoltaïsche inrichting met een verbeterde amorfe siliciumlegering met een p-i-n configuratie, hetzij in de vorm van enkele cellen of in een aantal cellen 15 voorzien van een aantal enkele celeenheden.The object of the invention is to provide a photovoltaic device with an improved amorphous silicon alloy with a p-i-n configuration, either in the form of single cells or in a number of cells comprising a number of single cell units.
Silicium is de basis van een enorme kristallijne halfgeleider-industrie en is het nogal dure maar zeer efficiënte materiaal (18%) voor kristallijne zonecellen voor ruimtelijke doeleinden. Voor aardse doeleinden hebben deze kristallijne zonnecellen een heel wat geringere 20 capaciteit in de orde van 12% of minder. Toen de kristallijne half-geleidertechnologie een commerciële status had bereikt, werd het de grondslag van de huidige enorme halfgeleiderindustrie. Dit was het gevolg van de mogelijkheid van de wetenschapper om een storingvrij germanium en in het bijzonder siliciumkristallen te laten aangroeien, 25 en deze vervolgens toe te passen in extrinsieke materialen met daarin p-type en n-type geleidingsgebieden. Dit werd verkregen door in het kristallijne materiaal donor- (n) of acceptor- (p) verontreinigings-materialen te diffunderen, welke materialen geïntroduceerd worden als vervangende verontreinigingen in het in hoofdzaak pure kristallijne 30 materiaal, teneinde hun elektrische geleidbaarheid te laten toenemen en om van dit kristallijne materiaal een n- of een p-geleidingstype materiaal te maken. Het vervaardigen van dergelijke p-n-junctie-kristallen is enorm complex, kost zeer veel tijd en is erg kostbaar.Silicon is the basis of a huge crystalline semiconductor industry and is the rather expensive but highly efficient material (18%) for spatial purpose crystalline zone cells. For terrestrial purposes, these crystalline solar cells have a much lower capacity on the order of 12% or less. When crystalline semiconductor technology reached commercial status, it became the foundation of today's massive semiconductor industry. This was due to the scientist's ability to grow a failure-free germanium, and in particular silicon crystals, and then use it in extrinsic materials containing p-type and n-type conductivity regions. This was accomplished by diffusing into the crystalline material donor (n) or acceptor (p) impurity materials, which materials are introduced as substitute impurities in the substantially pure crystalline material, in order to increase their electrical conductivity and to to make an n- or a p-conductivity type material from this crystalline material. The production of such p-n junction crystals is extremely complex, very time-consuming and very expensive.
8301440 t i -2-8301440 t i -2-
Dergelijke kristallijne materialen ten behoeve van zonecellen en stroombesturingsinrichtingen worden derhalve vervaardigd onder zeer nauwkeurig bestuurde condities door het aan laten groeien van de enkele silicium- of germaniumkristallen, en voor het geval er p-n-5 juncties vereist zijn, deze enkele kristallen te verontreinigen met uiterst kleine en kritische hoeveelheden verontreinigingen.Such crystalline materials for zone cells and flow controllers are therefore manufactured under very precisely controlled conditions by growing the single silicon or germanium crystals, and in case pn-5 junctions are required to contaminate these single crystals with extremely small and critical amounts of contaminants.
Dit kristal-aangroeiproces geeft evenwel relatief kleine kristallen, zodat er vele kristallen nodig zijn om één enkel zonnepaneel te vervaardigen. De energie die nodig is om een dergelijke zonnecel 10 te maken, de begrensde afmetingen van het aangegroeide kristal, alsmede de noodzaak om dergelijk kristallijn materiaal door te snijden hebben tot gevolg dat deze niet op grote schaal zijn toegepast voor het vervaardigen van zonnecellen. Verder heeft een dergelijk kristallijn materiaal een indirecte optische rand met als gevolg een slechte 15 lichtabsorptie in het materiaal. Als gevolg van deze slechte lichtabsorptie, moeten de kristallijne zonecellen ten minste 50 micron dik zijn teneinde het invallende zonlicht te kunnen absorberen. Zelfs indien het enkele kristalmateriaal wordt vervangen door een polykris-tallijn silicium die goedkoper gemaakt kan worden, blijft de indirecte 20 optische rand nog steeds gehandhaafd; met andere woorden de materiaal-dikte wordt niet verminderd· Het polykristallijne materiaal heeft verder een korrelige grens en andere problemen, en geven niets anders dan verstoringen.However, this crystal growth process produces relatively small crystals, so that many crystals are required to manufacture a single solar panel. The energy required to make such a solar cell 10, the limited dimensions of the grown crystal, as well as the need to cut such crystalline material, mean that they have not been widely used in the manufacture of solar cells. Furthermore, such a crystalline material has an indirect optical edge, resulting in poor light absorption in the material. Due to this poor light absorption, the crystalline zone cells must be at least 50 microns thick in order to absorb the incident sunlight. Even if the single crystal material is replaced with a polycrystalline silicon that can be made cheaper, the indirect optical edge is still maintained; in other words, the material thickness is not reduced. · The polycrystalline material further has a granular boundary and other problems, and gives nothing but disturbances.
In het kort komt het erop neer dat kristallijne siliciuminrich-25 tingen vaste parameters hebben die niet te variëren zijn, een grote hoeveelheid materiaal nodig hebben, uitsluitend in kleine gebieden te vervaardigen zijn en bovendien kostbaar en een tijdrovende pro-duktie hebben. Een inrichting gebaseerd op een amorfe siliciumlege-ring kan de nadelen van dit kristallijne materiaal elimineren. Een 30 amorfe siliciumlegering heeft een optische absorptierand met eigenschappen die gelijk zijn aan een rechtstreekse spleethalfgeleider en die slechts een materiaaldikte hebben van één micron of minder teneinde dezelfde hoeveelheid zonlicht te absorberen als het kristallijne materiaal met een dikte van 50 micron. Bovendien kan de amorfe silicium-35 legering aanzienlijk sneller worden gemaakt en gemakkelijker verwerkt tot grote gebieden.Briefly, crystalline silicon devices have fixed parameters that cannot be varied, require a large amount of material, can be produced only in small areas, and are moreover expensive and time-consuming. An amorphous silicon alloy device can eliminate the drawbacks of this crystalline material. An amorphous silicon alloy has an optical absorption edge having properties similar to a direct slit semiconductor and having only a material thickness of one micron or less to absorb the same amount of sunlight as the 50 micron thickness crystalline material. In addition, the amorphous silicon-35 alloy can be made significantly faster and processed into large areas more easily.
8301440 * ' "μ -3-8301440 * '"μ -3-
Er zijn derhalve pogingen ondernomen om een proces te ontwikkelen voor het rechtstreeks neerslaan van amorfe halfgeleiderlegeringen of films/ die elk indien gewenst grote gebieden kunnen omvatten, die uitsluitend beperkt worden door de afmetingen van de neerslagappara-5 tuur, en die rechtstreeks verontreinigd kunnen worden tot p-type en n-type materialen voor het daaruit vervaardigen van p-n-junctie-inrichtingen equivalent aan hun kristallijne tegenpool. Deze pogingen zijn vele jaren lang zeer onproduktief gebleken. Amorfe silicium- of germanium- (groep IV) films zijn normaliter viervoudig gecoördineerd 10 en bezitten microleegten en slingerende grenzen en andere verstoringen die een hoge dichtheid van gelocaliseerde toestanden in de energie-spleet daarvan opwekken. De aanwezigheid van een hoge dichtheid of gelocaliseerde toestand in de energiespleet van amorfe siliciumhalf-geleiderfiIms hebben een geringe fotogeleidbaarheid en een korte levens-15 duur tot gevolg, en maken dergelijke films ongeschikt voor fotorespon-sieve toepassingen. Verder kunnen dergelijke films niet succesvol worden verontreinigd of op een andere wijze worden gemodificeerd om het Fermi-niveau te verschuiven tot de geleidings- of valentiebanden, en maken deze derhalve ongeschikt voor p-n-juncties voor zonecellen 20 en voor stroombesturingsinrichtingen.Therefore, attempts have been made to develop a process for directly depositing amorphous semiconductor alloys or films / each of which may include large areas, if desired, which are limited only by the size of the deposition equipment, and which may be directly contaminated to p-type and n-type materials for making pn junction devices equivalent to their crystalline counterpart therefrom. These attempts have proved very unproductive for many years. Amorphous silicon or germanium (Group IV) films are normally quadruple coordinated and have micro gaps and winding boundaries and other disturbances that generate a high density of localized states in their energy gap. The presence of a high density or localized state in the energy gap of amorphous silicon semiconductor films results in low photoconductivity and short life, making such films unsuitable for photoresponsive applications. Furthermore, such films cannot be successfully contaminated or otherwise modified to shift the Fermi level to the conduction or valence bands, and thus render them unsuitable for p-n junctions for zone cells and for flow controllers.
In een poging de hierboven aangegeven problemen met amorf silicium (origineel gedacht als zijnde elementair) te miniseren, hebben W.E. Spear en P.G. Le Comber van Carnegie Laboratory of Physics, Universiteit van Dundee in Schotland belangrijk werk verricht en dit 25 neergelegd in een artikel "Substitutional Doping of Amorphous Silicon", gepubliceerd in Solid State Communications, 1975, Vol. 17, blz.In an effort to minimize the problems identified above with amorphous silicon (originally thought to be elemental), W.E. Spear and P.G. Le Comber of Carnegie Laboratory of Physics, University of Dundee in Scotland does important work and explains this in an article "Substitutional Doping of Amorphous Silicon" published in Solid State Communications, 1975, Vol. 17, p.
1193-1196. Het onderzoek was gericht op het verminderen van gelocaliseerde toestanden in de energiespleet in amorf silicium teneinde deze meer geschikt te maken voor een intrinsiek kristallijn silicium en van 30 vervangende verontreiniging van het amorfe materiaal met geschikte klassieke verontreinigingen die ook worden toegepast in kristallijn materiaal, teneinde deze extrinsiek te maken en van p- of n-geleidings-type.1193-1196. The research aimed to reduce localized states in the energy gap in amorphous silicon in order to make them more suitable for an intrinsic crystalline silicon and replacement contamination of the amorphous material with suitable classical impurities which are also used in crystalline material, in order to extrinsic and of p- or n-conduction type.
De vermindering van de gelocaliseerde toestanden werd verkregen 35 met behulp van een glimlichtneerslag van amorfe siliciumfiins waarbij een silaangas (SiH^) werd geleid over een reactiebuis waarbij het gas 8301440 fc * -4- werd ontleed door een hoogfrequente glimlichtontlading en neergeslagen op een substraat bij een substraattemperatuur van ongeveer 500-600°K (227-327°C). Het aldus op het substraat neergeslagen materiaal was een intrinsiek amorf materiaal bestaande uit silicium en waterstof.The reduction of the localized states was obtained using a glow light deposition of amorphous silicon fines in which a silane gas (SiH 2) was passed through a reaction tube in which the gas 8301440 fc * -4- was decomposed by a high frequency glow discharge and deposited on a substrate at a substrate temperature of about 500-600 ° K (227-327 ° C). The material thus deposited on the substrate was an intrinsic amorphous material consisting of silicon and hydrogen.
5 Om een verontreinigd amorf materiaal te verkrijgen wordt voor een n-type geleiding een fosfinegas (PH^) en wordt voor de p-type geleiding een diboraangas (B^Hg) gemengd met het silaangas en geleid door de glimlichtontladingsreactiebuis onder dezelfde werkingscondities.To obtain a contaminated amorphous material, for an n-type conduction, a phosphine gas (PH ^) and for the p-type conduction, a diborane gas (B ^ Hg) is mixed with the silane gas and passed through the glow discharge reaction tube under the same operating conditions.
De gasachtige concentratie van de toegepaste verontreinigingen was „6 —2 10 tussen ongeveer 5 x 10 en 10 delen per volume. Het aldus neergeslagen materiaal was extrinsiek en van het n- of p-geleidingstype.The gaseous concentration of the impurities used was 6-10 between about 5 x 10 and 10 parts by volume. The material thus precipitated was extrinsic and of the n or p conductivity type.
Was het toen nog niet bekend bij de onderzoekers, thans is het wel bekend bij andere onderzoekers dat de waterstof in het silaan bij een optimale temperatuur zich verbindt met de vele slingerende gren-15 zen van het silicium tijdens de glimlichtontladingsneerslag, teneinde de dichtheid van de gelocaliseerde toestanden in de energiespleet te verminderen voor het verkrijgen van elektronische eigenschappen van het amorfe materiaal die zeer dicht gelegen zijn bij de corresponderende eigenschappen van het kristallijne materiaal.Although it was not known to the researchers at the time, it is now known to other researchers that the hydrogen in the silane combines at an optimum temperature with the many winding boundaries of the silicon during the glow discharge precipitation, in order to increase the density of the reduce localized states in the energy gap to obtain electronic properties of the amorphous material that are very close to the corresponding properties of the crystalline material.
20 Het toevoegen van waterstof in de hierboven aangegeven methode heeft evenwel beperkingen gebaseerd op de vaste verhouding van waterstof tot silicium in silaan, en verschillende Si:H-verbindingen die nieuwe anti-bindingstoestanden introduceren. Er zijn derhalve elementaire beperkingen in het verminderen van de dichtheid van de geloca-25 liseerde toestanden in deze materialen.However, adding hydrogen in the above method has limitations based on the fixed ratio of hydrogen to silicon in silane, and various Si: H compounds that introduce new anti-bonding states. Therefore, there are basic limitations in reducing the density of the localized states in these materials.
Een aanzienlijk verbeterde amorfe siliciumlegering met verminderde concentratie van gelocaliseerde toestanden in de energiespleet en met zeer goede elektronische eigenschappen zijn nader aangegeven in de Amerikaanse octrooischriften 4.226.898 en 4.217.374. Volgens 30 deze octrooischriften wordt fluor geïntroduceerd in de amorfe siliciumhalfgeleiderlegering voor het in hoge mate verminderen van de dichtheid van gelocaliseerde toestanden daarin. Geactiveerd fluor gaat meteen de verbinding aan met het silicium in het amorfe lichaam teneinde de dichtheid van de gelocaliseerde verstoringstoestanden te 35 verminderen, als gevolg van de kleine afmeting en de snelle reactie van de chemische binding vaii de fluor—atomen verkrijgt men een meer 8301440 « 3 -5- storingvrije amorfe siliciumlegering. De fluorverbinding met het silicium vormt een ionisch stabiele verbinding met flexibele hech-tingshoeken, en heeft een meer stabiele toestand tot gevolg en een meer efficiënte compensatie of afwisseling dan verkregen wordt door 5 waterstof en andere compenserende of afwisselende' reagens. Het fluor reageert beter met het silicium en waterstof, waarbij de waterstof in een meer gewenste wijze wordt toegepast, aangezien waterstof verschillende verbindingsmogelijkheden heeft. Zonder de aanwezigheid van fluor, kan de waterstof niet op de gewenste wijze in verbinding 10 gaan met het materiaal, en veroorzaakt een extra storingsstatus in de bandspleet als ook in het materiaal zelf. Derhalve wordt fluor geacht een betere compensatie of afwisselend element te zijn dan stikstof wanneer deze alleen of met waterstof wordt toegepast vanwege zijn hoge reactie in een chemische verbinding en een hoge elektro-15 negativiteit.A significantly improved amorphous silicon alloy with reduced concentration of localized states in the energy gap and with very good electronic properties are further disclosed in U.S. Patents 4,226,898 and 4,217,374. According to these patents, fluorine is introduced into the amorphous silicon semiconductor alloy to greatly reduce the density of localized states therein. Activated fluorine immediately bonds with the silicon in the amorphous body in order to reduce the density of the localized disturbance states, due to the small size and the rapid reaction of the chemical bonding the fluorine atoms, a more 8301440 is obtained. 3 -5- interference-free amorphous silicon alloy. The fluorine compound with the silicon forms an ionically stable compound with flexible bonding angles, resulting in a more stable state and a more efficient compensation or alternation than that obtained by hydrogen and other compensating or alternating reagents. The fluorine reacts better with the silicon and hydrogen, using the hydrogen in a more desirable manner, since hydrogen has several bonding options. Without the presence of fluorine, the hydrogen cannot bond with the material in the desired manner, causing additional failure status in the band gap as well as in the material itself. Therefore, fluorine is considered to be a better compensation or alternating element than nitrogen when used alone or with hydrogen because of its high reaction in a chemical compound and high electro-negativity.
Bijvoorbeeld kan een compensatie worden verkregen met fluor alleen of in combinatie met waterstof en wel in zeer kleine hoeveelheden (bijvoorbeeld fracties van één atoomprocent). Evenwel is het zeer gewenst dat de hoeveelheid fluor en waterstof veel groter zijn * 2Q dan de genoemde kleine percentages teneinde de silicium-waterstof- fluorlegering te formeren. De hoeveelheid fluor en waterstof kan bijvoorbeeld in de orde van grootte van 1-5% of groter zijn. Aangenomen wordt dat de aldus gevormde legering minder verstoringstoestanden heeft in de energiespleet dan verkregen zou worden bij een zuivere 25 neutralisatie van de slingerende aanhechtingen en gelijksoortige verstoringstoestanden. Een dergelijke grotere hoeveelheid fluor wordt geacht in hoofdzaak deel uit te maken van een nieuwe configuratie van een amorf silicium-bevattend materiaal en vereenvoudigt de toevoeging van andere legeringsmaterialen, zoals germanium. Fluor als ook de 3Q andere eerdergenoemde elementen worden geacht een organisator te zijn van de locale structuur van de silicium-bevattende legering via inductieve en ionische effecten. Aangenomen wordt dat fluor eveneens de binding van waterstof op een nuttige wijze beïnvloedt teneinde de dichtheid van de storingstoestanden, veroorzaakt door de waterstof 35 te doen verminderen en tevens werkzaam is als een reducerend element voor het verdichten van de toestanden.For example, compensation can be obtained with fluorine alone or in combination with hydrogen in very small amounts (e.g. fractions of one atomic percent). However, it is highly desirable that the amount of fluorine and hydrogen be much greater than 2% than the aforementioned small percentages in order to form the silicon hydrogen fluorine alloy. For example, the amount of fluorine and hydrogen can be on the order of 1-5% or greater. It is believed that the alloy thus formed has less disturbance states in the energy gap than would be obtained with a pure neutralization of the wobbly attachments and similar disturbance states. Such a larger amount of fluorine is believed to be substantially part of a new configuration of an amorphous silicon-containing material and simplifies the addition of other alloy materials, such as germanium. Fluorine as well as the 3Q other aforementioned elements are believed to be organizers of the local structure of the silicon-containing alloy via inductive and ionic effects. Fluorine is also believed to usefully influence the bonding of hydrogen to reduce the density of the disturbance states caused by the hydrogen and also act as a reducing element for densifying the states.
8301440 * » -6-8301440 * »-6-
De ionische rol die de fluor speelt in een dergelijke legering wordt geacht een belangrijke factor te sijn in termen van betrekkingen met de naaste buurman.The ionic role the fluorine plays in such an alloy is believed to be an important factor in terms of relations with its nearest neighbor.
Een emorfe siliciumlegering waarin fluor aanwezig is geeft 5 aanzienlijk betere eigenschappen voor fotovoltaïsche toepassingen in vergelijk met de amorfe siliciumlegeringen waar alleen waterstof aanwezig is als een element voor het verminderen van de dichtheid van de toestanden. Om volledig voordeel te trekken van de amorfe siliciumlegeringen waarin fluor aanwezig is voor het verkrijgen van gebieden 10 voor fotovoltaïsche inrichtingen, is het noodzakelijk dat het grootste deel van de fotonabsorptie daarin plaatsvindt voor het op een efficiënte wijze opwekken van paren elektron-gaten. Het voorgaande wordt in het bijzonder van belang tijdens de fabricage van fotovol-taïsche inrichtingen van de p-i-n-configuratie. In een dergelijke 15 inrichting moet de neerslag van p- en n-type verontreinigde lagen aanwezig zijn alvorens of nadat een intrinsieke laag is neergeslagen.An emorphous silicon alloy in which fluorine is present gives significantly better properties for photovoltaic applications compared to the amorphous silicon alloys where only hydrogen is present as an element for reducing the density of the states. To take full advantage of the amorphous silicon alloys in which fluorine is present to obtain photovoltaic device regions 10, it is necessary that most of the photon absorption therein take place to efficiently generate pairs of electron-holes. The foregoing becomes of particular importance during the manufacture of photovoltaic devices of the p-i-n configuration. In such a device, the deposit of p- and n-type contaminated layers must be present before or after an intrinsic layer has deposited.
Deze verontreinigde lagen aangebracht aan tegenovergelegen zijden van de actieve intrinsieke laag, waarin de paren elektron-gaten worden opgewekt, geven een potentiaalgradiënt over de inrichting voor het 20 vergemakkelijken van de scheiding van de elektronen en gaten en eveneens voor het tot stand brengen van contactlagen voor het vergemakkelijken van het verzamelen van de elektronen en gaten als een elektrische stroom.These contaminated layers disposed on opposite sides of the active intrinsic layer, in which the electron hole pairs are generated, provide a potential gradient across the device for facilitating the separation of the electrons and holes and also for establishing contact layers for facilitating the collection of the electrons and holes as an electric current.
Voor een der gelijke constructie is het van belang dat de p-25 en n-type lagen in hoge mate geleidend zijn en, ten minste in het geval van de p-type laag, een brede bandspleet hebben teneinde de fotonabsorptie van de p-type laag te verminderen en derhalve een toenemende absorptie tot stand te brengen in de actieve intrinsieke laag.For such construction, it is important that the p-25 and n-type layers are highly conductive and, at least in the case of the p-type layer, have a wide band gap in order to enhance the p-type photon absorption layer and thus effecting increasing absorption in the active intrinsic layer.
Een p-type laag met een brede bandspleet is derhalve uiterst voordelig 30 wanneer deze de bovenlaag vormt van de inrichting waardoor de zonne-energie het eerst door gaat, of als bodemlaag van de inrichting in samenhang met een terugkaatslaag. De terugreflecterende lagen dienen voor het reflecteren van het niet-gebruikte licht naar het intrinsieke gebied van de inrichting teneinde de zonne-energie verder ten 35 nutte te maken voor het opwekken van extra paren elektron-gaten.A p-type layer with a wide band gap is therefore extremely advantageous when it forms the top layer of the device through which the solar energy passes through first, or as the bottom layer of the device in connection with a reflection layer. The back reflecting layers serve to reflect the unused light to the intrinsic region of the device to further utilize the solar energy to generate additional pairs of electron holes.
8301440 * « .8301440 * «.
-7--7-
Een p-type laag met een brede bandspleet maakt het mogelijk dat een groter gedeelte van het gereflecteerde licht doorgelaten wordt naar de actieve intrinsieke laag dan een p-type laag die geen brede bandspleet bezit.A p-type layer with a wide bandgap allows a greater portion of the reflected light to be transmitted to the active intrinsic layer than a p-type layer that does not have a wide bandgap.
5 Een bezwaar hierbij is dat wanneer de bandspleet van de p-type amorfe siliciumlegeringen toeneemt, de geleidbaarheid af neemt. Om enig nut te hebben in een fotovoltalsche inrichting moet de bandspleet van een p-type amorfe siliciumlegering 1,9eV of groter zijn. Conventionele p-type brede bandspleet amorfe siliciumlegeringen waarin 10 silicium, waterstof, boor en koolstof in een hoge mate verontreini- -7 -1 ging aanwezig zijn hebben geleidbaarheden van ongeveer 10 (Ω -cm)A drawback here is that as the band gap of the p-type amorphous silicon alloys increases, the conductivity decreases. To be of any use in a photovoltaic device, the p-type amorphous silicon alloy bandgap must be 1.9eV or greater. Conventional p-type wide bandgap amorphous silicon alloys in which 10 silicon, hydrogen, boron and carbon are highly contaminated -7 -1 have conductivities of about 10 (Ω -cm)
Met de toegenomen concentratie van koolstof teneinde de bandspleten te verbeteren neemt de resulterende geleidbaarheid af.With the increased concentration of carbon to improve the belt gaps, the resulting conductivity decreases.
De uitvinder heeft een nieuwe en verbeterde brede bandspleet 15 p-type amorfe siliciumlegering uitgevonden met een geleidbaarheid die aanzienlijk, groter is dan de tot nu toe bekende brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering. De legeringen overeenkomstig de uitvinding kunnen worden benut in een fotovoltalsche cel met een enkele cel van de p-i-n-configuratie, als ook in een meervoudige celconstruc- -20 tie met een aantal enkele celeenheden.The inventor has invented a new and improved wide bandgap p-type amorphous silicon alloy with a conductivity significantly greater than the hitherto known wide bandgap p-type amorphous silicon alloy. The alloys of the invention can be utilized in a single cell photovoltaic cell of the p-i-n configuration, as well as in a multiple cell construction with a number of single cell units.
De uitvinding voorziet in een verbeterde brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering met een verbeterde geleidbaarheid en is in het bijzonder van toepassing in fotoresponsieve inrichtingen.The invention provides an improved wide bandgap p-type amorphous silicon alloy with improved conductivity and is particularly applicable in photoresponsive devices.
De legeringen van de uitvinding kunnen met behulp van glimlicht-25 ontladingen worden neergeslagen. Overeenkomstig de uitvinding omvatten de legeringen zuurstof als een element voor het laten toenemen van een bandspleet. In de legeringen kunnen ook andere elementen voor het laten toenemen van de bandspleet worden toegepast bijvoorbeeld een koolstofelement dat met kleine hoeveelheden wordt aarigebracht.The alloys of the invention can be deposited with the aid of glow-light discharges. In accordance with the invention, the alloys include oxygen as an element for increasing a band gap. Other elements for increasing the band gap can also be used in the alloys, for example a carbon element which is introduced in small amounts.
30 De amorfe siliciumlegering kan eveneens ten minste één element bevatten voor het verminderen van de toestandsdichtheden, bijvoorbeeld fluor en/of waterstof. Ook kunnen tijdens de neerslag de compenserende of afwisselende elementen en andere elementen worden toegepast.The amorphous silicon alloy can also contain at least one element for reducing the state densities, for example fluorine and / or hydrogen. The compensating or alternating elements and other elements can also be used during the precipitation.
35 De brede bandspleet van het p-type amorfe siliciumlegering volgens de uitvinding kan verder voorzien zijn van een p-type ver- 8301440 -8- ontreiniging, bijvoorbeeld boor. Het boor kan aan de legering worden toegevoerd in de vorm van diboraan (B0H.) of tijdens de glimlicht-ontladingsneerslag.The broad bandgap of the p-type amorphous silicon alloy according to the invention may further comprise a p-type impurity, for example boron. The drill can be fed to the alloy in the form of diborane (B0H.) Or during the glow discharge deposition.
Ook kan aan de legering zuurstof worden toegevoerd als element 5 voor het laten toenemen van de bandspleet, en wel in concentraties van 1 tot 30% waarbij dan een bandspleetbreedte verkregen kan worden van lf7eV tot groter dan 2,0eV. Bij een bepaalde bandspleet, geeft de legering volgens de uitvinding een geleidbaarheid die aanzienlijk groter is dan de bekende amorfe siliciumlegering van het p-type in 10 welke legering uitsluitend koolstof is toegevoerd als element voor het laten toenemen van de bandspleet.Oxygen can also be supplied to the alloy as element 5 for increasing the band gap, in concentrations of 1 to 30%, whereby a band gap width of 1f7eV to greater than 2.0eV can then be obtained. At a given bandgap, the alloy of the invention provides a conductivity significantly greater than the known p-type amorphous silicon alloy in which alloy is supplied with carbon only as an element for increasing the bandgap.
De brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering volgens de uitvinding is in het bijzonder van nut in een fo tore spons ieve inrichting en in het bijzonder in een p-i-n-fotovoltaische inrichting met 15 een actief gebied waarin foto-opgewekte paren elektron-gaten worden verkregen. Daar de legering een brede bandspleet geven, worden relatief weinig fotonen daarin opgewekt zodat een groter aantal fotonen in het actieve gebied worden geabsorbeerd. De voordelen van de amorfe sili-cium-fluorlegering voor de actieve gebieden kunnen derhalve worden 20 gerealiseerd. Daar de legeringen van de uitvinding een hoge geleidbaarheid hebben kunnen de foto-opgewekte elektronen en gaten een betere stroomgeleiding geven. Verder kan de fotovoltaische inrichting waarin de verbeterde legering volgens de uitvinding is aangebracht een betere terugkaatsing geven van het niet-gebruikte licht naar de 25 intrinsieke laag teneinde extra paren elektron-gaten op te wekken.The wide bandgap p-type amorphous silicon alloy of the invention is particularly useful in a photo-sponge device and in particular in a p-i-n photovoltaic device having an active region in which photo-generated pairs of electron holes are obtained. Since the alloy gives a wide band gap, relatively few photons are generated therein so that a larger number of photons are absorbed in the active region. The advantages of the amorphous silicon fluorine alloy for the active regions can therefore be realized. Since the alloys of the invention have high conductivity, the photo-generated electrons and holes can provide better current conductivity. Furthermore, the photovoltaic device incorporating the improved alloy according to the invention can provide a better reflection of the unused light to the intrinsic layer in order to generate additional pairs of electron holes.
De kortsluitstroom in de inrichting waarin de volgens de uitvinding verbeterde legering is aangebracht kan verder vergroot worden door de bandspleet van de actieve amorfe siliciumlegering te regelen. Voor het instellen van de bandbreedte of -de mate van de band-30 breedte van het gehele intrinsieke lichaam kunnen aan de actieve of intrinsieke legering bandspleetinstelelementen worden toegevoegd. Tijdens de neerslag kan bijvoorbeeld bandspleetafneemelementen bijvoorbeeld germanium, tin of lood aan het intrinsieke legeringslichaam worden toegevoegd.The short-circuit current in the device in which the alloy improved according to the invention is applied can be further increased by controlling the band gap of the active amorphous silicon alloy. To adjust the bandwidth or the extent of the bandwidth of the entire intrinsic body, band gap adjusting elements can be added to the active or intrinsic alloy. During the deposition, for example, band gap removal elements, for example, germanium, tin or lead can be added to the intrinsic alloy body.
8301440 -9-8301440 -9-
De inrichting en' werkwijze volgens de uitvinding kan eveneens worden toegepast bij het vervaardigen van meervoudige celinrichtingen/ bijvoorbeeld als tandemcellen. De bandspleten van de intrinsieke lagen kunnen worden ingesteld zodat de stroomopwekkingscapaciteit van elke 5 cel gemaximaliseerd kan worden bij een verschillend gedeelte van het zonlicht spectrum.The device and method according to the invention can also be used in the manufacture of multiple cell devices / for example as tandem cells. The band gaps of the intrinsic layers can be adjusted so that the power generating capacity of each 5 cell can be maximized at a different portion of the sunlight spectrum.
Een eerste doel van de uitvinding is te voorzien in een werkwijze voor het vervaardigen van een verbeterde brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering. De werkwijze omvat het op een sub-10 straat neerslaan van een materiaal waarin ten minste silicium aanwezig is, en waarbij in het materiaal ten minste één element aanwezig is voor het verminderen van de dichtheid van de toestanden en een p-type verontreiniging, en waarbij verder een bandspleet-toenemend element in het materiaal wordt geïntroduceerd, waarbij dit element 15 een zuurstof is, met een hoeveelheid van 1 tot 30%.A first object of the invention is to provide a method of manufacturing an improved wide bandgap p-type amorphous silicon alloy. The method comprises depositing on a substrate a material in which at least silicon is present, and in which the material contains at least one element for reducing the density of the states and a p-type contamination, and wherein further, a band gap increasing element is introduced into the material, said element 15 being an oxygen in an amount of 1 to 30%.
Een tweede doel van de uitvinding is te voorzien in een verbeterde brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering. Deze legering omvat silicium, ten minste één element voor het reduceren van de toe-standsdichtheid, een p-type verontreiniging en ten minste één element 20 voor het toenemen van de bandspleet. Dit laatste element is zuurstof en wordt aan de legering toegevoerd in een hoeveelheid van 1 tot 30%.A second object of the invention is to provide an improved wide bandgap p-type amorphous silicon alloy. This alloy includes silicon, at least one element for reducing the state density, a p-type impurity and at least one element 20 for increasing the band gap. The latter element is oxygen and is supplied to the alloy in an amount of 1 to 30%.
Een derde doel van de uitvinding is te voorzien in een foto-responsieve inrichting van het type waarin een aantal lagen op elkaar zijn aangebracht van verschillende materialen waaronder een amorf 25 halfgeleiderlegeringslichaam voor het vormen van een intrinsieke actieve fotoresponsieve laag waarop stralen kunnen invallen teneinde ladingsdragers op te wekken, alsmede een brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegeringslaag die grenst aan de intrinsieke laag en voorzien is van ten minste één element voor het verminderen van de 30 dichtheidstoestanden, een p-type verontreiniging, en ten minste één element voor het laten toenemen van de bandspleet. Dit laatste element is zuurstof die in een hoeveelheid van 1 tot 30% wordt toegevoerd aan de legering.A third object of the invention is to provide a photo-responsive device in which a plurality of layers of various materials are superimposed of various materials including an amorphous semiconductor alloy body to form an intrinsically active photoresponsive layer upon which beams can incident to charge carriers on as well as a wide bandgap p-type amorphous silicon alloy layer adjacent to the intrinsic layer and having at least one element for reducing the density states, a p-type impurity, and at least one element for increasing the band gap. The latter element is oxygen which is supplied to the alloy in an amount of 1 to 30%.
Een vierde doel van de uitvinding is te voorzien in een meer-35 voudige celfotovoltaïsche inrichting bestaande uit een aantal lagen van één op een substraat aangebrachte amorfe halfgeleiderlegering.A fourth object of the invention is to provide a multi-layer cell photovoltaic device consisting of a plurality of layers of one amorphous semiconductor alloy applied to a substrate.
8301440 -10-8301 440 -10-
De inrichting omvat een aantal enkele celeenheden die in serie geschakeld zijn, waarbij elke celeenheid voorzien is van een eerste verontreiniging in een amorfe halfgeleiderlegeringslaag, van een lichaam van intrinsiek amorf halfgeleiderlegering, neergeslagen op de 5 eerste verontreinigde laag, alsmede een verdere verontreinigde amorfe halfgeleiderlegeringslaag neergeslagen op het intrinsieke lichaam en van een tegengestelde geleidbaarheid met betrekking tot de eerste verontreinigde amorfe halfgeleiderlegeringslaag, en waarbij ten minste één van de verontreinigde amorfe halfgeleiderlegeringslagen van ten 10 minste één van de enkele celeenheden voorzien zijn van een brede band p-type amorfe siliciumlegering, voorzien van ten minste één element voor het verminderen van de dichtheidstoestanden, van een p-type verontreiniging, en van ten minste één element voor het laten toenemen van de bandspleet. Het element voor het laten toenemen van de band-15 spleet is zuurstof en wordt aan de legering toegevoerd in een hoeveelheid van 1 tot 30%.The device comprises a number of single cell units connected in series, each cell unit including a first impurity in an amorphous semiconductor alloy layer, an intrinsically amorphous semiconductor alloy body deposited on the first contaminated layer, and a further contaminated amorphous semiconductor alloy layer deposited on the intrinsic body and of an opposite conductivity with respect to the first contaminated amorphous semiconductor alloy layer, and wherein at least one of the contaminated amorphous semiconductor alloy layers of at least one of the single cell units is provided with a broad band p-type amorphous silicon alloy, provided of at least one element for reducing the density states, of a p-type impurity, and of at least one element for increasing the band gap. The element for increasing the band-15 gap is oxygen and is supplied to the alloy in an amount of 1 to 30%.
De uitvinding zal onderstaand aan de hand van een uitvoerings-voorbeeld en onder verwijzing naar de tekening nader worden uiteengezet. Hierin toont: 20 fig. 1 een schematisch aanzicht van een glimlichtontladings- neerslagsysteem voor het maken van een fotovoltaïsche inrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een dwarsdoorsnede van een gedeelte van het systeem van fig. 1 volgens de lijnen H-II; 25 fig. 3 een grafiek die de geleidbaarheid aangeeft versus de bandspleet voor een conventionele brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering en voor een brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering gemaakt overeenkomstig de uitvinding; fig. 4 een dwarsdoorsnede van een p-i-n-fotovoltaïsche inrich-30 ting volgens de uitvinding; fig. 5 een dwarsdoorsnede van een andere p-i-n-fotovoltaïsche inrichting volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding; fig. 6 een dwarsdoorsnede van een meervoudige zonnecel voorzien van een aantal p-i-n-fotovoltaïsche celeenheden opgesteld in een 35 tandemconfiguratie overeenkomstig de uitvinding.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment and with reference to the drawing. Herein: Fig. 1 shows a schematic view of a glow discharge precipitation system for making a photovoltaic device according to the invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion of the system of FIG. 1 taken on lines H-II; FIG. 3 is a graph showing the conductivity versus the band gap for a conventional wide band gap p-type amorphous silicon alloy and for a wide band gap p-type amorphous silicon alloy made in accordance with the invention; Fig. 4 is a cross-section of a p-i-n photovoltaic device according to the invention; FIG. 5 is a cross-sectional view of another p-i-n photovoltaic device according to another embodiment of the invention; Fig. 6 is a cross section of a multiple solar cell comprising a number of p-i-n photovoltaic cell units arranged in a tandem configuration according to the invention.
8301440 -11-8301440 -11-
In fig. 1 is een glimontladingsneerslagsysteem 10 weergegeven bestaande nit een huis 12, waarin een vacuümkamer 14 alsmede een in-laatkamer 16 en een uitlaatkamer 18 zijn ondergebracht. In de vacuümkamer 14 is via een isolator 22 een kathodesteun 20 aangebracht.In Fig. 1, a glow discharge deposition system 10 is shown comprising a housing 12, which houses a vacuum chamber 14 as well as an inlet chamber 16 and an outlet chamber 18. A cathode support 20 is arranged in the vacuum chamber 14 via an insulator 22.
5 Hond de kathodesteun 20 is een geïsoleerde huls 24 aangebracht.An insulated sleeve 24 is provided on the cathode support 20.
Rond de huls 24 en op afstand daarvan is een donkergekleurd scherm 26 aangebracht. Ondersteund door een houder 32 is aan het binneneinde 30 van de steun 20 een substraat 28 gemonteerd. Oe houder 32 kan aan de steun 20 worden vastgeschroefd of op een andere wijze daaraan beves-10 tigd voor het maken van een elektrisch contact daarmee.A dark-colored screen 26 is arranged around the sleeve 24 and at a distance therefrom. Supported by a holder 32, a substrate 28 is mounted on the inner end 30 of the support 20. The holder 32 can be screwed to or otherwise attached to the support 20 to make electrical contact therewith.
De steun 20 omvat een holte 34 waarin een elektrisch verwarmingselement 36 is aangebracht voor het verwannen van de steun 20 en derhalve het substraat 28. De steun 20 omvat eveneens een temperatuur-sonde 38 voor het meten van de temperatuur van de steun 20. De sonde 15 38 is bestemd voor het regelen van de energietoevoer vein het verwar mingselement 36 teneinde de steun 20 en het substaat28 op een geschikte temperatuur te houden.The bracket 20 includes a cavity 34 in which an electric heating element 36 is provided for heating the bracket 20 and therefore the substrate 28. The bracket 20 also includes a temperature probe 38 for measuring the temperature of the bracket 20. The probe 38 is for controlling the energy supply of the heating element 36 in order to keep the support 20 and the substrate 28 at a suitable temperature.
Het systeem 10 omvat eveneens een elektrode 40 die zich uitstrekt vanaf het huis 12 tot in de vacuümkamer 14 en op afstand staat 20 van de kathodesteun 20. Rond de elektrode 40 is een scherm 42 aangebracht waaraan een substraat 44 is bevestigd. De elektrode 40 omvat een holte 46 waarin een verwarmingselement 48 is aangebracht. De elektrode 40 omvat eveneens een temperatuursonde 50 voor het meten van de temperatuur vari de elektrode 40 en derhalve van het substraat 44.The system 10 also includes an electrode 40 which extends from the housing 12 into the vacuum chamber 14 and is spaced 20 from the cathode support 20. A shield 42 is mounted around the electrode 40 to which a substrate 44 is attached. The electrode 40 comprises a cavity 46 in which a heating element 48 is arranged. The electrode 40 also includes a temperature probe 50 for measuring the temperature of the electrode 40 and therefore of the substrate 44.
25 De sonde 50 regelt de energietoevoer naar het verwarmingselement 48 teneinde de elektrode 40 en het substraat 44 op een gewenste temperatuur te houden, onafhankelijk van de steun 20.The probe 50 controls the energy supply to the heating element 48 in order to maintain the electrode 40 and the substrate 44 at a desired temperature, independent of the support 20.
In de ruimte 52 tussen de substraten 28 en 44 wordt door een geregelde hoogfrequentbron, wisselstroom-of gelijkstroombron een glim-30 ontladingsplasma opgebouwd, waartoe de bron is aangesloten op de kathodesteun 20 die via de ruimte 52 en de elektrode 40 met aarde is gekoppeld. De vacuümkamer 14 wordt met behulp van een vacuümpomp 54 via een deeltjestrap 56 tot de gewenste druk geëvacueerd. Een drukmeter 58 is met dit vacuümsysteem verbonden en is bestemd voor het 35 besturen van de pomp 54 teneinde het systeem 10 op de gewenste druk te houden.In the space 52 between the substrates 28 and 44 a glow-discharge plasma is built up by a controlled high-frequency source, alternating current or direct current source, for which purpose the source is connected to the cathode support 20 which is coupled to earth via the space 52 and the electrode 40. The vacuum chamber 14 is evacuated to the desired pressure by means of a vacuum pump 54 via a particle stage 56. A pressure gauge 58 is connected to this vacuum system and is intended to control the pump 54 to maintain the system 10 at the desired pressure.
8301440 -12-8301440 -12-
Bij voorkeur is de inlaatkamer 16 van het huis 12 voorzien van een aantal leidingen 60 voor het. toevoeren van het materiaal aan het systeem 10 teneinde de materialen daarin te mengen en toe te voeren aan de kamer 14 tot in de plasmaruimte 52 teneinde deze materialen 5 neer te slaan op de substraten 28 en 44. Indien gewenst kan inlaatkamer 16 op een afgelegen plaats worden aangebracht en kunnen de gassen van tevoren worden gemixed alvorens deze worden toegevoerd aan de kamer 14. De gasachtige materialen worden via een filter of een andere zuiveringsinrichting 62 met een door een klep 64 bestuurde 10 snelheid toegevoerd aan de leidingen 60.Preferably, the inlet chamber 16 of the housing 12 is provided with a number of conduits 60 for it. supplying the material to the system 10 to mix the materials therein and feeding the chamber 14 into the plasma space 52 to deposit these materials 5 on the substrates 28 and 44. If desired, inlet chamber 16 may be in a remote location and the gases can be premixed before they are fed to the chamber 14. The gaseous materials are fed to the conduits 60 at a rate 64 controlled by a valve 64 through a filter or other purifier.
Wanneer een materiaal aanvankelijk niet in een gasachtige toestand is maar bijvoorbeeld in een vloeibare of vaste vorm, kan1 deze worden toegevoerd aan een afgesloten container 66. Dit materiaal 68 wordt vervolgens door een verhittingselement 70 verhit om de dampdruk 15 in de container 66 te laten toenemen. Een geschikt gas, bijvoorbeeld argon, wordt via één in het materiaal 68 gedompelde buis 72 toegevoerd, om de dampen van het materiaal 68 op te vangen en deze te transporteren via een filter 62' en een klep 64' naar de leidingen 60 en derhalve naar het systeem 10.When a material is initially not in a gaseous state but, for example, in a liquid or solid form, it can be supplied to a sealed container 66. This material 68 is then heated by a heating element 70 to increase the vapor pressure 15 in the container 66 . A suitable gas, for example argon, is fed through one tube 72 immersed in the material 68 to collect the vapors of the material 68 and transport them through a filter 62 'and a valve 64' to the conduits 60 and thus to the system 10.
20 De inlaatkamer 16 en de uitlaatkamer 18 zijn bij voorkeur voor zien van een afscherminrichting 74 teneinde het plasma in de kamer 14 te begrenzen; en derhalve tussen de substraten 28 en 44.The inlet chamber 16 and the outlet chamber 18 are preferably provided with a shielding device 74 to limit the plasma in the chamber 14; and therefore between the substrates 28 and 44.
De aan de leidingen 60 toegevoerde materialen worden in de / inlaatkamer 16 gemengd en worden vervolgens toegevoerd aan de ruimte 25 52 voor het in stand houden van het plasma en om de gevormde legering neer te slaan op de substraten waarbij de toegepaste materialen kunnen bestaan uit silicium, fluor, zuurstof en andere gewenste elementen, zoals waterstof, en/of verontreinigingen of andere gewenste materialen..The materials fed to the conduits 60 are mixed in the inlet chamber 16 and then fed into the space 52 to maintain the plasma and to deposit the alloy formed on the substrates where the materials used may be silicon , fluorine, oxygen and other desired elements, such as hydrogen, and / or impurities or other desired materials.
Om de intrinsieke amorfe siliciumlegeringen neer te slaan, 30 wordt het systeem 10 eerst vacuümgepompt tot een druk ontstaat die kleiner is dan 20 mtorr. Startmaterialen of reactiegassen zoals sili-ciumtetrafluoride (SiF^) en moleculair waterstof (E^) en/of silaan worden via afzonderlijke leidingen 60 toegevoerd aan de inlaatkamer 16 en worden daar gemengd. Het verkregen gasmengsel wordt toegevoerd 35 aan de vacuümkamer voor het in stand houden van een druk daarin van ongeveer 0,6 torr. In de ruimte 52 tussen de substraten 28 en 44 wordt 8301440 -13- een plasma opgewekt met behulp van een gelijkspanningsbron met een spanning die groter is dan 1000 volt of door een hoogfrequente bron met een vermogen van ongeveer 50 watt en met een frequentie van 13,56 MHz of een andere gewenste frequentie.To precipitate the intrinsic amorphous silicon alloys, the system 10 is first vacuum pumped until a pressure of less than 20 mtorr is produced. Starting materials or reaction gases such as silicon tetrafluoride (SiF 2) and molecular hydrogen (E 2) and / or silane are supplied through separate lines 60 to the inlet chamber 16 and are mixed there. The resulting gas mixture is fed to the vacuum chamber to maintain a pressure therein of about 0.6 torr. In the space 52 between the substrates 28 and 44, a plasma is generated using a DC voltage source with a voltage greater than 1000 volts or by a high-frequency source with a power of approximately 50 watts and a frequency of 13 , 56 MHz or any other desired frequency.
5 Behalve de intrinsieke amorfe siliciumlegeringen neergeslagen op de wijze zoals hierboven is aangegeven, is de inrichting volgens de uitvinding tevens geschikt voor aanbrengen van verontreinigde amorfe siliciumlegeringen met inbegrip van de brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering volgens de uitvinding. Deze verontreinigde f· 10 legeringen kunnen van het p-, p -, n-, of n -type zijn en kunnen verkregen worden door het introduceren van een geschikte verontreiniging in de vacuümkamer tezamen met het intrinsieke aanvangsmateriaal bijvoorbeeld silaan (SiH^) of de siliciumtetrafluoride (SiF^) en/of waterstof en/of silaan.In addition to the intrinsic amorphous silicon alloys deposited in the manner indicated above, the device according to the invention is also suitable for applying contaminated amorphous silicon alloys including the wide bandgap p-type amorphous silicon alloy of the invention. These contaminated f10 alloys can be of the p, p, n, or n type and can be obtained by introducing a suitable impurity into the vacuum chamber along with the intrinsic starting material, for example, silane (SiH 2) or the silicon tetrafluoride (SiF2) and / or hydrogen and / or silane.
15 Voor de n- of p-verontreinigde lagen, kan het materiaal ver ontreinigd zijn met 5 tot 100 ppm materiaaldeeltjes nadat deze is neergeslagen. Voor de n+- of p+-verontreinigde lagen, wordt het materiaal verontreinigd met 100 ppm tot meer dan 1% verontreinigingsmate-riaal nadat het is neergeslagen. De n-verontreinigingen kunnen fosfor, 20 arsenicum, antimoon of bismuth zijn. Bij voorkeur worden de n-ver-ontreinigde lagen neergeslagen door de glimontladingsontleding van ten minste siliciumtetrafluoride (SiF^) en fosfine (PH^). Aan dit mengsel kan eveneens waterstof en/of silaangas (SiH4) worden toegevoerd.For the n- or p-contaminated layers, the material may be contaminated with 5 to 100 ppm material particles after it has been deposited. For the n + or p + contaminated layers, the material is contaminated with 100 ppm to more than 1% contaminant material after it is deposited. The n impurities can be phosphorus, arsenic, antimony or bismuth. Preferably, the n-contaminated layers are precipitated by the glow discharge decomposition of at least silicon tetrafluoride (SiF 2) and phosphine (PH 1). Hydrogen and / or silane gas (SiH4) can also be supplied to this mixture.
25 De p-verontreinigingen kunnen boor, aluminium, gallium, indium, of thallium zijn. Bij voorkeur worden de p-verontreinigde lagen neergeslagen door de glimontladingsontleding van ten minste silaan en diboraan (ΒΛΗ„) of siliciumtetrafluoride en diboraan. Aan de silicium-2 6 tetrafluoride en diboraan kan eveneens waterstof en/of silaan worden 30 toegevoerd.The p impurities can be boron, aluminum, gallium, indium, or thallium. Preferably, the p-contaminated layers are precipitated by the glow discharge decomposition of at least silane and diborane (ΒΛΗΒΛΗ) or silicon tetrafluoride and diborane. Hydrogen and / or silane can also be supplied to the silicon 26 tetrafluoride and diborane.
In aanvulling op het voorgaande, en in overeenstemming met de uitvinding, worden de p-verontreinigde lagen gevormd uit amorfe siliciumlegeringen waarin zuurstof aanwezig is als element voor het laten toenemen van de bandspleet. Aan elk van de hierboven aangegeven 35 gasmengsels wordt derhalve zuurstof verdund met argon aan het gasmengsel toegevoegd. Een brede bandspleet p-type amorfe silicium- 8301440 -14- legering kan bijvoorbeeld gevormd worden door een gasmengsel van 94,6% silaan (SiH.) , 5,2% diboraan (B H_), en 0,2% zuurstof. Dit re-4 z o sulteert in een p-type amorfe siliciumlegering met een bandspleet die groter is dan l,9eV. De 0,2% zuurstof wordt verkregen door de 5 zuurstof te verdunnen met argon. Dit niveau van zuurstof in de gasfase resulteert in een amorfe siliciumlegering met in de filmlaag ongeveer 10% zuurstof.In addition to the foregoing, and in accordance with the invention, the p-contaminated layers are formed from amorphous silicon alloys in which oxygen is present as an element for increasing the band gap. Therefore, oxygen diluted with argon is added to each of the gas mixtures indicated above to the gas mixture. For example, a wide bandgap p-type amorphous silicon-8301440-14 alloy can be formed by a gas mixture of 94.6% silane (SiH.), 5.2% diborane (BH_), and 0.2% oxygen. This re-4s results in a p-type amorphous silicon alloy with a band gap greater than 1.9eV. The 0.2% oxygen is obtained by diluting the oxygen with argon. This level of oxygen in the gas phase results in an amorphous silicon alloy with about 10% oxygen in the film layer.
Verschillende gasmengsels kunnen worden verdund met zuurstof met een hoeveelheid van 0,01% tot 1% van het gasmengsel. Dit bereik 10 resulteert in 1% tot 30% zuurstofconcentratie in de neergeslagen films. Deze zuurstofconcentraties resulteren in bandspleten gelegen tussen de l,7ev tot groter dan 2,0eV.Various gas mixtures can be diluted with oxygen in an amount of 0.01% to 1% of the gas mixture. This range 10 results in 1% to 30% oxygen concentration in the deposited films. These oxygen concentrations result in band gaps between 1.7ev to greater than 2.0eV.
De toename van de geleidbaarheid van de nieuwe en verbeterde legeringen volgens de uitvinding kunnen het best geïllustreerd worden 15 aan de hand van fig. 3. De geleidbaarheid versus bandspleet is uitgezet voor de verbeterde legeringen waarin zuurstof aanwezig is als element voor het laten toenemen van de bandspleet en voor de conventionele bandspleet p-type amorfe siliciumlegering waarin alleen koolstof aanwezig is als element voor het laten toenemen van de band-20 spleet. Opgemerkt dient te worden dat voor een bepaalde bandspleet, de nieuwe legering een geleidbaarheid heeft die in hoofdzaak groter dan de conventionele legering. Eveneens moet worden opgemerkt dat de brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegeringen die zowel zuurstof als koolstof bevatte een aanzienlijk grotere geleidbaarheid geven dan 25 een legering waar alleen knolstof .aanwezig is als element voor het laten toenemen van de bandspleet. In deze filmlagen zijn evenwel uitsluitend kleine hoeveelheden knolstof aanwezig in vergelijking met de hoeveelheid zuurstof, üit het voorgaande blijkt, dat zuurstof niet alleen dienst doet als een element voor het laten toenemen van de 30 bandspleet in de p-type amorfe siliciumlegeringen, maar eveneens in de brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegeringen behalve als bandspleet-toenemend element tevens dienst doet als element voor het geven van een grotere geleidbaarheid dan bij de bekende brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegeringen waarin geen zuurstof aan-35 wezig is.The increase in the conductivity of the new and improved alloys according to the invention can best be illustrated with reference to Fig. 3. The conductivity versus band gap is plotted for the improved alloys in which oxygen is present as an element for increasing the band gap and for the conventional band gap p-type amorphous silicon alloy in which only carbon is present as an element for increasing the band gap. It should be noted that for a given bandgap, the new alloy has a conductivity substantially greater than the conventional alloy. It should also be noted that the wide bandgap p-type amorphous silicon alloys containing both oxygen and carbon give considerably greater conductivity than an alloy where only tuber substance is present as an element for increasing the bandgap. However, in these film layers only small amounts of tuberous material are present in comparison to the amount of oxygen, it has been shown from the foregoing that oxygen serves not only as an element for increasing the band gap in the p-type amorphous silicon alloys, but also in the wide bandgap p-type amorphous silicon alloys, in addition to serving as a bandgap-increasing element, also serves as an element for giving greater conductivity than in the known broadbandgap p-type amorphous silicon alloys in which no oxygen is present.
» 8301440 -15-»8301440 -15-
Afhankelijk van de vorm van het materiaal en het type substraat,, worden de verontreinigde lagen van de inrichtingen bij verschillende temperaturen in het gebied van 200 tot ongeveer 1000°C neergeslagen. Voor een aluminiumsubstraat moet de bovenste temperatuur niet uit-5 komen boven de 600°C en voor roestvrij staal moet dit niet groter zijn dan 1000°C. Voor de intrinsieke en verontreinigde legeringen waarin waterstof aanwezig is, bijvoorbeeld in het geval waarbij als aanvangs-materiaal een silaangas wordt toegepast, moet de temperatuur van het substraat kleiner zijn dan ongeveer 400°C en bij voorkeur tussen de 10 250 en 350°C.Depending on the shape of the material and the type of substrate, the contaminated layers of the devices are deposited at various temperatures in the range from 200 to about 1000 ° C. For an aluminum substrate, the upper temperature should not exceed -550 ° C and for stainless steel it should not exceed 1000 ° C. For the intrinsic and contaminated alloys in which hydrogen is present, for example in the case where a silane gas is used as the starting material, the temperature of the substrate should be less than about 400 ° C and preferably between 250 and 350 ° C.
Ook andere materialen kunnen worden toegevoegd aan de intrin-v sieke en verontreinigde lagen teneinde een optimale stroomopwekking te verkrijgen. Deze materialen zullen thans worden beschreven aan de hand van de in de fign. 4 t/m 6 aangegeven uitvoeringsvormen.Other materials can also be added to the intrinsic and contaminated layers in order to obtain optimum current generation. These materials will now be described with reference to those shown in Figs. 4 to 6 indicated embodiments.
15 In fig. 4 is een dwarsdoorsnede weergegeven van een p-i-n- inrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding. Deze inrichting 110 omvat een substraat 112 gemaakt van glas of een flexibel lichaam gemaakt van roestvrij staal of aluminium. Het substraat 112 heeft een breedte en lengte van bij voorkeur 0,075 mm.Fig. 4 shows a cross section of a p-i-n device according to a first embodiment according to the invention. This device 110 includes a substrate 112 made of glass or a flexible body made of stainless steel or aluminum. The substrate 112 has a width and length of preferably 0.075 mm.
20 Op het substraat 112 is een elektrode 114 neergeslagen voor het vormen van een reflector voor de cel 110. De reflector 114 wordt neergeslagen door een dampneerslag, en is een betrekkelijk snel neerslagproces. De reflectorlaag is bij voorkeur een reflecterend materiaal, bijvoorbeeld zilver, aluminium, of koper. Deze reflecterende laag is 25 vooral van belang bij een zonnecel, om de niet-geabsorbeerde lichtstralen die door de inrichting gaan te reflecteren teneinde op deze wijze meer lichtenergie te absorberen voor het laten toenemen van het rendement van de inrichting.An electrode 114 is deposited on the substrate 112 to form a reflector for the cell 110. The reflector 114 is deposited by a vapor deposition, and is a relatively rapid deposition process. The reflector layer is preferably a reflective material, for example silver, aluminum, or copper. This reflective layer is especially important in a solar cell to reflect the unabsorbed light rays passing through the device in order to absorb more light energy in this way to increase the efficiency of the device.
Het substraat 112 wordt vervolgens geplaatst in een glimont-30 ladingsneerslagomgeving. Op de achterzijde van de reflecterende laag 114 wordt overeenkomstig de uitvinding een eerste verontreinigde brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering 116 neergeslagen. De weer-gegeven laag 116 is van het p -geleidingstype. Het p -gebied is zo dun mogelijk en heeft een dikte van ongeveer 50 tot 500 angström wat 35 voldoende is om het p+-gebied in goed ohm's contact te brengen met de reflector 114. Het p -gebied 116 doet eveneens dienst als een 8301440 -16- potentiaalgradiënt langs de laag om de verzameling van fotogeïnduceer-de paren elektron-gaten als een elektrische stroom te verzamelen. Het f· p -gebied 116 kan verkregen worden door een neerslag van één van de eerdergenoemde gasmengsels.The substrate 112 is then placed in a glow charge deposition environment. According to the invention, a first contaminated wide bandgap p-type amorphous silicon alloy 116 is deposited on the rear side of the reflective layer 114. The layer 116 shown is of the p-conductivity type. The p region is as thin as possible and has a thickness of about 50 to 500 angstroms which is sufficient to bring the p + region into good ohmic contact with the reflector 114. The p region 116 also serves as an 8301440 - 16- potential gradient along the layer to collect the collection of photoinduced the electron hole pairs as an electric current. The fp region 116 can be obtained by depositing one of the aforementioned gas mixtures.
5 Vervolgens wordt op de brede bandspleet p-type laag 116 een intrinsieke amorfe siliciumlegering 118 neergeslagen. Deze legering 118 is relatief dik en wel ongeveer 4500 Angstrom en wordt met behulp van siliciumtetrafluoride en waterstof en/of silaan neergeslagen.Next, an intrinsic amorphous silicon alloy 118 is deposited on the wide band gap p-type layer 116. This alloy 118 is relatively thick, approximately 4500 Angstroms, and is precipitated with the aid of silicon tetrafluoride and hydrogen and / or silane.
De legering 118 omvat bij voorkeur de amorfe siliciumlegering gecom-10 penseerd met fluor waarin de meerderheid van de paren elektron-gaten worden opgewekt. De stroomkortsluitketen van de inrichting wordt vergroot door de gecombineerde effecten van de reflector 114 en de hoge geleidbaarheid van de verbeterde brede bandspleet p-type amorfe siliciumlegering volgens de uitvinding.Alloy 118 preferably includes the amorphous silicon alloy compensated with fluorine in which the majority of electron hole pairs are generated. The current short circuit of the device is enhanced by the combined effects of the reflector 114 and the high conductivity of the improved wide bandgap p-type amorphous silicon alloy of the invention.
15 Op de laag 118 wordt vervolgens een verontreinigde laag 120 neergeslagen met een geleidbaarheidstype die tegengesteld is aan die van de laag 116. De laag 120 omvat een amorfe siliciumlegering meteen n+-geleidbaarheid. De laag· 120 wordt met behulp van één van de eerder besproken gasmengsels neergeslagen. De laag 120· heeft een 20 dikte van ongeveer 50 tot 500 angstrom en dient als contact-laag.Subsequently, a contaminated layer 120 is deposited on the layer 118 with a conductivity type that is opposite to that of the layer 116. The layer 120 comprises an amorphous silicon alloy with n + conductivity. The layer 120 is precipitated using one of the previously discussed gas mixtures. The layer 120 has a thickness of about 50 to 500 angstroms and serves as a contact layer.
Op de laag 120 wordt vervolgens een transparante geleidende oxydelaag 122 (TCO) neergeslagen. Deze laag 122 kan in een dampvormige omgeving worden neergeslagen, bijvoorbeeld in een indium-tinoxyde (ITO) in een cadmiumstannaat (Cd2SnO^), als in een verontreinigde 25 tinoxyde-(SnO^) omgeving.A transparent conductive oxide layer 122 (TCO) is then deposited on the layer 120. This layer 122 can be deposited in a vaporous environment, for example in an indium tin oxide (ITO) in a cadmium stannate (Cd2SnO2), as in a contaminated tin oxide (SnO2) environment.
Op het oppervlak van de laag 122 wordt een roosterelektrode 124 gemaakt van een metaal met een goede elektrische geleidbaarheid, neergeslagen. Dit rooster kan bestaan uit loodrecht ten opzichte van elkaar aangebrachte lijnen van geleidbaar materiaal dat slechts een 30 klein gedeelte van het metaalgebied omvat, waarbij de rest bestemd is om te worden blootgesteld aan zonne-energie. Het rooster 124 kan ongeveer 5 tot 10% van het totale oppervlak van de laag 122 in beslag nemen. De roosterelektrode 124 verzamelt op uniforme wijze stroom uit de laag 122 voor het realiseren van een lage serieweerstand voor de 35 inrichting.On the surface of the layer 122, a grid electrode 124 made of a metal with good electrical conductivity is deposited. This grid may consist of lines of conductive material arranged perpendicularly to each other and comprising only a small portion of the metal area, the remainder being intended to be exposed to solar energy. The grid 124 can occupy about 5 to 10% of the total area of the layer 122. The grid electrode 124 uniformly collects current from the layer 122 to achieve a low series resistance for the device.
8301440 -17-8301440 -17-
Om de inrichting 110 te completeren, wordt anti-reflectielaag 126 (AR) op de roosterelektrode 124 aangebracht alsmede op de gebieden van de laag 122 tussen de roosterelektrodegebieden. De laag 126 bezit een oppervlak, geschikt om zonne-energie op te vangen. De laag 126 5 kan een dikte hebben van ongeveer de maximale energie van het punt van het zonnestralingsspectrum, gedeeld door vier maal de brekingsindex van de anti-reflectielaag 126. De laag 126 bestaat bij voorkeur uit een zirkoniumoxyde van ongeveer 500 angstrom dikte met een brekingsindex van 2,1.To complete the device 110, anti-reflection layer 126 (AR) is applied to the grating electrode 124 as well as to the areas of the layer 122 between the grating electrode areas. The layer 126 has a surface suitable for receiving solar energy. The layer 126 may have a thickness of about the maximum energy of the point of the solar radiation spectrum divided by four times the refractive index of the anti-reflection layer 126. The layer 126 preferably consists of a zirconium oxide of about 500 angstroms with a refractive index of 2.1.
10 De bandspleet van de intrinsieke laag 118 kan bijgesteld wor den voor de specifieke fotoresponsieve eigenschappen. Bijvoorbeeld kunnen één of meer bandspleet-bepalende elementen, bijvoorbeeld germanium, tin of lood in de intrinsieke laag worden aangebracht teneinde de bandspleet te verminderen (zie bijvoorbeeld het Amerikaanse 15 octrooi No. 4.342.044). Het toevoegen van deze laatstgenoemde elementen kunnen worden verkregen met behulp van het toevoeren van germanium-gas (GeH^) aan het gasmengsel dat bestemd is voor het neerslaan van de laag 118.The band gap of the intrinsic layer 118 can be adjusted for the specific photoresponsive properties. For example, one or more band gap determining elements, for example, germanium, tin or lead, may be introduced into the intrinsic layer to reduce the band gap (see, for example, U.S. Patent No. 4,342,044). The addition of these latter elements can be achieved by the addition of germanium gas (GeH 2) to the gas mixture intended for the deposition of the layer 118.
In fig. 5 is een tweede uitvoeringsvorm 130 aangegeven. De 20 inrichting 130 is overeenkomstig de inrichting van fig. 3 met dien verstande dat thans geen reflector aanwezig is en dat de p+- en de n+-lagen verwisseld zijn. Het substraat 132 van de inrichting 130 kan gemaakt zijn van een roestvrij staal. Indien gewenst kan op het substraat 132 een reflecterende laag worden neergeslagen met behulp van 25 het proces als eerder is beschreven en waarbij deze reflecterende laag kan bestaan uit zilver, aluminium of koper.In fig. 5 a second embodiment 130 is indicated. The device 130 is similar to the device of Fig. 3 with the proviso that no reflector is present at present and that the p + and the n + layers have been exchanged. The substrate 132 of the device 130 may be made of a stainless steel. If desired, a reflective layer can be deposited on the substrate 132 using the process as previously described, and this reflective layer may consist of silver, aluminum or copper.
Op het substraat 132 wordt een eerste verontreinigde laag 134 van het n -geleidingstype neergeslagen. Indxen gewenst kan de laag 134 een element, bijvoorbeeld stikstof of koolstof, bevatten voor het 30 laten toenemen van de bandspleet.A first contaminated layer 134 of the n-conductivity type is deposited on the substrate 132. If desired, the layer 134 may contain an element, for example nitrogen or carbon, to increase the band gap.
Op de laag 134 wordt een intrinsieke laag 136 neergeslagen, welke laag identiek is aan de intrinsieke laag 118 van de inrichting 110, en omvat bij voorkeur een amorfe siliciumfluorlegering van overeenkomstige dikte.An intrinsic layer 136 is deposited on the layer 134, which layer is identical to the intrinsic layer 118 of the device 110, and preferably comprises an amorphous silicon fluorine alloy of corresponding thickness.
35 Op de laag 136 wordt een verontreinigde laag 138 neergeslagen, waarvan de geleidbaarheid tegengesteld is aan de geleidbaarheid van 83.0 1 44 0 -18- de laag 134 en in welke laag bij voorkeur zuurstof is aangebracht voor het verkrijgen van een brede bandspleet.A contaminated layer 138 is deposited on the layer 136, the conductivity of which is opposite to the conductivity of the layer 134 and in which layer preferably oxygen is applied to obtain a wide band gap.
De inrichting wordt gecompleteerd door op de laag 138 een TCO-laag 140 neer te slaan en vervolgens op deze laag 140 nog een rooster-5 elektrode 142 neer te slaan. Deze lagen kunnen worden aangebracht op de wijze als aangegeven met betrekking tot fig. 4.The device is completed by depositing a TCO layer 140 on the layer 138 and then depositing another grid-5 electrode 142 on this layer 140. These layers can be applied in the manner indicated with reference to Fig. 4.
Zoals bij de eerste uitvoeringsvorm kan de intrinsieke laag 136 voor bepaalde fotoresponsieve eigenschappen worden bijgesteld .door het toevoegen van elementen voor het af nemen van de bandspleet.As in the first embodiment, the intrinsic layer 136 can be adjusted for certain photoresponsive properties by adding elements to decrease the band gap.
10 Verder kan de laag 136 zodanig worden uitgevoerd dat de bandspleet geleidelijk toeneemt van de laag 134 naar de laag 138 (zie bijvoorbeeld de Amerikaanse octrooiaanvrage 427.756 van 29 september 1982). Een dergelijke intrinsieke laag 136 kan worden verkregen door aan het gasmengsel germanium, tin of lood toe te voegen en langzamerhand de 15 concentratie te verminderen. Zo kan bijvoorbeeld een germaniumgas (GeH^) in de neerslagkamer worden ingevoerd met een betrekkelijk hoge concentratie waarna deze concentratie geleidelijk aan wordt verminderd tot een punt waar het invoeren van dit germaniumgas wordt beëindigd. De resulterende laag 136 bezit thans het element germanium 20 in een zodanige concentratie dat deze van de laag 134 in de richting van de laag 138 geleidelijk af neemt en dus een laag vormt waarbij de bandspleet geleidelijk afneemt.Furthermore, the layer 136 can be configured such that the band gap gradually increases from the layer 134 to the layer 138 (see, for example, US patent application 427,756 of September 29, 1982). Such an intrinsic layer 136 can be obtained by adding germanium, tin or lead to the gas mixture and gradually decreasing the concentration. For example, a germanium gas (GeH 2) can be introduced into the precipitation chamber at a relatively high concentration, after which this concentration is gradually reduced to a point where the introduction of this germanium gas is stopped. The resulting layer 136 now has the element germanium 20 in such a concentration that it gradually decreases from the layer 134 towards the layer 138 and thus forms a layer with the band gap gradually decreasing.
In fig. 6 is een derde uitvoeringsvorm weergegeven bestaande uit een inrichting met een aantal cellen in tandem-configuratie ge-25 plaatst. De inrichting 150 bestaat in het bijzonder uit twee enkele celeenheden 152 en 154 die in serie geschakeld zijn. Het is duidelijk dat ook meer dan twee enkele celeenheden kunnen worden toegepast.Fig. 6 shows a third embodiment consisting of a multi-cell device placed in tandem configuration. Specifically, the device 150 consists of two single cell units 152 and 154 connected in series. It is clear that more than two single cell units can also be used.
De inrichting 150'omvat een substraat 156 gemaakt van een metaal met goede elektrische eigenschappen, bijvoorbeeld een roestvrij 30 staal of aluminium. Op het substraat 156 wordt een reflectorlaag 157 neergeslagen op een wijze zoals reeds eerder is beschreven. De eerste celeenheid 152 omvat een op de reflectorlaag 157 neergeslagen eerste verontreinigde p+ amorfe siliciumlegeringslaag 158. Deze laag 158 is bij voorkeur een laag met een brede bandspleet. Het kan worden 35 neergeslagen met behulp van één van de eerdergenoemde aanvangsmate-rialen.The device 150 comprises a substrate 156 made of a metal with good electrical properties, for example, a stainless steel or aluminum. A reflector layer 157 is deposited on the substrate 156 in the manner previously described. The first cell unit 152 comprises a first contaminated p + amorphous silicon alloy layer 158 deposited on the reflector layer 157. This layer 158 is preferably a wide bandgap layer. It can be precipitated using any of the aforementioned initial materials.
8301440 -19-8301440 -19-
Op deze laag 158 is een eerste intrinsieke amorfe silicium-legeringslaag 160 neergeslagen. Deze laag 160 is bij voorkeur een amorfe siliciumfluorlegering.A first intrinsic amorphous silicon alloy layer 160 is deposited on this layer 158. This layer 160 is preferably an amorphous silicon fluorine alloy.
Op deze laag 160 is een tweede verontreinigde amorfe silicium-5 legeringslaag 162 neergeslagen, waarvan de geleidbaarheid tegengesteld is aan de laag 158 en is derhalve een n+-laag.A second contaminated amorphous silicon-5 alloy layer 162 is deposited on this layer 160, the conductivity of which is opposite to the layer 158 and is therefore an n + layer.
De tweede celeenheid 154 is in hoofdzaak identiek en omvat een eerste verontreinigde p+-laag 164, een intrinsieke laag 166 en een tweede verontreinigde n+-laag 168. De inrichting 150 wordt gecomple-10 teerd door achtereenvolgens een TCO-laag 170, een roosterelektrode 172 en een anti-reflectielaag 174 neer te slaan.The second cell unit 154 is substantially identical and includes a first contaminated p + layer 164, an intrinsic layer 166 and a second contaminated n + layer 168. The device 150 is completed successively by a TCO layer 170, a grating electrode 172 and precipitating an anti-reflection layer 174.
De bandspleten van de intrinsieke lagen zijn bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat de bandspleet van de laag 166 groter is dan de bandspleet van de laag 160. De laag 166 omvat derhalve elementen, 15 bijvoorbeeld stikstof en koolstof, voor het laten toenemen van de bandspleet. De laag 160 omvat elementen, bijvoorbeeld germanium, tin of lood voor het laten afnemen van de bandspleet.The band gaps of the intrinsic layers are preferably formed such that the band gap of the layer 166 is larger than the band gap of the layer 160. The layer 166 therefore comprises elements, for example nitrogen and carbon, for increasing the band gap. The layer 160 includes elements, for example germanium, tin or lead, for decreasing the band gap.
Uit fig. 6 blijkt dat de laag 160 van de cel dikker is dan de laag 166. Op deze wijze wordt het gehele spectrum van de zonne-energie 20 benut voor het opwekken van paren elektron-gaten.It can be seen from Figure 6 that the layer 160 of the cell is thicker than the layer 166. In this way, the entire spectrum of the solar energy 20 is used to generate pairs of electron holes.
Alhoewel hier een uitvoeringsvorm is weergegeven van in tandem-geplaatste cellen, kunnen de cellen ook door middel van oxydelagen geïsoleerd op elkaar worden gestapeld. Elk van deze cellen omvat een tweetal elektroden om de cellen in serie met elkaar te verbinden met 25 behulp van een uitwendige bedrading.Although an embodiment of tandem-placed cells is shown here, the cells can also be stacked on top of each other by means of oxide layers. Each of these cells includes two electrodes for connecting the cells in series with one another through external wiring.
Eveneens kunnen in deze cellen één of meerdere intrinsieke lagen worden aangebracht met geleidelijk toenemende of afnemende bandspleten, met behulp van daartoe geschikte elementen zoals reeds eerder is beschreven. In dit verband wordt nog verwezen naar de 30 Amerikaanse octrooiaanvrage 427.757 van 29 september 1982.Also, in these cells one or more intrinsic layers can be provided with gradually increasing or decreasing band gaps, using suitable elements as described previously. Reference is made in this connection to U.S. Patent Application No. 427,757 of September 29, 1982.
Behalve de reeds beschreven intrinsieke legeringslagen kunnen ook andere amorfe lagen worden toegepast, bijvoorbeeld polykristallijne lagen. (Met de term "amorf” is bedoeld een legering of materiaal dat op lange termijn verandert, alhoewel het ook op korte termijn kan ver-35 anderen of zelfs te allen tijde enige kristallijne insluitingen omvat).In addition to the intrinsic alloy layers already described, other amorphous layers can also be used, for example polycrystalline layers. (The term "amorphous" is intended to mean an alloy or material that changes in the long term, although it may also change in the short term or even include some crystalline inclusions at all times).
________ 8301440 -20-8301440 -20-
Zonder buiten het kader van de uitvinding te geraken kunnen vele wijzigingen worden aangebracht.Many modifications can be made without departing from the scope of the invention.
i s / 8301440i s / 8301440
Claims (46)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US37257982A | 1982-04-28 | 1982-04-28 | |
| US37257982 | 1982-04-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8301440A true NL8301440A (en) | 1983-11-16 |
Family
ID=23468765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8301440A NL8301440A (en) | 1982-04-28 | 1983-04-22 | PHOTOVOLTAIC DEVICE. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58199710A (en) |
| KR (1) | KR840004825A (en) |
| AU (1) | AU1368883A (en) |
| DE (1) | DE3314197A1 (en) |
| FR (1) | FR2526223A1 (en) |
| GB (1) | GB2124826A (en) |
| IT (1) | IT8320731A0 (en) |
| NL (1) | NL8301440A (en) |
Families Citing this family (57)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59130483A (en) * | 1982-12-24 | 1984-07-27 | Ricoh Co Ltd | Thin film solar battery |
| NL8501769A (en) * | 1984-10-02 | 1986-05-01 | Imec Interuniversitair Micro E | BIPOLAR HIGH-JUNCTION TRANSISTOR AND METHOD FOR THE MANUFACTURE THEREOF. |
| US6380480B1 (en) * | 1999-05-18 | 2002-04-30 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd | Photoelectric conversion device and substrate for photoelectric conversion device |
| JP4565105B2 (en) | 2005-05-02 | 2010-10-20 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | Optical thin film for solar cell and method for producing the same |
| US9105776B2 (en) | 2006-05-15 | 2015-08-11 | Stion Corporation | Method and structure for thin film photovoltaic materials using semiconductor materials |
| US8017860B2 (en) | 2006-05-15 | 2011-09-13 | Stion Corporation | Method and structure for thin film photovoltaic materials using bulk semiconductor materials |
| US8071179B2 (en) | 2007-06-29 | 2011-12-06 | Stion Corporation | Methods for infusing one or more materials into nano-voids if nanoporous or nanostructured materials |
| US7919400B2 (en) | 2007-07-10 | 2011-04-05 | Stion Corporation | Methods for doping nanostructured materials and nanostructured thin films |
| US8058092B2 (en) | 2007-09-28 | 2011-11-15 | Stion Corporation | Method and material for processing iron disilicide for photovoltaic application |
| US8287942B1 (en) | 2007-09-28 | 2012-10-16 | Stion Corporation | Method for manufacture of semiconductor bearing thin film material |
| US8759671B2 (en) | 2007-09-28 | 2014-06-24 | Stion Corporation | Thin film metal oxide bearing semiconductor material for single junction solar cell devices |
| US8614396B2 (en) | 2007-09-28 | 2013-12-24 | Stion Corporation | Method and material for purifying iron disilicide for photovoltaic application |
| US8187434B1 (en) | 2007-11-14 | 2012-05-29 | Stion Corporation | Method and system for large scale manufacture of thin film photovoltaic devices using single-chamber configuration |
| US8440903B1 (en) | 2008-02-21 | 2013-05-14 | Stion Corporation | Method and structure for forming module using a powder coating and thermal treatment process |
| US8075723B1 (en) | 2008-03-03 | 2011-12-13 | Stion Corporation | Laser separation method for manufacture of unit cells for thin film photovoltaic materials |
| US8772078B1 (en) | 2008-03-03 | 2014-07-08 | Stion Corporation | Method and system for laser separation for exclusion region of multi-junction photovoltaic materials |
| US7939454B1 (en) | 2008-05-31 | 2011-05-10 | Stion Corporation | Module and lamination process for multijunction cells |
| US8642138B2 (en) | 2008-06-11 | 2014-02-04 | Stion Corporation | Processing method for cleaning sulfur entities of contact regions |
| US8003432B2 (en) | 2008-06-25 | 2011-08-23 | Stion Corporation | Consumable adhesive layer for thin film photovoltaic material |
| US9087943B2 (en) | 2008-06-25 | 2015-07-21 | Stion Corporation | High efficiency photovoltaic cell and manufacturing method free of metal disulfide barrier material |
| US8207008B1 (en) | 2008-08-01 | 2012-06-26 | Stion Corporation | Affixing method and solar decal device using a thin film photovoltaic |
| US7855089B2 (en) | 2008-09-10 | 2010-12-21 | Stion Corporation | Application specific solar cell and method for manufacture using thin film photovoltaic materials |
| US8008112B1 (en) | 2008-09-29 | 2011-08-30 | Stion Corporation | Bulk chloride species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8476104B1 (en) | 2008-09-29 | 2013-07-02 | Stion Corporation | Sodium species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8008110B1 (en) | 2008-09-29 | 2011-08-30 | Stion Corporation | Bulk sodium species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8501521B1 (en) | 2008-09-29 | 2013-08-06 | Stion Corporation | Copper species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8394662B1 (en) | 2008-09-29 | 2013-03-12 | Stion Corporation | Chloride species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8026122B1 (en) | 2008-09-29 | 2011-09-27 | Stion Corporation | Metal species surface treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8236597B1 (en) | 2008-09-29 | 2012-08-07 | Stion Corporation | Bulk metal species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US7863074B2 (en) | 2008-09-30 | 2011-01-04 | Stion Corporation | Patterning electrode materials free from berm structures for thin film photovoltaic cells |
| US8383450B2 (en) | 2008-09-30 | 2013-02-26 | Stion Corporation | Large scale chemical bath system and method for cadmium sulfide processing of thin film photovoltaic materials |
| US7947524B2 (en) | 2008-09-30 | 2011-05-24 | Stion Corporation | Humidity control and method for thin film photovoltaic materials |
| US8425739B1 (en) | 2008-09-30 | 2013-04-23 | Stion Corporation | In chamber sodium doping process and system for large scale cigs based thin film photovoltaic materials |
| US7910399B1 (en) | 2008-09-30 | 2011-03-22 | Stion Corporation | Thermal management and method for large scale processing of CIS and/or CIGS based thin films overlying glass substrates |
| US8741689B2 (en) | 2008-10-01 | 2014-06-03 | Stion Corporation | Thermal pre-treatment process for soda lime glass substrate for thin film photovoltaic materials |
| US20110018103A1 (en) | 2008-10-02 | 2011-01-27 | Stion Corporation | System and method for transferring substrates in large scale processing of cigs and/or cis devices |
| US8003430B1 (en) | 2008-10-06 | 2011-08-23 | Stion Corporation | Sulfide species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| US8435826B1 (en) | 2008-10-06 | 2013-05-07 | Stion Corporation | Bulk sulfide species treatment of thin film photovoltaic cell and manufacturing method |
| USD625695S1 (en) | 2008-10-14 | 2010-10-19 | Stion Corporation | Patterned thin film photovoltaic module |
| US8168463B2 (en) | 2008-10-17 | 2012-05-01 | Stion Corporation | Zinc oxide film method and structure for CIGS cell |
| US8344243B2 (en) | 2008-11-20 | 2013-01-01 | Stion Corporation | Method and structure for thin film photovoltaic cell using similar material junction |
| USD662040S1 (en) | 2009-06-12 | 2012-06-19 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for garden lamp |
| USD628332S1 (en) | 2009-06-12 | 2010-11-30 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for street lamp |
| USD632415S1 (en) | 2009-06-13 | 2011-02-08 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for cluster lamp |
| USD652262S1 (en) | 2009-06-23 | 2012-01-17 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for cooler |
| USD662041S1 (en) | 2009-06-23 | 2012-06-19 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for laptop personal computer |
| US8507786B1 (en) | 2009-06-27 | 2013-08-13 | Stion Corporation | Manufacturing method for patterning CIGS/CIS solar cells |
| USD627696S1 (en) | 2009-07-01 | 2010-11-23 | Stion Corporation | Pin striped thin film solar module for recreational vehicle |
| US8398772B1 (en) | 2009-08-18 | 2013-03-19 | Stion Corporation | Method and structure for processing thin film PV cells with improved temperature uniformity |
| US8809096B1 (en) | 2009-10-22 | 2014-08-19 | Stion Corporation | Bell jar extraction tool method and apparatus for thin film photovoltaic materials |
| US8859880B2 (en) | 2010-01-22 | 2014-10-14 | Stion Corporation | Method and structure for tiling industrial thin-film solar devices |
| US8263494B2 (en) | 2010-01-25 | 2012-09-11 | Stion Corporation | Method for improved patterning accuracy for thin film photovoltaic panels |
| US9096930B2 (en) | 2010-03-29 | 2015-08-04 | Stion Corporation | Apparatus for manufacturing thin film photovoltaic devices |
| US8461061B2 (en) | 2010-07-23 | 2013-06-11 | Stion Corporation | Quartz boat method and apparatus for thin film thermal treatment |
| US8628997B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-01-14 | Stion Corporation | Method and device for cadmium-free solar cells |
| US8728200B1 (en) | 2011-01-14 | 2014-05-20 | Stion Corporation | Method and system for recycling processing gas for selenization of thin film photovoltaic materials |
| US8436445B2 (en) | 2011-08-15 | 2013-05-07 | Stion Corporation | Method of manufacture of sodium doped CIGS/CIGSS absorber layers for high efficiency photovoltaic devices |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1123525A (en) * | 1977-10-12 | 1982-05-11 | Stanford R. Ovshinsky | High temperature amorphous semiconductor member and method of making same |
| US4178415A (en) * | 1978-03-22 | 1979-12-11 | Energy Conversion Devices, Inc. | Modified amorphous semiconductors and method of making the same |
| EP0035146B1 (en) * | 1980-02-15 | 1988-10-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor photoelectric device |
-
1983
- 1983-04-19 DE DE19833314197 patent/DE3314197A1/en not_active Withdrawn
- 1983-04-20 AU AU13688/83A patent/AU1368883A/en not_active Abandoned
- 1983-04-21 IT IT8320731A patent/IT8320731A0/en unknown
- 1983-04-21 FR FR8306536A patent/FR2526223A1/en active Pending
- 1983-04-22 NL NL8301440A patent/NL8301440A/en not_active Application Discontinuation
- 1983-04-25 GB GB08311175A patent/GB2124826A/en not_active Withdrawn
- 1983-04-27 JP JP58074872A patent/JPS58199710A/en active Pending
- 1983-04-27 KR KR1019830001784A patent/KR840004825A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2526223A1 (en) | 1983-11-04 |
| IT8320731A0 (en) | 1983-04-21 |
| JPS58199710A (en) | 1983-11-21 |
| DE3314197A1 (en) | 1983-11-03 |
| GB8311175D0 (en) | 1983-06-02 |
| GB2124826A (en) | 1984-02-22 |
| KR840004825A (en) | 1984-10-24 |
| AU1368883A (en) | 1983-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8301440A (en) | PHOTOVOLTAIC DEVICE. | |
| US4419533A (en) | Photovoltaic device having incident radiation directing means for total internal reflection | |
| US4379943A (en) | Current enhanced photovoltaic device | |
| KR860002031B1 (en) | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| EP0122778B1 (en) | Narrow band gap photovoltaic devices with enhanced open circuit voltage | |
| US4598164A (en) | Solar cell made from amorphous superlattice material | |
| EP0106698A2 (en) | Method and apparatus for making layered amorphous semiconductor alloys using microwave energy | |
| US4485389A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| NL8300925A (en) | PHOTO GALVANIC DEVICE WITH IMPROVED REFLECTION SYSTEM. | |
| KR890004497B1 (en) | Method for optimizing photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| US4605941A (en) | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors | |
| KR890000479B1 (en) | Method for producing photoresponsive amorphous alloys,the alloys therefrom and the devices therefrom | |
| US4891074A (en) | Multiple cell photoresponsive amorphous alloys and devices | |
| US4954182A (en) | Multiple cell photoresponsive amorphous photo voltaic devices including graded band gaps | |
| EP0058543B1 (en) | Photoresponsive amorphous semiconductor alloys | |
| US4689645A (en) | Current control device | |
| EP0051980A1 (en) | Photovoltaic device and photoelectrochemical cell electrode | |
| IE52206B1 (en) | Method of making photoresponsive amorphous germanium alloys and devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |