PT2070128E - Método para a fabricação de células solares de silício cristalino com passivação da superfície melhorada - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE CÉLULAS SOLARES DE SILÍCIO CRISTALINO COM PASSIVAÇÃO DA SUPERFÍCIE MELHORADA
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se à fabricação de células solares. Mais particularmente refere-se a um método para a fabricação de células solares de silicio cristalino que compreendem uma camada de passivação de óxido de silicio e um revestimento dieléctrico.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Habitualmente as células solares feitas de silicio cristalino múltiplo ou simples estão providas com um revestimento dieléctrico no lado frontal (isto é, o lado onde a luz incide) para conduzir eficazmente a luz incidente à camada semi-condutora. Este revestimento dieléctrico é muitas vezes referido como filme de revestimento anti-reflexo (ARC). A performance de uma célula solar é muito influenciada pelo grau de supressão de recombinação dos portadores fotogerados na interface entre a camada semi-condutora e o filme ARC. A supressão da recombinação dos portadores fotogerados é normalmente realizada usando a chamada passivação da superfície.
Muitas vezes o filme ARC para a célula solar de silício multicristalino usado é uma película de nitreto de silício porque ele tem um bom efeito anti-reflexo e pode ser esperado um efeito de passivação da superfície suficiente. Pela mesma razão, ele pode também ser usado para células solares de silício cristalino simples. De forma alternativa, um filme térmico de óxido, é usado e neste caso é esperado que a passivação da superfície seja mais eficaz do que a de por nitreto de silício. 1/12
Normalmente, um filme de óxido térmico com passivação da superfície suficiente requer um processo de alta temperatura (aproximadamente 1000 °C), o que deteriorará a eficiência das células solares. Adicionalmente, o índice de refracção do filme de óxido térmico (1.45) é demasiado baixo para o ARC apropriado para as células solares de silício.
Nas células solares de silício cristalino, uma camada do campo retrodifusor (Back Surface Field - BSF) é normalmente formada
com um revestimento e uma liga metálica mediante o tratamento por calor de uma pasta de alumínio no lado posterior. A espessura da célula solar de silício cristalino seguramente diminuirá mais no futuro devido a uma escassez da matéria-prima de silício. Isto conduzirá a uma eficácia pior da camada BSF devido a que este dobrará o substrato fino e também diminuirá a reflexão interna no lado posterior. Actualmente, para substituir a camada BSF, um filme dieléctrico, tal como um filme de nitreto de silício, ou um filme de óxido de silício térmico é adoptado com uma área parcialmente removida para os eléctrodos do lado posterior. Como o acima mencionado, um filme de nitreto de silício pode prover um bom efeito de passivação e um filme de óxido térmico pode ser ainda melhor. Adicionalmente, estes filmes dieléctricos podem melhorar a reflexão interna no lado posterior das células solares em comparação com o BSF de alumínio.
Os requisitos para um filme dieléctrico depositado num substrato semi-condutor para uma célula solar de silício cristalino são: • ser formado a uma temperatura relativamente baixa • efeito de passivação alta • efeito anti-reflexão quando formado no lado da frente 2/12
Claims (11)
- REIVINDICAÇÕES 1. Método de fabricação de uma célula solar de silício cristalino, que compreende: - prover um substrato de silício cristalino com um lado da frente e um lado detrás; - embeber o substrato de silício cristalino numa solução química formando um filme fino de óxido de silício em pelo menos um dos ditos lados da frente e detrás; - formar um filme de revestimento dieléctrico no dito filme fino de óxido de silício em pelo menos um dos ditos lados da frente e dito lado detrás, onde o dito filme fino de óxido de silício é formado por tratamento do dito substrato de silício cristalino na dita solução química a uma temperatura inferior a 150 °C e onde o dito filme fino de óxido de silício é formado com uma espessura de 0.5 - 10 nm.
- 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita temperatura ser a temperatura ambiente.
- 3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a dita solução química compreender pelo menos uma solução seleccionada do grupo constituído por: A. uma solução que contém ácido nítrico, B. uma solução que contém peróxido de hidrogénio, C. uma solução que contém ácido sulfúrico, D. uma solução que contém ácido clorídrico, E. uma solução que contém ozono, 1/3 F. uma solução que contém ácido acético G. uma solução que contém água a ferver, H. uma solução que contém hidreto de amónio.
- 4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito filme fino de óxido ser formado por uma reacção electroquimica melhorada.
- 5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito filme de revestimento dieléctrico compreender hidrogénio.
- 6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito filme de revestimento dieléctrico compreender nitreto de silício que inclui o hidrogénio, ou carboneto de silício amorfo que inclui o hidrogénio.
- 7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por depois da formação do dito filme de revestimento dieléctrico, o método compreender o recozimento.
- 8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a temperatura de recozimento ser 50 °C superior à temperatura de deposição do dito filme de revestimento dieléctrico.
- 9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito filme de revestimento dieléctrico ter um índice de refracção entre 1.8 e 3.0.
- 10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito filme de revestimento dieléctrico, pelo menos em uso, funciona como um filme de 2/3 revestimento anti-reflexão.
- 11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado por o dito filme de revestimento dieléctrico, pelo menos em uso, funcionar como um filme de revestimento de reflexão interna. Lisboa, 21 de Março de 2011 3/3 RESUMO MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE CÉLULAS SOLARES DE SILÍCIO CRISTALINO COM PASSIVAÇÃO DA SUPERFÍCIE MELHORADA A presente invenção provê um método para a fabricação de uma célula solar de silicio cristalino que compreende: - prover um substrato de silicio cristalino que tem um lado da frente e um lado detrás; formar um filme fino de óxido de silicio sobre, pelo menos, o lado da frente e o lado detrás ao embeber o substrato de silicio cristalino numa solução química; formar um filme de revestimento dieléctrico sobre o dito filme fino de óxido de silício em, pelo menos, um dos lados o da frente e o detrás. 0 filme fino de óxido de silício pode ser formado com uma espessura de 0.5-10 nm. Ao formar a camada de óxido que utiliza uma solução química, é possível formar um filme fino de óxido para a passivação da superfície onde a uma temperatura relativamente baixa evita a deterioração das camadas semicondutoras. Ao formar a camada de óxido que utiliza uma solução química, é possível formar um filme fino de óxido para a passivação da superfície onde a uma temperatura relativamente baixa evita a deterioração das camadas semicondutoras. 1/1 106Fig 1 1/5Fig 2 2/53/5Fig 4 4/5Fig5 5/5
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