PT1355359E - Conexão em série de auto-ajuste de camadas finas e grossas e processo para o fabrico. - Google Patents

Conexão em série de auto-ajuste de camadas finas e grossas e processo para o fabrico. Download PDF

Info

Publication number
PT1355359E
PT1355359E PT02006161T PT02006161T PT1355359E PT 1355359 E PT1355359 E PT 1355359E PT 02006161 T PT02006161 T PT 02006161T PT 02006161 T PT02006161 T PT 02006161T PT 1355359 E PT1355359 E PT 1355359E
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
layer
substrate
connection according
tracks
main
Prior art date
Application number
PT02006161T
Other languages
English (en)
Inventor
Volker Geyer
Original Assignee
Scheuten Glasgroep Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scheuten Glasgroep Bv filed Critical Scheuten Glasgroep Bv
Publication of PT1355359E publication Critical patent/PT1355359E/pt

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/0248Semiconductor 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
    • H01L31/0352Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/03529Shape of the potential jump barrier or surface barrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0465PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising particular structures for the electrical interconnection of adjacent PV cells in the module
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/073Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type comprising only AIIBVI compound semiconductors, e.g. CdS/CdTe solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0749Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541CuInSe2 material PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/543Solar cells from Group II-VI materials
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/942Masking
    • Y10S438/944Shadow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Pinball Game Machines (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Description

"CONEXÃO EM SÉRIE DE AUTO-AJUSTE DE CAMADAS FINAS E GROSSAS E PROCESSO PARA O FABRICO" O invento diz respeito a uma conexão em série de auto-ajuste de camadas finas e grossas e um processo para o fabrico.
Na indústria existe uma necessidade crescente de processos para o fabrico de conexões em série de camadas finas e grossas, mas é nomeadamente na fotovoltaica que o problema da conexão em série de células de camadas finas e grossas ainda não está solucionado de forma satisfatória. 0 método mais conhecido para o fabrico de conexões em série de camadas finas é a aplicação de cada uma das camadas, interrompido por passos do processo em que a camada aplicada é separada a laser ou meios mecânicos. Para este efeito, são necessários, de forma típica, vários passos de tratamento em que a camada aplicada é provida de cortes de separação com interrupções.
Estes processos de fabrico têm diversas desvantagens. Visto que os cortes, para minimizar áreas mortas, têm de estar muito próximos uns dos outros, mas não devem ficar sobrepostos ou cruzados, pois senão provoca curto-circuitos ou falhas, é p. ex. necessário um ajuste extremamente exacto do substrato. Além disso, para a realização de um processo "inline", deve ser ajustada uma estação correspondente para cada corte a efectuar. Se, pelo contrário, o processo não for efectuado num processo "inline", deve transportar-se o substrato, para cada corte, para uma estação de corte.
Do registo internacional de patente WO 96/30935 é conhecido um processo para o fabrico de componentes electrónicos de várias camadas em que são aplicadas, alternadamente, camadas de condução eléctrica e isolamento. Nessa ocasião, utiliza- se um substrato em cuja superfície se encontram travessas com um perfil rectangular de modo a que uma deposição de camada orientada provoca uma desactivação de áreas entre as travessas sob um ângulo de incidência. 0 registo europeu de patentes EP 0 853 345 AI descreve um processo para a formação de camadas CdTe no fabrico de células solares. As camadas CdTe são aplicadas através de processos de sublimação em que a fonte do material a ser utilizada num processo deste tipo é formada misturando um pó de CdTe com outros componentes para se obter uma pasta que é aplicada num substrato. Este substrato de fonte é disposto numa distância fixa em frente a um substrato a revestir de modo a que, em caso de aquecimento do substrato de fonte, se forma uma camada CdTe no substrato oposto.
Do registo alemão de publicação DE 37 27 825 AI é conhecido um processo para o fabrico de um módulo solar de camada fina de conexão em série em silício cristalino em que, num substrato com uma grande área, são aplicadas travessas estreitas e estas são revestidas umas a seguir as outras com várias camadas de função. Para se manter determinadas áreas livres de material de deposição de uma camada, são p. ex. utilizadas técnicas de máscara, polimento, corrosão ou a laser. A função do invento é a continuação do desenvolvimento do processo, de acordo com o tipo, para o fabrico de conexões em série de auto-ajuste de camadas finas e/ou grossas de modo a evitar as desvantagens de processos de fabrico habituais e apresentar poucos passos de processo e se possível simples de efectuar.
Além disso, a função do invento é a disponibilização de uma conexão em série de auto-ajuste de camadas finas e/ou grossas que pode ser fabricada através de poucos passos de processo e se possível simples de efectuar.
De acordo com o invento, esta função é solucionada de modo a que pistas de condução eléctrica sejam aplicadas num substrato e o substrato seja exposto, sob vários ângulos de incidência, a várias deposições de camadas de materiais condutivos, semicondutores e/ou de isolamento.
Ao aplicar as deposições de camada sob diversos ângulos são desactivadas várias áreas entre as pistas e, deste modo, não estão expostas a respectiva deposição de material.
Além disso, a função é solucionada de modo a que sejam aplicadas, adicionalmente as deposições de camadas, sob um ângulo, mais camadas contando, para isso, nomeadamente uma camada principal de partículas granulares.
Esta camada de granulado representa o semicondutor da conexão em série e deve ser designado de camada grossa, pois contrariamente as camadas finas aplicadas, com espessuras com o tamanho 50 nm a 50 pjs, apresenta uma espessura do tamanho 10 pt a 200 PP A conexão em série resultante do processo de acordo com o invento representa portanto uma conexão de camadas finas e grossas através do qual pode realizar-se um fluxo de corrente.
As pistas aplicadas no substrato têm de preferência um perfil rectangular, mas também são possíveis outras geometrias de perfil. P. ex., as pistas podem ter um perfil triangular, trapezoidal ou redondo. As pistas são aplicadas numa área de substrato, pode tratar-se, p. ex., de vidro. Após a aplicação das pistas, o substrato é exposto sucessivamente a vários revestimentos e passos de tratamento. Para o efeito, fazem parte pelo menos várias deposições de camadas sob um ângulo de aplicação em relação a superfície de substrato e a formação de uma camada semicondutora através da aplicação de partículas granulares. O sentido da respectiva deposição sob um ângulo encontra-se de preferência, verticalmente em relação ao ajuste longitudinal das pistas e num ângulo em relação a superfície do substrato de modo a que entre as pistas surjam áreas que são desactivadas pelos flancos da pista, não sendo, assim, expostas a nenhuma deposição.
Numa versão de modelo do invento especialmente preferida são, para uma conexão em série de camadas finas e grossas, aplicadas pelo menos três camadas principais sob ângulos diferentes em relação a superfície do substrato e uma camada de granulado. As camadas principais podem consistir em camadas individuais que são preferencialmente aplicadas sob um ângulo conjunto a camada individual. Além disso, as camadas principais podem ser interrompidas ou complementadas por várias camadas e passos de processos que são necessários para a formação de uma conexão em série.
Em seguida, é descrito um exemplo de modelo especialmente preferido de uma conexão em série composta por quatro camadas principais em que três camadas principais são aplicadas num ângulo e uma camada principal consiste em granulado. As quatro camadas principais são complementadas por mais camadas que são necessárias para a formação de uma conexão em série das camadas. Para o efeito, são aplicadas num substrato pistas electricamente condutoras, sendo em seguida aplicada a primeira camada principal. Quanto a esta camada trata-se de um novo contacto de uma cola condutora ou semicondutora. Esta primeira deposição sob um primeiro ângulo de incisão a provoca uma estratificação do substrato, de um flanco e lado superior de uma pista sendo que uma determinada zona atrás das pistas não é revestida com a cola. Numa determinada distância atrás das pistas realiza-se novamente uma estratificação do substrato, que prossegue no flanco da próxima pista. A selecção do ângulo de incisão da deposição depende do tamanho das partículas granulares a aplicar posteriormente. Para que no lado sombreado da respectiva pista não entre granulado em contacto com a pista e permaneça aderente, a área sombreada tem de ser pelo menos tão grande como um diâmetro de granulado.
Na segunda camada principal trata-se de uma camada semi-condutora que se forma através da aplicação de partículas em forma de granulado. 0 granulado é aplicado no revestimento de cola ainda não endurecido e fica aí aderente. Para se alcançar um isolamento entre o granulado, é colocada uma camada de polímero isolante nos espaços intermédios do granulado. Isto pode suceder-se, p. ex., através processos de imersão ou pulverização.
Para a formação de uma transição p/n é necessário aplicar agora uma camada de condução "n". Nesta camada de protecção pode tratar-se, p. ex., de sulfito de cádmio que é aplicado através de processos da Chemical Bath Deposition. Se forem utilizados outros materiais para a camada de condução "n", também podem ser utilizados processos como o sputtering (PVD), CVD, ALD (Atomic Layer Deposition).
Após a camada de condução "n", realiza-se a aplicação de uma terceira camada principal sob um ângulo β. Trata-se de uma camada intrínseca cuja parte integrante principal está numa forma de modelo especialmente preferida do invento ZnO.
Após a camada intrínseca efectua-se outra deposição de camada sob um ângulo γ em relação a superfície do substrato. Nesta terceira camada principal trata-se de um contacto dianteiro de condução.
Através da repetição descrita de deposições de camada sob ângulos diversos e aplicação da camada semicondutora sob a forma de granulado forma-se uma conexão em série de camadas finas e/ou grossas que é adequada especialmente para a utilização de células solares. 0 processo descrito para o fabrico de conexões de auto-ajuste de camadas finas e grossas caracteriza-se por diversas vantagens em relação a processos habituais. Por um lado, não é necessário um ajuste absolutamente preciso do substrato a revestir, pois a área sombreada determina as áreas de separação. Por outro lado, através de meios de aplicação adequados, pode reduzir-se ao mínimo a largura da sombra e, deste modo, a área não activa. Além disso, o processo pode ser bem realizado num processo "inline", pois o substrato não tem de ser transportado para a frente e para trás entre as estações de tratamento individuais, mas pode ser tratada numa estação individual com meios de aplicação adequados. Um cruzamento das áreas de separação também não é possível; deste modo, excluem-se fontes de falhas e curto-circuitos .
Em relação a camadas finas habituais, nomeadamente a utilização de uma camada grossa sob a forma de partículas em forma de granulado tem a vantagem que o granulado pode ser criado como cristais individuais o que provoca melhores caracteristicas eléctricas. Além disso, através do processo utilizado, são separados passos de elevada temperatura e baixa temperatura da fotovoltaica da camada fina habitual o que provoca uma maior flexibilidade.
Outras vantagens, especificidades e outras formações apropriadas do invento resultam das sub-reivindicações e da apresentação seguinte de exemplos de modelo preferenciais com base nas ilustrações.
As ilustrações mostram:
Fig 1 um exemplo de modelo de um substrato com pistas aplicadas:
Fig. 2 a aplicação de uma primeira camada de cola sob um ângulo de incisão a;
Fig. 3 a aplicação da camada semi condutora sob a forma de partículas em forma de granulado;
Fig. 4 a aplicação de uma camada isolante;
Fig. 5 a aplicação de uma camada de protecção de condução λλ^ n , f
Fig. 6 a aplicação de uma camada intrínseca sob um ângulo β; Fig. 7 a aplicação de um contacto frontal sob um ângulo γ e Fig. 8 a passagem de corrente na conexão em série resultante das camadas finas e grossas.
Na fig. 1 está apresentado um substrato 10 em que foram aplicadas várias pistas 20 com uma orientação essencialmente paralela umas as outras. A expressão "essencialmente" abrange pistas de passagem exactamente paralela e pistas que divergem do paralelismo até 50% da distância entre as pistas. Quanto ao substrato pode tratar-se, p. ex., de vidro, especialmente vidro "float". Outro substrato adequado representa película de polímero. As pistas 20 são electricamente condutoras e podem consistir em massas de polímero condutor, fritas de vidro condutor, fios metálicos ou outros materiais. O perfil das pistas é preferencialmente rectangular, mas também podem ser seleccionados outros perfis. As pistas podem, p. ex., ter um perfil triangular, trapezoidal e ou redondo. As pistas triangulares podem ser aplicadas de modo a que uma área lateral esteja unida a superfície do substrato. As pistas trapezoidais podem ser aplicadas, p. ex., de modo a que o perfil se reduza em relação a área do substrato.
As pistas podem ser aplicadas, p. ex., através da serigrafia em que a largura B das pistas é determinada pela tela de impressão e as características da pasta utilizada enquanto que a altura H é determinada prioritariamente pelo número de passagens da serigrafia. Para a serigrafia pode utilizar-se p. ex. pasta em grafite e/ou prata. Caso se trate nas pistas de fios de metal, estes podem ser colados com uma cola condutora no substrato.
As dimensões resultantes das pistas são as seguintes: largura B = 10 500 ps e altura H = 5 um 500 ps, O comprimento das pistas pode ser seleccionado como se deseja e depende prioritariamente das dimensões do substrato a revestir. De forma correspondente são utilizadas pistas com comprimentos com o tamanho de 30 a 6 m. A quantidade das pistas aplicadas pode, por isso, também ser seleccionada como se deseja situando-se preferencialmente na área de 50 a 200/m. A distância entre as pistas 20 individuais resulta das dimensões seleccionadas.
Na fig. 2 está apresentado um exemplo de modelo em que é aplicada de acordo com o processo inventivo uma primeira camada principal 30 no substrato 10 e nas pistas 20. Esta primeira deposição de camada realiza-se sob um primeiro ângulo de incidência a em relação a superfície do substrato e de forma adequada verticalmente em relação ao ajuste longitudinal das pistas 20. O ângulo entre o ajuste longitudinal das pistas e o sentido da deposição também pode divergir de 90". Nessa ocasião, são possíveis ângulos entre 90° e Io. A aplicação ajustada do material de cola sob um ângulo a pode realizar-se através de processos de pulverização ou outros processos adequados. Alternativamente a aplicação sob um ângulo, também é possível colocar a camada de cola de forma consequente de modo a que atrás das pistas 20 surjam áreas sem camada de cola.
Da ilustração na fig. 2 conclui-se que devido a estratificação sob um ângulo atrás das pistas surgem áreas sombreadas que, deste modo, não estão expostas a nenhuma deposição. Por isso, realiza-se uma estratificação dos lados superiores e dos flancos das pistas que estão expostos a deposição das áreas entre as pistas que não se encontram na sombra das pistas. A espessura da primeira camada aplicada situa-se, de forma típica, no tamanho de 50 nm a 50 pm.
Esta primeira camada principal forma o novo contacto que, de forma adequada, é composto por uma cola condutora. Como material para esta cola podem ser utilizados materiais de diversas classes de polímero. Especialmente adequados são, p. ex., resinas epoxi, poliuretanos, e/ou poliimidas providos de partículas condutoras adequadas como carbonos, índio, níquel, molibdénio, ferro, liqa de níquel-crómio, alumínio e/ou respectivas liqas e óxidos. Outra possibilidade é os polímeros intrinsecamente condutores. Fazem parte, p. ex., polímeros do grupo dos PANis. A selecção da cola condutora depende, além disso, do tipo de semicondutor, pois entre o semicondutor e a cola deve existir um contacto de ohm. Se uma cola seleccionada tiver um contacto de ohm mas ter uma resistência de camada deficiente, esta camada de cola pode ser apoiada por uma camada aplicada com mais condutibilidade. Esta camada de apoio pode ser, por seu lado, realizada de forma ajustada sob um ângulo. Para o apoio da camada de cola também podem ser aplicados anteriormente outras colas com uma melhor resistência de camada que não apresentam um contacto de ohm para com o semicondutor, mas que, para isso, possuem uma boa condutibilidade.
Da ilustração na f ig. 3 conclui-se como é aplicada uma camada semicondutora sob a forma de partículas 40 granulares. Esta camada representa na segunda camada principal. 0 granulado tem preferencialmente um tamanho de, no máx., 60 pm e consistem em materiais semicondutores adequados da fotovoltaica. Numa forma de modelo especialmente preferida do invento, os materiais semicondutores são da classe dos semicondutores dos grupos 11-VI, dos quais fazem parte, p. ex., disseleneto de cobre e índio, dissulfureto de cobre e índio, disseleneto de cobre índio e gálio ou dissulfureto-disseleneto de cobre índio e gálio. A aplicação do granulado realiza-se de forma adequada antes do endurecimento da primeira camada de cola 30, de modo a que o granulado fique aderente. O granulado pode podem ser aplicados no substrato, P. ex., distribuindo-o, pulverizando-o e/ou pressionando-o. 0 granulado sem contacto na camada de cola podem ser retirados através de métodos adequados como sopro ou agitação. A cola pode eventualmente endurecer antes da remoção deste granulado. A espessura da segunda camada é determinada pelo diâmetro do granulado utilizado, de modo a que as espessuras típicas desta camada principal têm 10 μπι até 200 pm de tamanho. A selecção do ângulo de incisão da deposição depende do tamanho das partículas de granulado aplicadas posteriormente. Foi demonstrado como sendo adequado seleccionar o ângulo de aplicação a da primeira camada de deposição 30 de modo a que a área sombreada atrás das pistas 20 corresponda a, pelo menos, um diâmetro do granulado 40. Deste modo, está assegurado que do lado sombreado da respectiva trajectória não fique granulado aderente e não entre em contacto com a pista.
Da fig. 4 conclui-se que, como próximo passo de processo, é aplicada uma camada isolante 50 no substrato que representa um isolamento eléctrico nos espaços intermédios do granulado 40. Esta camada é composta preferencialmente por um polímero, podendo tratar-se, p. ex., de um polímero do grupo dos epóxidos, poliuretanos, poliacrílicos e/ou poliimidas. A camada de polímero isolante pode ser aplicada, p. ex., através da imersão ou pulverização e a espessura desta camada tem, de forma típica, o tamanho de 10 até 70 % do diâmetro do granulado de modo a que o granulado não seja coberto. Para o efeito, a viscosidade do polímero é ajustada de modo a que o material flua bem da superfície do granulado e fique pouco material na superfície do granulado.
Visto que a superfície do granulado não ter um polímero isolante antes do próximo passo de processo, devem ser removidos os restos que permanecem apesar da viscosidade ajustada de forma reduzida. Isto pode realizar-se, p. ex., através da corrosão com solução alcalina ou ácidos, corrosão plasmática remoção mecânica.
Na fig. 5 está representado como é aplicada uma camada 60 de condução "n" para a formação de uma transição p/n no próximo passo de processo. Pode tratar-se, p. ex., de uma camada de sulfito de cádmio. Esta camada representa uma camada de protecção que é aplicada em função do material seleccionado através de métodos adequados. Se forem utilizados, p. ex., sulfito de cádmio, In (OH, S) ou materiais semelhantes, para a aplicação é adequado o processo da Chemical Bath Deposition. Noutros materiais como, p. ex., Zn-Se e/ou ZnTe é adequado o sputtering. Como outros processos para a aplicação da camada de protecção designam-se, além disso, CVD (Chemical Vapor Deposition), ALD (Atomic Layer Deposition) e ILGAR.
Numa forma de modelo especialmente preferida do invento realiza-se no próximo passo de processo, representado na fig. 6, a aplicação de uma camada intrínseca 70 sob um ângulo β para a superfície do substrato. Trata-se preferencialmente de ZnO. Como métodos de aplicação para esta terceira camada é, por seu lado, adequado o sputtering CVD, ALD ou ILGAR. Foi demonstrado como sendo adequado seleccionar o ângulo β de modo a que os flancos das pistas, que estavam sombreados no primeiro passo de processo da camada 30 também não sejam estratificados. No entanto, o ângulo só deve divergir pouco de 90°, de modo a que os ângulos típicos com o tamanho de 70" a 89" estejam relacionados com a superfície do substrato. Na ilustração na fig. 6 está representado um ângulo £ de 90".
Da ilustração na fig. 7 conclui-se, como último passo de processo, se realiza a estratificação com um contacto dianteiro condutor 80 (contacto frontal) sob um ângulo γ para a superfície do substrato. Esta quarta camada principal também pode ser aplicada com métodos como o sputtering ou CVD. Como material do contacto dianteiro podem ser utilizados, p. ex., diversos TCOs (Transparent Conductive Oxides). 0 ângulo γ está oposto ao ângulo a de modo a que os flancos, que até agora não foram estratificados, estejam agora expostos a uma deposição. 0 processo está agora terminado e as camadas resultantes representam uma conexão em série utilizadas, p. ex., para células solares. 0 circuito de corrente está representado na fig. 7 através de indicações de setas.
Lista de símbolos de referência: (44) 10 Substrato 20 Pistas electricamente condutoras 30 Camada de cola sob um ângulo de aplicação a 40 Camada semicondutora de partículas granulares 50 Camada isolante 60 Camada de protecção de condução "n" 70 Camada intrínseca sob um ângulo de aplicação js 80 Camada de contacto dianteiro sob um ângulo de aplicação γ

Claims (39)

1. Processo para o fabrico de conexões em série de auto-ajuste de camadas finas e/ou grossas, caracterizado pelos seguintes passos de processo: - Aplicação de pistas com condutibilidade eléctrica (20) num substrato (10) , - Aplicação de uma primeira camada principal (30) de um material de cola condutora, segundo um ângulo a em relação a superfície do substrato, - Aplicação de uma segunda camada principal de partículas granulares (40) que ficam aderentes na primeira camada principal, no substrato (10), - Aplicação de várias camadas associadas a passos de tratamento dependentes do material e do processo, - Aplicação de uma terceira camada principal (70) segundo um ângulo js em relação a superfície do substrato, e - Aplicação de uma quarta camada principal (80) segundo um ângulo γ em relação a superfície do substrato, - em que os ângulos a e γ são diferentes de 90° e opostos um ao outro.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a aplicação orientada das camadas principais (30, 70, 80) se realiza segundo um ângulo por meio de um processo PVD.
3. Processo de acordo com uma ou ambas as reivindicações 1 e 2, caracterizado por a direcção do fluxo das partículas de material aplicadas para a formação das camadas principais (30, 70, 80) é vertical em relação a orientação das pistas (20).
4. Processo de acordo com uma ou várias reivindicações previamente mencionadas, caracterizado por as pistas (20) electricamente condutoras serem aplicadas no substrato por serigrafia (10).
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por, para a aplicação das pistas electricamente condutoras (20) por serigrafia, ser utilizada pasta de grafite e/ou de prata.
6. Processo de acordo com uma ou várias reivindicações previamente mencionadas, caracterizado por as pistas electricamente condutoras (20) serem coladas no substrato (10) com uma cola condutora.
7. Processo de acordo com uma ou várias reivindicações previamente mencionadas, caracterizado por as partículas granulares (40) da segunda camada principal serem aplicadas através da distribuição, pulverização e/ou impressão.
8. Processo de acordo com uma ou várias reivindicações previamente mencionadas, caracterizado por o ângulo de aplicação a da primeira camada principal (30) ser seleccionado de modo que, em função da altura A e largura L das pistas 20) a área de sombreamento nos flancos das pistas seja pelo menos tão larga como o diâmetro das partículas granulares (40).
9. Processo de acordo com uma ou várias reivindicações previamente mencionadas, caracterizado por ser aplicada uma camada isolante (50) sobre as partículas granulares (40), cobrindo as partículas granulares (40) em 10% a 70%.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a camada isolante (50) ser aplicada por imersão ou pulverização.
11. Processo de acordo com uma ou ambas as reivindicações 9 e 10 caracterizado por o material da camada isolante (50) ser removido das superfícies das partículas granulares (40).
12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o material da camada isolante (50) ser removido das superfícies do granulado (40) através de processos de corrosão.
13. Processo de acordo com a reivindicação 11 caracterizado por o material da camada isolante (50) ser removido das superfícies do granulado (40) por meios mecânicos.
14. Processo de acordo com uma ou várias reivindicações 9-13 previamente mencionadas caracterizado por após a aplicação da camada isolante (50) ser estabelecida uma transição p/n.
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por após a aplicação da camada isolante (50) ser aplicada uma camada de protecção de condução "n" (60).
16. Processo de acordo com uma ou várias reivindicações previamente mencionadas, caracterizado por o ângulo de aplicação 15 da terceira camada principal (70) ser de 70 a 89°.
17. Processo de acordo com uma ou várias reivindicações previamente mencionadas, caracterizado por as camadas principais (30, 70, 80) e as camadas (50, 60) serem aplicadas através de processos de sputtering, CVD, ALD e/ou ILGAR e/ou Deposição por Banho Químico.
18. Conexão em série de camadas finas e/ou grossas, caracterizado por ter sido fabricada através dos passos de processo descritos nas reivindicações 1 a 17.
19. Conexão em série de acordo com a reivindicação OO ·«« caracterizada por o substrato (10) ser vidro
• 20. Conexão em série de acordo com a reivindicação 19, caracterizada por o substrato (10) ser vidro "float" .
21. Conexão em série de acordo com a reivindicação 18, caracterizada por o substrato (10) ser película de polímero.
22. Conexão em série de acordo com uma ou várias reivindicações 18 a 21, caracterizada por as pistas de condução eléctrica (20) terem uma disposição essencialmente paralela entre si.
23. Conexão em série de acordo com uma ou várias reivindicações 18 a 22, caracterizada por as dimensões das pistas de condução eléctrica (20) terem o comprimento C = 30 cm até 6 m, altura A = 5 pm até 500 pm e largura L = 10 pm até 500 pm.
24. Conexão em série de acordo com uma ou várias das reivindicações 18 até 23, caracterizada por na superfície do substrato (10) se encontrem 50 a 200 pistas.
25. Conexão em série de acordo com uma ou várias reivindicações 18 a 24, caracterizada por as pistas (20) serem massas de polímero condutor, fritas de vidro condutor ou fios metálicos.
26. Conexão em série de acordo com a reivindicação 25, caracterizada por a parte integrante principal da primeira camada principal (30) é da família dos polímeros.
27. Conexão em série de acordo com a reivindicação 26, caracterizada por a parte integrante principal da primeira camada principal (30) ser da família das resinas epoxi, poliuretanos, poliacrílicos ou poliimidas.
28. Conexão em série de acordo com a reivindicação 26, caracterlzada por a parte integrante principal da primeira camada principal (30) ser da família dos polímeros intrinsecamente condutores (PANis).
29. Conexão em série de acordo com uma ou várias das reivindicações previamente mencionadas 18-28, caracterlzada por as partículas granulares (40) da segunda camada principal serem de material semicondutor.
30. Conexão em série de acordo com a reivindicação 29, caracterlzada por o diâmetro das partículas granulares (40) ser de, no máx., 60 j», ou ambas as as partículas semicondutores
31. Conexão em série de acordo com uma reivindicações 29 e 30, caracterlzada por granulares (40) serem de materiais fotovoltaicos.
32. Conexão em série de acordo com uma ou várias das reivindicações 29 até 31, caracterlzada por as partículas granulares (40) serem de materiais da classe dos semicondutores dos grupos 11-VI.
33. Conexão em série de acordo com uma ou várias das reivindicações 29 até 32, caracterlzada por as partículas granulares (40) serem de materiais do grupo disseleneto de cobre e índio, dissulfureto de cobre e índio, disseleneto de cobre índio e gálio e/ou dissulfureto-disseleneto de cobre índio e gálio.
34. Conexão em série de acordo com uma ou várias das reivindicações 18 até 33, caracterizada por a camada isolante (50) ser de polímero.
35. Conexão em série de acordo com a reivindicação 34, caracterizada por a parte integrante principal da camada isolante (50) ser um polímero da família das resinas epoxi, poliuretanos, poliacrílicos ou poliimida.
36. Conexão em série de acordo com uma ou várias das reivindicações 18 até 35, caracterizada por a camada de protecção de condução "n" (80) ser de sulfureto de cádmio, ZnSe ou ZnTe.
37. Conexão em série de acordo com uma ou várias das reivindicações 18 até 36 , caracterizada por a terceira camada principal (70) ser de ZnO
• 38. Conexão em série de acordo com uma ou várias das reivindicações 18 até 37, caracterizada por a quarta camada principal (80) formar um contacto dianteiro.
39. Conexão em série de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por a quarta camada principal (80) ser de TCO (Transparent Conductive Oxide/Óxido Condutor Transparente).
PT02006161T 2002-03-19 2002-03-19 Conexão em série de auto-ajuste de camadas finas e grossas e processo para o fabrico. PT1355359E (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02006161A EP1355359B1 (de) 2002-03-19 2002-03-19 Selbstjustierende Serienverschaltung von Dünn- und Dickschichten und Verfahren zur Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PT1355359E true PT1355359E (pt) 2007-07-13

Family

ID=27838018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT02006161T PT1355359E (pt) 2002-03-19 2002-03-19 Conexão em série de auto-ajuste de camadas finas e grossas e processo para o fabrico.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7288426B2 (pt)
EP (2) EP1355359B1 (pt)
JP (1) JP2005531128A (pt)
KR (1) KR20040108670A (pt)
AT (1) ATE358893T1 (pt)
AU (1) AU2003226662A1 (pt)
DE (1) DE50307566D1 (pt)
DK (1) DK1355359T3 (pt)
ES (1) ES2284738T3 (pt)
PT (1) PT1355359E (pt)
WO (1) WO2003079432A2 (pt)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10339529A1 (de) * 2003-08-21 2005-03-24 Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh Vertikaler Nano-Transistor, Verfahren zu seiner Herstellung und Speicheranordnung
JP3698160B2 (ja) 2004-01-09 2005-09-21 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
US7394962B2 (en) * 2006-02-20 2008-07-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Optical waveguide for transmitting surface plasmon-polariton wave
JP2010010602A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置およびその製造方法
DE102011075092B4 (de) * 2010-12-07 2015-11-12 Von Ardenne Gmbh Verfahren zur Herstellung eines organischen lichtemittierenden Leuchtmittels
CN102222706B (zh) * 2011-06-28 2012-11-14 厦门市三安光电科技有限公司 一种高倍聚光太阳能电池芯片
DE102023201062A1 (de) 2023-02-09 2024-08-14 Forschungszentrum Jülich GmbH Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils mittels einer Wand sowie Bauteil

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6135573A (ja) * 1984-07-27 1986-02-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光起電力素子の製造法
JPS62142368A (ja) * 1985-12-17 1987-06-25 Fuji Electric Co Ltd 薄膜半導体装置の製造方法
DE3727825A1 (de) * 1987-08-20 1989-03-02 Siemens Ag Serienverschaltetes duennschichtsolarmodul aus kristallinem silizium
DE3727826A1 (de) * 1987-08-20 1989-03-02 Siemens Ag Serienverschaltetes duennschicht-solarmodul aus kristallinem silizium
JPH03245527A (ja) * 1990-02-23 1991-11-01 Rohm Co Ltd 微細加工方法
WO1996030935A2 (en) * 1995-03-27 1996-10-03 Philips Electronics N.V. Method of manufacturing an electronic multilayer component
DE69727655T2 (de) 1996-05-28 2004-07-29 Matsushita Battery Industrial Co. Ltd., Moriguchi Verfahren zur herstellung einer cdte-schicht
KR100339186B1 (ko) * 1998-09-28 2002-05-31 포만 제프리 엘 기판상에서 패턴을 규정하는 장치 및 방법
US7194801B2 (en) * 2000-03-24 2007-03-27 Cymbet Corporation Thin-film battery having ultra-thin electrolyte and associated method
US6716656B2 (en) * 2001-09-04 2004-04-06 The Trustees Of Princeton University Self-aligned hybrid deposition
FR2831714B1 (fr) * 2001-10-30 2004-06-18 Dgtec Assemblage de cellules photovoltaiques
US6667215B2 (en) * 2002-05-02 2003-12-23 3M Innovative Properties Method of making transistors

Also Published As

Publication number Publication date
US20050173238A1 (en) 2005-08-11
EP1488458B9 (de) 2007-11-28
EP1355359A1 (de) 2003-10-22
EP1488458A2 (de) 2004-12-22
EP1355359B1 (de) 2007-04-04
ATE358893T1 (de) 2007-04-15
WO2003079432A2 (de) 2003-09-25
EP1488458B1 (de) 2007-06-27
DK1355359T3 (da) 2007-08-13
DE50307566D1 (de) 2007-08-09
ES2284738T3 (es) 2007-11-16
AU2003226662A1 (en) 2003-09-29
US7288426B2 (en) 2007-10-30
WO2003079432A3 (de) 2004-03-11
JP2005531128A (ja) 2005-10-13
AU2003226662A8 (en) 2003-09-29
KR20040108670A (ko) 2004-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1946434A2 (en) System and method for making an improved thin film solar cell interconnect
GB2095908A (en) Series connected solar cells on a single substrate
TW200911064A (en) Connection structure between printed circuit board and electronic component
JPS58169940A (ja) 半導体装置の製造方法
PT1355359E (pt) Conexão em série de auto-ajuste de camadas finas e grossas e processo para o fabrico.
US20180198008A1 (en) Photovoltaic structures with segmented busbars for increased thermal cycling reliability
US4159914A (en) Photovoltaic cell
CN102725442A (zh) 用于太阳能电池的金属电极的光镀
JPS6146993B2 (pt)
US7339248B2 (en) Self-adjusting serial circuit of thin layers and method for production thereof
US11011661B2 (en) High work function MoO2 back contacts for improved solar cell performance
DE19917758C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer CuInSe2(CIS)Solarzelle
US4403398A (en) Method of manufacturing a cadmium sulphide photo-voltaic device
US10115849B2 (en) Solar cell and method of fabricating the same
KR101338615B1 (ko) 태양광 발전장치 및 이의 제조방법
JP2002016272A (ja) 光電変換装置
US20110023933A1 (en) Interconnection Schemes for Photovoltaic Cells
CN104115278A (zh) 太阳能电池及其制造方法
JP2004179328A (ja) 太陽電池およびその製造方法
CN116454059B (zh) 基板、封装结构的形成方法
JP2005123391A (ja) 太陽電池及びその製造方法
CN103477443A (zh) 太阳能电池及其制造方法
CN102576759A (zh) 太阳能电池设备及其制造方法
JP2023500440A (ja) 光起電デバイスの製造方法
USRE30504E (en) Photovoltaic cell