PL192742B1 - Półprzewodnikowy element konstrukcyjny, zwłaszcza ogniwo słoneczne, oraz sposób jego wytwarzania - Google Patents
Półprzewodnikowy element konstrukcyjny, zwłaszcza ogniwo słoneczne, oraz sposób jego wytwarzaniaInfo
- Publication number
- PL192742B1 PL192742B1 PL337092A PL33709298A PL192742B1 PL 192742 B1 PL192742 B1 PL 192742B1 PL 337092 A PL337092 A PL 337092A PL 33709298 A PL33709298 A PL 33709298A PL 192742 B1 PL192742 B1 PL 192742B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- pyrite
- semiconductor
- base material
- solar cell
- construction element
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 93
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 92
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229910052960 marcasite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 claims description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 21
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 claims description 4
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 4
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 claims description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 108091006631 SLC13A4 Proteins 0.000 claims description 2
- 102100035209 Solute carrier family 13 member 4 Human genes 0.000 claims description 2
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 34
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Chemical compound BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N Ferrous sulfide Chemical compound [Fe]=S MBMLMWLHJBBADN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 229910021576 Iron(III) bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZOWAFFTOUGEDU-UHFFFAOYSA-N [Ar].[S] Chemical compound [Ar].[S] AZOWAFFTOUGEDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 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
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 1
- NFMAZVUSKIJEIH-UHFFFAOYSA-N bis(sulfanylidene)iron Chemical compound S=[Fe]=S NFMAZVUSKIJEIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- CJOBVZJTOIVNNF-UHFFFAOYSA-N cadmium sulfide Chemical compound [Cd]=S CJOBVZJTOIVNNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N copper monosulfide Chemical compound [Cu]=S BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000097 high energy electron diffraction Methods 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000339 iron disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical group 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000005610 quantum mechanics Effects 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N sodium polysulfide Chemical compound [Na+].S HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- FEONEKOZSGPOFN-UHFFFAOYSA-K tribromoiron Chemical compound Br[Fe](Br)Br FEONEKOZSGPOFN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
- H01L31/0321—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 characterised by the doping material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
1. Pólprzewodnikowy element konstrukcyjny, zwlaszcza ogniwo sloneczne, zawierajacy co najmniej jeden pólprzewodnikowy material pod- stawowy o strukturze mono- lub polikrystalicznej, skladajacy sie przynajmniej czesciowo z pirytu o skladzie chemicznym FeS 2 , i oczyszczony do okreslonego stopnia czystosci, znamienny tym, ze skladajacy sie przynajmniej czesciowo z piry- tu o chemicznym skladzie FeS 2 pólprzewodni- kowy material podstawowy (20, 40) zwiazany jest przynajmniej z borem (52) i fosforem (53), lub tez jest nim domieszkowany. PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest półprzewodnikowy element konstrukcyjny, zwłaszcza ogniwo słoneczne, oraz sposób jego wytwarzania.
Znane są tego rodzaju półprzewodnikowe elementy konstrukcyjne, czy półprzewodnikowe elementy optoelekroniczne, za pomocą których, przez wykorzystanie wewnętrznego zjawiska fotoelektrycznego, wykorzystuje się na skalę przemysłowa, energię promieniowania słońca lub światła, przy sprawności w przybliżeniu do 15%. W charakterze materiałów półprzewodnikowych przeważnie wykorzystuje się cienkie monokryształy krzemu lub arsenku galu ze strefami o przewodnictwie p i n.
Znane są również cienkowarstwowe ogniwa słoneczne, w których na podłoże, przez naparowywanie lub podobną metodą, nanoszone są warstwy półprzewodnikowe o grubości w zakresie mikrometrów (1 mm do 50 mm). Wykorzystuje się do tego warstwowe materiały półprzewodnikowe, jak siarczek kadmu, tellurek kadmu, siarczek miedzi lub podobne. Jednak za pomocą tych elementów półprzewodnikowych osiąga się sprawność około 5% -8%. Wykazują one jednak korzystną obciążalność jednostkową i są znacznie wygodniejsze w wytarzaniu od monokryształów krzemowych.
W tego rodzaju ogniwie słonecznym według publikacji EP-A0 173 642 stosuje się fotoaktywną warstwę pirytową, zgodnie ze wzorem FeS2, która wykazuje stężenie niepożądanych zanieczyszczeń 20 3 wynoszącą < 1020 na cm3, i domieszkowanie manganem (Mn) lub arsenem (As), bądź też kobaltem (Co) lub chlorem (Cl).
W publikacji Iron disulfide for solar energy conversion z Solar Energy Materials and Solar Cells z maja 1993 r., przedstawiono wyniki badań pirytu jako materiału wykorzystującego energię słoneczną, przy czym piryt osadzony był jako ultracienka warstwa (10 -20 nm) między dwoma materiałami typu p itypu n.
W publikacji (Applied Physics Letters z 26.04.1993 r., strony 2093-2095 BLENK.O.) wychodzi się z półprzewodnikowego materiału podstawowego z małych kryształów pirytu FeS2. Do pierwiastków Fe i S dodaje się fosfor, mianowicie czerwony fosfor w stężeniu od 0,5 do 4,0% wag. Wskutek zastosowania pirytu i domieszkowania względnie hodowania tego pirytu fosforem, udowodniono pewne właściwości elektryczne.
Półprzewodnikowy element konstrukcyjny, zwłaszcza ogniwo słoneczne, zawierający co najmniej jeden półprzewodnikowy materiał podstawowy o strukturze mono- lub polikrystalicznej, składający się przynajmniej częściowo z pirytu o składzie chemicznym FeS2 i oczyszczony do określonego stopnia czystości, według wynalazku charakteryzuje się tym, że składający się przynajmniej częściowo z pirytu o chemicznym składzie FeS2 półprzewodnikowy materiał podstawowy związany jest przynajmniej z borem i fosforem, lub też jest nim domieszkowany.
Korzystnym jest, że wielowarstwowy półprzewodnikowy materiał podstawowy zawiera przynajmniej jedną warstwę p lub n pirytu i przynajmniej jedną warstwę p lub n z innego półprzewodnika.
Korzystnym jest, że stężenie masowe każdego z pierwiastków wbudowanych w półprzewodnikowy materiał podstawowy wynosi od 10-6 do 20%.
Korzystnym jest, że półprzewodnikowy element konstrukcyjny jest ukształtowany jako jedno-, lub wielowarstwowe ogniwo słoneczne, jako cienkowarstwowe ogniwo słoneczne, jako ogniwo słoneczne MIS, jako ogniwo fotochemiczne lub podobne.
Korzystnym jest, że piryt ma współczynnik rozszerzalności termicznej przy 90K do 300K wynoszący 4,5x10-6 K-1 a przy 300K do 500K wynoszący 8,4x10-6 K-1.
Korzystnym jest, że piryt o składzie chemicznym FeS2 ma komórkę elementarną złożoną z 12 atomów, i o długości komórki jednostkowej wynoszącej około 5,4185 Angstremów, przy czym pokroje podstawowe kryształu pirytu występują jako sześcian, forma regularna, jako dwunastościan pięciokątny lub jako ośmiościan.
Korzystnym jest, że wykonany z pirytu półprzewodnikowy materiał podstawowy jest wielokrotnie oczyszczany strefowo, i ma, korzystnie, stopień czystości wynoszący 99,9 9-%.
Korzystnym jest, że półprzewodnikowy element konstrukcyjny w przypadku struktury wielowarstwowej zawiera do około stu warstw.
Sposób wytwarzania półprzewodnikowego elementu konstrukcyjnego, zwłaszcza ogniwa słonecznego, zawierającego co najmniej jeden półprzewodnikowy materiał podstawowy o strukturze mono- lub polikrystalicznej, składający się przynajmniej częściowo z pirytu o składzie chemicznym FeS2 i oczyszczony do określonego stopnia czystości, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosoPL 192 742 B1 wany piryt o składzie FeS2 otrzymuje się ze źródeł naturalnych, albo syntetycznie wytwarza się lub hoduje, przy czym łączy się go przynajmniej z borem i fosforem, lub też nimi domieszkuje.
Korzystnym jest, że piryt, bądź przy jego syntetycznym otrzymywaniu materiały wyjściowe, żelazo i siarka, wielokrotnie oczyszcza się strefowo, dla otrzymania stopnia czystości wynoszącego 99,9 9-%.
Korzystnym jest, że piryt otrzymuje się metodą hydrotermiczną i metodą chemiczną na mokro (CVT).
Korzystnym jest, że piryt otrzymuje się metodą stapiania z tellurem, NaS2, lub FeCl2.
Korzystnym jest, że piryt otrzymuje się i/lub domieszkuje metodą transportu z fazą gazową.
Korzystnym jest, że do transportu z fazą gazową stosuje się środek transportowy Br2.
Korzystnym jest, że wytwarzanie pirytu przeprowadza się przez sulfidację plazmową, sulfidację termiczną, metodą MOCVD, przez napylanie reakcyjne, pirolizę z rozpylaniem, lub inną metodą.
Korzystnym jest, że wiązanie i wprowadzanie jako domieszki boru i/lub fosforu z pirytowym materiałem podstawowym przeprowadza się metodą epitaksji.
Korzystnym jest, że wiązanie i wprowadzanie jako domieszki boru i/lub fosforu z pirytowym materiałem podstawowym przeprowadza się metodą implantacji jonowej.
Zgodnie z wynalazkiem opracowano element półprzewodnikowy, zwłaszcza ogniwo słoneczne, za pomocą którego osiąga się wyższy współczynnik sprawności przy promieniowaniu słonecznym, bądź świetle, niż w przypadku urządzeń znanych. Ponadto koszty wytwarzania przy tym elemencie półprzewodnikowym są na tyle małe, że wyprodukowane w ich wyniku ogniwo słoneczne nadaje się m.in. na artykuł masowy. Zastosowane materiały półprzewodnikowe nadają się do łatwej likwidacji bez uciążliwości dla środowiska.
Zadanie to jest rozwiązane według wynalazku w ten sposób, że składający się przynajmniej częściowo z pirytu o chemicznym składzie FeS2, półprzewodnikowy materiał podstawowy związany jest z borem i/lub fosforem, lub też jest nim domieszkowany. Zastosowany w charakterze materiału półprzewodnikowego piryt ma tę zaletę, że otrzymuje się go jako materiał naturalny, ale można go również wytwarzać syntetycznie. Koszty wytwarzania można utrzymać w takich granicach, że z uwagi na zwiększenie współczynnika sprawności uzyskuje się korzystne możliwości jego zastosowania.
Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1w uproszczonym przekroju przedstawia półprzewodnikowy element konstrukcyjny w powiększeniu, fig. 2 -w uproszczeniu rozszczepienie poziomów energetycznych stanów Fe dw polu ośmiościennym, i polu zniekształconego, pochylonego ośmiościanu pirytu, fig. 3 -w uproszczonym przekroju półprzewodnikowy element konstrukcyjny z heterogenicznym złączem, w powiększeniu, a fig. 4 przedstawia w uproszczeniu pasma energetyczne w przypadku złącza heterogenicznego półprzewodnikowych elementów konstrukcyjnych.
Na figurze 1 przedstawiono w uproszczeniu półprzewodnikowy element konstrukcyjny 10, który ukształtowany jest w szczególności jako ogniwo słoneczne. Ten półprzewodnikowy element konstrukcyjny 10 składa się w przedstawionym przykładzie wykonania ze struktury wielowarstwowej i może na przykład być zamykany razem z pewną liczbą umieszczonych jedno przy drugim ogniw w obudowie metalowej, czego nie przedstawiono w szczegółach. Ogniwo słoneczne zawiera korzystnie płytę pokrywową z przezroczystego tworzywa, na przykład szyby szklanej 11 lub podobnego materiału, dzięki czemu to ogniwo zabezpieczone jest przed działaniem sił mechanicznych, uderzeń itp., przed działaniem wilgoci i/lub w ogóle wpływami atmosferycznymi. Warstwa laminatowa 12, na przykład z żywicy, obejmuje ogniwo słoneczne wraz z umieszczonym pod spodem izolatorem ukształtowanym na przykład w postaci płytki ceramicznej 14, dzięki czemu wnętrze ogniwa jest zamknięte i w związku z tym nieprzepuszczalne dla wilgoci, wody itp.
Półprzewodnikowy materiał podstawowy 20 zgodnie z wynalazkiem, składa się z pirytu, o składzie chemicznym FeS2. Półprzewodnikowy materiał podstawowy 20 jest związany z przynajmniej borem i fosforem, lub domieszkowany nimi, przy czymw ukazanym przykładzie półprzewodnikowy materiał podstawowy składa się z warstwy FeS2 20.
Ten półprzewodnikowy element konstrukcyjny ukształtowany jako ogniwo na ciele stałym, składa się z jednowarstwowo nałożonego półprzewodnikowego materiału podstawowego 20 z najczystszego pirytu warstwy fosforu 21 i warstwy boru 22. Te warstwy, fosforu 21 i boru 22, są przy tym naniesione w taki sposób na odpowiednie powierzchnie warstwy pirytu 20, że między materiałem półprzewodnikowym a fosforem (P), bądź borem (B), występuje złącze powstałe w wyniku domieszkowania. Korzystne jest, jeśli każda z tych warstw, fosforu 21 i boru 22, naniesiona jest grubością pojedynczych mikrometrów za pomocą opisanego poniżej sposobu.
PL 192 742 B1
Na tej podstawie osiąga się pożądane działanie przeznaczonego na ogniwo słoneczne, półprzewodnikowego elementu konstrukcyjnego 10, za pomocą którego przy oświetleniu światłem słonecznym powstaje prąd elektryczny, który korzystnie zbierany jest w znany sposób z materiałów przewodzących 13 i 15 naniesionych od wierzchu i od spodu na warstwy półprzewodnikowe, przy czym materiał przewodzący 15 osłonięty jest izolatorem 14. Te materiały przewodzące są połączone za pomocą nie przedstawionych przewodów z odbiornikiem lub podobnym urządzeniem.
Na figurze 1 przedstawiono ogniwo słoneczne o prostej konstrukcji według wynalazku. Możliwe jest również stosowanie materiałów przewodzących z warstwą półprzewodnikową w innej konfiguracji i liczbie. Taki półprzewodnikowy element konstrukcyjny może być stosowany jako ogniwo słoneczne w najróżniejszych wykonaniach, czy to jako ogniwa małe, na przykład do kalkulatora kieszonkowego, czy też jako ogniwa słoneczne do ogrzewania domów i do zasilania dużych instalacji, zwłaszcza przeznaczonych do przetwarzania energii słonecznej na prąd elektryczny.
W przypadku pirytu, jako minerału występującego w przyrodzie, chodzi o najbardziej rozpowszechniony siarczek na ziemi, który otrzymuje się na przykład w Hiszpanii z pokładów rudy metodą hydrotermiczną. Poszczególne kryształy pirytu mają kolor mosiądzu lub zaprawy i są bardzo twarde, ich twardość w skali Mohsa wynosi 6 do 6,5. Piryt ma współczynnik rozszerzalności termicznej przy 90K do 300K wynoszący 4,5x10-6 K-1 a przy 300K do 500K wynoszący 8,4x10-6 K-1. Piryt o składzie chemicznym FeS2 ma komórkę elementarną złożona z 12 atomów, i o długości komórki jednostkowej wynoszącej około 5,4185 Angstremów. Jako typowe podstawowe formy pokroju kryształu pirytu występuje sześcian, forma regularna, dwunastościan pięciokątny. Dodatkową zaletą takiego półprzewodnikowego elementu konstrukcyjnego jest to, że ten piryt wykazuje dobrą kompatybilność środowiskową.
Z zasady działania ogniwa słonecznego 10, zgodnie z ogólnie obowiązującymi regułami mechaniki kwantowej wynika, że aktywne są tylko te kwanty światła, których energia jest przynajmniej równa szerokości strefy zabronionej i co najwyżej równa różnicy energii między dolną krawędzią pasma walencyjnego, a górną krawędzią pasma przewodnictwa. Ilość otrzymanych nośników ładunku wewnątrz półprzewodnika zależy, poza energią i liczbą fotonów padających na jednostkę powierzchni, od współczynników absorpcji a półprzewodnika. Piryt w porównaniu ze zwykłymi materiałami półprzewodnikowymi, dysponuje bardzo dużymi wartościami współczynnika absorpcji, który przy krawędzi pasma wynosi a > 105 cm-1 dla długości fali l < 1mm. Przy ukształtowaniu elementu półprzewodnikowego 10 według wynalazku można tę właściwość pirytu wykorzystać w pełni.
Na figurze 2 przedstawiono rozszczepienie poziomów energetycznych stanów Fe d w polu ośmiościanu Oh, i w polu zniekształconego ośmiościanu pochyłego O3d pirytu. Powstaje przy tym przerwa pasmowa półprzewodnikowego materiału podstawowego w wyniku rozszczepienia stanu D Fe na stany, obsadzony t2g i nieobsadzony eg, przy czym ta przerwa pasmowa wynosi do 0,7 eV i powyżej. Pasmo walencyjne ma szerokość wynoszącą 0,8 eV lub powyżej, a grupa znajdująca się poniżej oddzielona jest przerwą wynoszącą również około 0,8 eV. Stany powyżej pasma przewodnictwa mają źródło w stanach Fe 4s i 4p. Według molekularnej teorii orbitali przerwa energetyczna w przypadku pirytu powstaje w wyniku rozszczepienia stanów 3d żelaza na stany energetyczne, niższy obsadzony t2g, i nieobsadzony eg. Rozszczepienie spowodowane jest zniekształceniem pola ośmiościanu pochyłego siarki, które jest lekko zniekształcone i powoduje dodatkowe, w tym przypadku jednak nieistotne, rozszczepienie poziomu energetycznego.
Na figurze 3 z kolei przedstawiono schematycznie przekrój elementu półprzewodnikowego 50, składającego się z przynajmniej jednej wierzchniej warstwy pirytu 51, która stanowi półprzewodnikowy materiał podstawowy 40, warstwy boru 52 i warstwy fosforu 53. Piryt 51 jest przy tym naniesiony na stronie wierzchniej, na którą jako pierwszą działa padające promieniowanie słoneczne lub podobne. Przy tym rozmieszczeniu warstw powstaje z kolei połączenie, lub wbudowanie fosforu 53 i boru 52, w graniczący z nimi piryt 51 materiału podstawowego. Elementy przewodzące mogą być rozmieszczone w ten sposób, że obejmują warstwy, odpowiednio 51, 52, 53, czego dokładniej nie przestawiono.
W odróżnieniu od przedstawionego na fig. 3 warstwowego półprzewodnikowego materiału podstawowego 40, poprzecznie względem otrzymanej jako monokryształ tarczy pirytowej mogłaby być rozmieszczona jedna lub więcej warstwa boru i jedna lub więcej warstwa fosforu.
Również półprzewodnikowe materiały podstawowe 20, bądź do tych ogniw słonecznych 10, 50 według wynalazku mogą być wykonane na różne sposoby. Piryt o składzie FeS2 może być albo otrzymywany ze źródeł naturalnych, albo syntetycznie wytwarzany lub hodowany, z żelaza i siarki.
PL 192 742 B1
Przy użyciu, w charakterze półprzewodnikowego materiału podstawowego 20, naturalnych krysz15 -3 tałów pirytowych, ten piryt, który ma wypadkową gęstość nośników ładunkowych około 1015 cm-3, musi być w znany sposób oczyszczany strefowo, dla osiągnięcia określonego stopnia czystości wynoszącego 99,9 9-%. Również zastosowane wchodzące w połączenie, bądź domieszkujące, fosfor i bór powinny mieć najwyższy stopień czystości wynoszący 99,9 9-%, dla umożliwienia wytwarzania ogniw o najwyższej jakości.
W przypadku sztucznego wytwarzania lub hodowania pirytu jako półprzewodnikowego materiału podstawowego można stosować różne metody, przy czym materiałami wyjściowymi mogą materiały wielokrotnie czyszczone strefowo, dla osiągnięcia najwyższej możliwej czystości po ich chemicznym połączeniu.
Jako metoda wytwarzania nadaje się między innymi metoda transportu fazą gazową (CVT), w przypadku której gradient temperaturowy przy otrzymywaniu związku siarki powinien zawierać się w granicach od 250°C do 1200°C. Kiedy jako naturalny materiał wyjściowy wykorzystywany jest piryt, temperatura może po stronie niskotemperaturowej zmieniać się w granicach od 250°C do 850°C. W charakterze środka transportowego do doprowadzania siarki do żelaza można wymienić przykładowo brom (Br2, FeBr3) lub inny czynnik roboczy.
Hodowanie kryształu obywa się na przykład w roztworze sopowym wielosiarczku sodu. Piryt można hodować z oczyszczonych pierwiastków węgla i siarki poza standardowym gradiencie temperaturowym między 250°C a 1200°C, również przy gradientach od 200°C do 1400°C. Ta metoda CVT zapewnia podwyższoną odtwarzalność przy produkcji i pozwala na otrzymanie kryształów o czystości absolutnej.
Przy otrzymywaniu dużych monokrystalicznych elementów pirytu korzystne jest, jeśli stosuje się proces wytwarzania przez roztwór stopowy z tellurem, BrCl2 Na,S2 lub podobnymi materiałami.
Inny wariant sposobu wytwarzania pirytu polega na rozpylaniu jonowym RF. Odbywa się to w instalacji rozpylającej, w której tarcza pirytowa rozpylana jest za pomocą plazmy argonowosiarkowej. Przepływ argonu wynosi z reguły między 0,1 ml/min a 300 ml/min, a siarka wprowadzana jest przez odparowanie siarki w postaci pierwiastka. Przy osadzaniu utrzymywane jest ciśnienie robocze wynoszące około 1 Pa (0,01 mbara) lub powyżej bądź poniżej. Stosowany automatyczny potencjał wstępny DVC ustawia się na 0 do 400 woltów. Temperaturę podłoża dobiera się w zakresie od 80°C do 950°C. Za pomocą takiego sposobu można w zasadzie wytwarzać również struktury polikrystaliczne.
Do wytwarzania półprzewodnikowych elementów konstrukcyjnych według wynalazku w postaci warstw cienkich można stosować nieidentyczny układ materiałowy. Odpowiednie jest do tego są metody: reaktywnego napylania na tarczę z pirytu, metoda MOCVD i napylanie pirolityczne. Poza tym według metody odparowywania termicznego można za pomocą systemu podającego, który w sposób ciągły wprowadza niewielkie ilości mieszaniny proszkowej do gorącego źródła odparowującego, zapewnić, że ten materiał pod działaniem wysokiej temperatury odparowuje w przybliżeniu całkowicie. Przy odparowaniu takiego rodzaju osiąga się tę korzyść, że można wpływać na zależności stechiometryczne i ewentualne domieszkowanie, ponieważ na przykład substancję domieszkującą można dodawać wprost do proszku. Przy tworzeniu siarczku żelaza z cienkich warstw żelazowych, czy to czysto termicznym, czy za pomocą plazmy, jest możliwe otrzymywanie bardzo czystych materiałów wyjściowych.
Duży wpływ na współczynnik sprawności ogniwa słonecznego ma grubość warstwy aktywnej. Do oceny współczynnika sprawności, i potrzebnych do tego parametrów ogniwa można ustalić odpowiednie zakresy graniczne.
Dla domieszkowania lub tworzenia połączeń półprzewodnikowego materiału podstawowego z fosforem i borem korzystne jest, jeśli te ostatnie stosuje się w ilości procentowej od 10-6 do 20% materiału podstawowego. Zależy to od docelowych właściwości gotowego półprzewodnikowego elementu konstrukcyjnego.
Półprzewodnikowy element konstrukcyjny mógłby być wykonany również jako tak zwane ogniwo tandemowe. Przy tym domieszkowana warstwa pirytu mogłaby współdziałać z dodatkową warstwą p i n z innego kryształu półprzewodnikowego, na przykład z krzemu, z arsenku galu lub innego dobieranego materiału. W przypadku takiego półprzewodnikowego elementu konstrukcyjnego możliwe byłoby osiągnięcie maksymalnego wykorzystania widma słonecznego, kiedy udałoby się osiągnąć za pomocą takich różnych półprzewodnikowych materiałów podstawowych pokrycie przerwy energetycznej między 1,0 eV a 1,8 eV.
Według figury 4 można w ramach niniejszego wynalazku wykorzystywać również złącza heterogeniczne między różnymi materiałami półprzewodnikowymi, jak to już powyżej objaśniono szczegóło6
PL 192 742 B1 wo w odniesieniu do fig. 3. Warunkiem jest przy tym, aby wartości stałych sieciowych i współczynników rozszerzalności termicznej obu substancji nie różniły się zbyt znacznie od siebie. Możliwe jest na przykład połączenie półprzewodnika 31 o typie przewodności p z pirytu, z półprzewodnikiem o przewodności typu n z określonego innego materiału. Za pomocą tego złącza heterogenicznego zapewnia się wprowadzenie nieciągłości pasm, dzięki której można w nowy sposób oddziaływać na przenoszenie nośników ładunkowych Poszczególne materiały półprzewodnikowe 31 i 32 mają różne przerwy pasmowe EG, prace wyjścia FS, jak również powinowactwa elektronowe c.
Znane są, opracowane specjalnie do wytwarzania złącz heterogenicznych, metody epitaksji, które można wykorzystywać również do półprzewodnikowych materiałów podstawowych stosowanych według niniejszego wynalazku. Dla pierwszego stosuje się nanoszenie warstw epitaksjalnych metodą wiązek molekularnych (MBE) a dla drugiego epitaksję z fazy gazowej (MOCVD) w postaci osadzania zfazy gazowej związków metaloorganicznych.
W przypadku cienkowarstwowych ogniw słonecznych ze złączem heterogenicznym, w powierzchnię pirytu jako półprzewodnikowego materiału podstawowego, wbudowywanie fosforu i boru, bądź domieszkowanie nimi, realizuje się, korzystnie, przez implantację jonową, zachodzącą przy przyspieszaniu cząstek. Przy tym atomy domieszkujące po jonizacji osiągają stan dużej energii i wstrzeliwane są do materiału podstawowego, w którym na pewnej charakterystycznej głębokości wnikania zostają wyhamowane, i pozostają na niej. W przypadku tego procesu implantacji następuje znaczne uszkodzenie sieci krystalicznej półprzewodnika, który wymaga regeneracji przez obróbkę termiczną. Przy tym następuje dyfuzja implantowanych miejscowych zaburzeń i wbudowanie ich w tę sieć. Odpowiednio do tego powstają profile mieszane, spowodowane implantacją jonów i dyfuzją zaburzeń.
W metodzie epitaksji wiązką molekularną (MBE) chodzi o specjalny proces odparowywania. Materiał odparowuje się w ogrzewanych cylindrycznych rurach o niewielkim otworze po stronie czołowej. Wielkość tego otworu wyznacza szybkość przenoszenia materiału do elementu obrabianego. Ultra wysoka próżnia, kontrolowana za pomocą analizatora masowego, jak również ochłodzonych ekranów blaszanych umożliwia powstawanie kryształów bardzo czystych. Strukturę tych warstw krystalicznych można kontrolować w trybie prawie bezpośrednim (on-line) przez tak zwane pomiary RHEED (Reflected High Energy Electron Diffraction), i dokładnie ustawiać ich grubość przez regulację temperatury i szybkie odcinanie z dokładnością do jednej warstwy atomowej.
Półprzewodnikowy element konstrukcyjny przy strukturze wielowarstwowej może zawierać do około stu warstw. Byłoby do pomyślenia na przykład, aby półprzewodnikowy element konstrukcyjny zfig. 3 wykonywać z więcej, niż trzema różnymi warstwami, mógłby się on składać na przykład z wielu warstw pirytu i ewentualnie wielu warstw boru, bądź fosforu.
Półprzewodnikowy materiał konstrukcyjny zastosowany jako piryt, jak już wspomniano powyżej, może być ukształtowany nie tylko jako jedno-, lub wielowarstwowe ogniwo słoneczne na ciele stałym, lecz również jako ogniwo fotochemiczne lub temu podobne.
Bardzo korzystne jest wykorzystanie półprzewodnikowego elementu konstrukcyjnego jako ogniwa słonecznego, ponieważ osiąga on wyjątkowo dużą wartość współczynnika sprawności. Oczywiście, ten półprzewodnikowy element konstrukcyjny może być wykorzystywany również do innych celów, jak na przykład w charakterze diody, tranzystora, tyrystora lub podobnego.
Claims (17)
- Zastrzeżenia patentowe1. Półprzewodnikowy element konstrukcyjny, zwłaszcza ogniwo słoneczne, zawierający co najmniej jeden półprzewodnikowy materiał podstawowy o strukturze mono- lub polikrystalicznej, składający się przynajmniej częściowo z pirytu o składzie chemicznym FeS2, i oczyszczony do określonego stopnia czystości, znamienny tym, że składający się przynajmniej częściowo z pirytu o chemicznym składzie FeS2 półprzewodnikowy materiał podstawowy (20, 40) związany jest przynajmniej z borem (52)i fosforem (53), lub też jest nim domieszkowany.
- 2. Półprzewodnikowy element konstrukcyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że wielowarstwowy półprzewodnikowy materiał podstawowy zawiera przynajmniej jedną warstwę p lub n pirytu (31) i przynajmniej jedną warstwę p lub n z innego półprzewodnika (32).
- 3. Półprzewodnikowy element konstrukcyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie masowe każdego z pierwiastków wbudowanych w półprzewodnikowy materiał podstawowy (20, 40) wynosi od 10-6 do 20%.PL 192 742 B1
- 4. Półprzewodnikowy element konstrukcyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że półprzewodnikowy element konstrukcyjny jest ukształtowany jako jedno-, lub wielowarstwowe ogniwo słoneczne, jako cienkowarstwowe ogniwo słoneczne, jako ogniwo słoneczne MIS, jako ogniwo fotochemiczne lub podobne .
- 5. Półprzewodnikowy element konstrukcyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że piryt ma współczynnik rozszerzalności termicznej przy 90K do 300K wynoszący 4,5x10-6 K-1 a przy 300K do 5DOK wynoszący 8,4x10-6 K-1.
- 6. Półprzewodnikowy element konstrukcyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że piryt o składzie chemicznym FeS2, ma komórkę elementarną złożoną z 12 atomów, i o długości komórki jednostkowej wynoszącej około 5,4185 Angstremów, przy czym pokroje podstawowe kryształu pirytu występują jako sześcian, forma regularna, jako dwunastościan pięciokątny lub jako ośmiościan.
- 7. Półprzewodnikowy element konstrukcyjny według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że wykonany z pirytu półprzewodnikowy materiał podstawowy jest wielokrotnie oczyszczany strefowo, i ma, korzystnie, stopień czystości wynoszący 99,9 9-%.
- 8. Półprzewodnikowy element konstrukcyjny według zastrz. 4, znamienny tym, że półprzewodnikowy element konstrukcyjny w przypadku struktury wielowarstwowej zawiera do około stu warstw.
- 9. Sposób wytwarzania półprzewodnikowego elementu konstrukcyjnego, zwłaszcza ogniwa słonecznego, zawierającego co najmniej jeden półprzewodnikowy materiał podstawowy o strukturze mono- lub polikrystalicznej, składający się przynajmniej częściowo z pirytu o składzie chemicznym FeS2 i oczyszczony do określonego stopnia czystości, znamienny tym, że stosowany piryt o składzie FeS2 otrzymuje się ze źródeł naturalnych, albo syntetycznie wytwarza się lub hoduje, przy czym łączy się go przynajmniej z borem (52) i fosforem (53), lub też nimi domieszkuje.
- 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że piryt, bądź przy jego syntetycznym otrzymywaniu materiały wyjściowe, żelazo i siarka, wielokrotnie oczyszcza się strefowo, dla otrzymania stopnia czystości wynoszącego 99,9 9-%.
- 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że piryt otrzymuje się metodą hydrotermiczną i metodą chemiczną na mokro (CVT).
- 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że piryt otrzymuje się metodą stapiania z tellurem, NaS2, lub FeCl2.
- 13. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że piryt otrzymuje się i/lub domieszkuje metodą transportu z fazą gazową.
- 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że do transportu z fazą gazową stosuje się środek transportowy Br2.
- 15. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wytwarzanie pi rytu przeprowadza się przez sulfidację plazmową, sulfidację termiczną, metodą MOCVD, przez napylanie reakcyjne, pirolizę z rozpylaniem, lub inną metodą.
- 16. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wiązanie i wprowadzanie jako domieszki boru i/lub fosforu z pirytowym materiałem podstawowym przeprowadza się metodą epitaksji.
- 17. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wiązanie i wprowadzanie jako domieszki boru i/lub fosforu z pirytowym materiałem podstawowym przeprowadza się metodą implantacji jonowej.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98810382A EP0954033A1 (de) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Halbleiterbauelement, insbesondere eine Solarzelle, mit einer Schicht aus Pyrit, sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL337092A1 PL337092A1 (en) | 2000-07-31 |
| PL192742B1 true PL192742B1 (pl) | 2006-12-29 |
Family
ID=8236060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL337092A PL192742B1 (pl) | 1998-04-29 | 1998-10-23 | Półprzewodnikowy element konstrukcyjny, zwłaszcza ogniwo słoneczne, oraz sposób jego wytwarzania |
Country Status (26)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6635942B2 (pl) |
| EP (2) | EP0954033A1 (pl) |
| JP (1) | JP3874429B2 (pl) |
| KR (1) | KR100613524B1 (pl) |
| CN (1) | CN1218405C (pl) |
| AR (1) | AR019111A1 (pl) |
| AT (1) | ATE287576T1 (pl) |
| AU (1) | AU756671B2 (pl) |
| BG (1) | BG64069B1 (pl) |
| BR (1) | BR9808074B1 (pl) |
| CA (1) | CA2275298C (pl) |
| CZ (1) | CZ298589B6 (pl) |
| DE (1) | DE59812504D1 (pl) |
| DK (1) | DK1032949T3 (pl) |
| ES (1) | ES2239406T3 (pl) |
| HU (1) | HU227655B1 (pl) |
| IL (1) | IL131534A (pl) |
| MY (1) | MY124379A (pl) |
| NO (1) | NO993552L (pl) |
| NZ (1) | NZ336848A (pl) |
| PL (1) | PL192742B1 (pl) |
| PT (1) | PT1032949E (pl) |
| RU (1) | RU2219620C2 (pl) |
| TR (1) | TR199903266T1 (pl) |
| TW (1) | TW434915B (pl) |
| WO (1) | WO1999056325A1 (pl) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1300375C (zh) * | 2004-12-07 | 2007-02-14 | 浙江大学 | 电沉积氧化及热硫化合成二硫化铁薄膜的方法 |
| US8093684B2 (en) * | 2006-01-16 | 2012-01-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Iron sulfide semiconductor doped with Mg or Zn, junction devices and photoelectric converter comprising same |
| JP4938314B2 (ja) * | 2006-01-16 | 2012-05-23 | シャープ株式会社 | 光電変換装置および半導体接合素子の製造方法 |
| US20110240108A1 (en) | 2010-04-02 | 2011-10-06 | Matt Law | Method To Synthesize Colloidal Iron Pyrite (FeS2) Nanocrystals And Fabricate Iron Pyrite Thin Film Solar Cells |
| US10680125B2 (en) * | 2011-11-15 | 2020-06-09 | Nutech Ventures | Iron pyrite nanocrystals |
| JP5377732B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2013-12-25 | シャープ株式会社 | 半導体、ｐ型半導体、半導体接合素子、ｐｎ接合素子、および光電変換装置 |
| WO2014209834A2 (en) * | 2013-06-24 | 2014-12-31 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Method to produce pyrite |
| US9705012B2 (en) * | 2014-03-18 | 2017-07-11 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of passivating an iron disulfide surface via encapsulation in zinc sulfide |
| US10181598B2 (en) | 2015-01-05 | 2019-01-15 | University Of Florida Resarch Foundation, Inc. | Lithium ion battery cathodes, methods of making, and methods of use thereof |
| CN105140338B (zh) * | 2015-07-29 | 2017-07-04 | 云南师范大学 | 一种低成本FeS2薄膜太阳电池的制备方法 |
| EP3418717A1 (en) | 2017-06-23 | 2018-12-26 | Cellix Limited | A microfluidic apparatus for separation of particulates in a fluid |
| EP3418719A1 (en) | 2017-06-23 | 2018-12-26 | Cellix Limited | System and method for improved identification of particles or cells |
| EP3418721A1 (en) | 2017-06-23 | 2018-12-26 | Cellix Limited | A microfluidic chip |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3852563A (en) * | 1974-02-01 | 1974-12-03 | Hewlett Packard Co | Thermal printing head |
| US4131486A (en) * | 1977-01-19 | 1978-12-26 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Back wall solar cell |
| US4710786A (en) * | 1978-03-16 | 1987-12-01 | Ovshinsky Stanford R | Wide band gap semiconductor alloy material |
| JPS59115574A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置作製方法 |
| US4589918A (en) * | 1984-03-28 | 1986-05-20 | National Research Institute For Metals | Thermal shock resistant thermoelectric material |
| DE3526910A1 (de) * | 1984-07-27 | 1986-02-13 | Hahn-Meitner-Institut für Kernforschung Berlin GmbH, 1000 Berlin | Photoaktive pyritschicht, verfahren zu deren herstellung und verwendung derartiger pyritschichten |
| CA1265922A (en) * | 1984-07-27 | 1990-02-20 | Helmut Tributsch | Photoactive pyrite layer and process for making and using same |
| US4766471A (en) * | 1986-01-23 | 1988-08-23 | Energy Conversion Devices, Inc. | Thin film electro-optical devices |
| FR2694451B1 (fr) * | 1992-07-29 | 1994-09-30 | Asulab Sa | Cellule photovoltaïque. |
| CA2110097C (en) * | 1992-11-30 | 2002-07-09 | Soichiro Kawakami | Secondary battery |
-
1998
- 1998-04-29 EP EP98810382A patent/EP0954033A1/de not_active Withdrawn
- 1998-10-23 AT AT98948658T patent/ATE287576T1/de active
- 1998-10-23 IL IL13153498A patent/IL131534A/en not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 AU AU95275/98A patent/AU756671B2/en not_active Ceased
- 1998-10-23 WO PCT/CH1998/000455 patent/WO1999056325A1/de active IP Right Grant
- 1998-10-23 DE DE59812504T patent/DE59812504D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-23 CA CA002275298A patent/CA2275298C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-23 PT PT98948658T patent/PT1032949E/pt unknown
- 1998-10-23 PL PL337092A patent/PL192742B1/pl unknown
- 1998-10-23 KR KR1019997006817A patent/KR100613524B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 CZ CZ0150499A patent/CZ298589B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 TR TR1999/03266T patent/TR199903266T1/xx unknown
- 1998-10-23 CN CN988024780A patent/CN1218405C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-23 JP JP54086599A patent/JP3874429B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-23 DK DK98948658T patent/DK1032949T3/da active
- 1998-10-23 BR BRPI9808074-1A patent/BR9808074B1/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 NZ NZ336848A patent/NZ336848A/en not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 EP EP98948658A patent/EP1032949B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-23 RU RU99118904/28A patent/RU2219620C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-10-23 ES ES98948658T patent/ES2239406T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-23 US US09/319,772 patent/US6635942B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-23 HU HU0004391A patent/HU227655B1/hu not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-04-26 MY MYPI99001623A patent/MY124379A/en unknown
- 1999-04-27 AR ARP990101934A patent/AR019111A1/es active IP Right Grant
- 1999-04-28 TW TW088106833A patent/TW434915B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-07-20 NO NO993552A patent/NO993552L/no not_active Application Discontinuation
- 1999-09-01 BG BG103706A patent/BG64069B1/bg unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar et al. | Barium disilicide as a promising thin-film photovoltaic absorber: structural, electronic, and defect properties | |
| US9620696B2 (en) | Thermoelectric conversion material and producing method thereof, and thermoelectric conversion element using the same | |
| PL192742B1 (pl) | Półprzewodnikowy element konstrukcyjny, zwłaszcza ogniwo słoneczne, oraz sposób jego wytwarzania | |
| KR101626933B1 (ko) | 신규한 화합물 반도체 및 그 활용 | |
| Ghosh et al. | Growth and optical properties of nanocrystalline Sb2Se3 thin-films for the application in solar-cells | |
| Turkoglu et al. | Effect of defects and secondary phases in Cu2ZnSnS4 absorber material on the performance of Zn (O, S) buffered devices | |
| Ayala et al. | Facile synthesis of Cu2ZnGeS4 thin films from binary metal sulfides and study of their physical properties | |
| Kauk-Kuusik et al. | Nano-scale sulfurization of the Cu 2 ZnSnSe 4 crystal surface for photovoltaic applications | |
| KR101008035B1 (ko) | 신규한 화합물 반도체 물질 및 그 제조 방법과, 이를이용한 태양 전지 | |
| Yousefi | Metal‐Selenide Nanostructures: Growth and Properties | |
| KR101614063B1 (ko) | 신규한 화합물 반도체 및 그 활용 | |
| Trykozko et al. | Photoelectrical properties of CuInSe2 thin films | |
| KR20180077040A (ko) | 신규한 화합물 반도체 및 그 활용 | |
| Hobson | Growth and Properties of Bulk CZTSSe and Sb2Se3 for Solar Cells | |
| Jang | Bandgap Engineering and Doping in ZnCdO Thin Films | |
| Antony | Preparation and characterisation of certain II-VI, I-IIIVI2 semiconductor thin films and transparent conducting oxides | |
| Jieratum | Iron and copper chalcogenides: photovoltaic absorber candidates and YZrF7: a new upconversion host | |
| KHEMIRI | Compendium of Publications | |
| Kumar | Investigations on Photo Conducting Behaviour of Halide Perovskites | |
| McCracken | The copper-bismuth-sulphur material system and thin film deposition of Cu3BiS3 by sputtering and evaporation for the application of photovoltaic cells | |
| MXPA99008281A (en) | Semiconductor element, especially a solar cell, and method for the production thereof | |
| Töreli | Investigation of some physical properties of Ga-doped and (Ga-K)-co-doped CdS thin films | |
| Peak et al. | 4.5 Donor-Acceptor and free-to-bound transitions in CuInSez/ITO hetero-structure | |
| Aldrin et al. | Preparation and characterisation of certain II-VI, I-III-VI2 semiconductor thin films and transparent conducting oxides |