RU2024112C1 - Тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь и способ его изготовления - Google Patents
Тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь и способ его изготовленияInfo
- Publication number
- RU2024112C1 RU2024112C1 SU853913608A SU3913608A RU2024112C1 RU 2024112 C1 RU2024112 C1 RU 2024112C1 SU 853913608 A SU853913608 A SU 853913608A SU 3913608 A SU3913608 A SU 3913608A RU 2024112 C1 RU2024112 C1 RU 2024112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- metal
- electrode
- semiconductor
- thin
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PIN type
-
- 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/52—PV systems with concentrators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
Abstract
Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано для преобразования солнечной энергии. Сущность: термостойкий тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь содержит p - i - n-структуру, электрод и слой блокирования диффузии, расположенный между полупроводником и по крайней мере одним электродом. Блокирующий слой формируют толщиной
Description
Изобретение относится к оптоэлектронике и позволяет осуществить фотоэлектрическое преобразование в солнечных элементах, фотоэлектрических детекторах, фотоэлектрических приемниках для электрофотографии, в лазерах, электролюминесцентных устройствах и т.п.
Известно техническое решение [1], в котором описаны термостойкий тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь и способ его изготовления, содержащий полупроводниковый слой, передний прозрачный электрод и задний металлический электрод.
К недостаткам этого технического решения отнесена низкая эффективность фотоэлектрического преобразования.
Наиболее близкими к заявленному решению являются преобразователь и способ его изготовления, описанные в [2]. Этот тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь содержит р - i - n-структуру из кремния с двумя электродами, один из которых выполнен из оксида металла и расположен на прозрачной подложке, а между другим электродом и n-слоем полупроводника расположен слой, блокирующий диффузию. Способ изготовления тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей включает формирование на прозрачной подложке р - i - n-структуры из кремния с электродами, один из которых выполнен из окисла металла, а между другим электродом и n-слоем полупроводника сформирован блокирующий диффузию слой.
К недостаткам данного технического решения относится низкое качество, обусловленное омическими потерями в электроде или потерями при отражении света на электроде. Кроме того, к недостаткам прототипа можно отнести низкие эффективность фотоэлектрического преобразования и термостойкость, связанную с диффузией металла электрода в полупроводник при высоких температурах эксплуатации преобразователей.
Целью изобретения является повышение эффективности фотоэлектрического преобразования и термостойкости.
Цель достигается тем, что в качестве слоя, блокирующего диффузию, использован слой силицида металла VIB группы периодической таблицы элементов или слой силицида сплава металлов, содержащий более 50 ат.% металла VIB группы, а также тем, что блокирующий слой формируют толщиной 5-100 
путем нанесения на n-слой кремния слоя металла VIB группы пли сплава металлов, содержащего более 50 ат.% металла VIB группы, и отжига структуры в течение 1,5-2 ч при 150-200оС.
На чертеже изображен фотоэлектрический преобразователь - конструкция солнечной ячейки.
На прозрачной подложке 1 расположен прозрачный электрод 2, на нем слой 3 полупроводника р-проводимости, слой 4 полупроводника i-проводимости и слой 5 полупроводника n-проводимости. На слое 5 в качестве электрода расположен металлический слой 6.
Свет поступает в слой полупроводника через прозрачный электрод и поглощается в полупроводнике, генерируя электроэнергию. Часть света, которая не поглощается в полупроводнике, достигает электрода и отражается, после чего снова поглощается в слое полупроводника.
П р и м е р. На стеклянной подложке толщиной 1 мм был получен прозрачный электрод ITO/SnO2 толщиной 1000 
. Методом разложения тлеющим разрядом были последовательно осаждены аморфный р-слой толщиной 120 
, i-слой толщиной 5000 
и n-слой толщиной 500 
. В процессе осаждения полупроводника р-типа использовалась газовая смесь, состоящая из SiH4 и В2Н6 при температуре подложки 200оС и при давлении около 1 мм рт.ст. Газовая смесь из SiH4 и Н2 и газовая смесь из SiH4 и РН3использовалась соответственно для осаждения полупроводников i-типа и n-типа. Условия осаждения были теми же, что и при осаждении полупроводников р-типа. Затем методом испарения электронным лучом был осажден хром при давлении 10-6 мм рт.ст. на n-слое полупроводника. Толщина слоя хрома составляла 100 
. На него был осажден алюминий толщиной 1000 
, а после этого солнечный элемент отожгли в течение 1,5 ч при 150оС. Характеристики солнечных элементов приведены в таблице.
Термостойкий тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь в соответствии с изобретением может быть в предпочтительном варианте использован как солнечный элемент или как фотодетектор, так как окружающая температура, при которой работают солнечные элементы и фотодетекторы, часто превышает 50оС. Это особенно касается солнечных элементов, окружающая температура которых достигает примерно 80оС на открытом воздухе, что еще более увеличивает значение преимуществ фотоэлектрического преобразователя в соответствии с изобретением.
Claims (1)
1. Тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь, содержащий p-i-n-структуру из кремния с двумя электродами, один из которых выполнен из оксида металла и расположен на прозрачной подложке, а между вторым электродом и n-слоем полупроводника расположен слой, блокирующий диффузию, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности фотоэлектрического преобразования и термостойкости, в качестве слоя, блокирующего диффузию, использован слой силицида металла VIB группы или слой силицида сплава металлов, содержащий более 50 ат.% металла VIB группы, толщиной 5-100
2. Способ изготовления тонкопленочного фотоэлектрического преобразователя, включающий формирование на прозрачной подложке p-i-n-структуры из кремния с электродами, один из которых выполнен из окисла металла, а между вторым электродом и n-слоем полупроводника сформирован блокирующий диффузию слой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности фотоэлектрического преобразования и термостойкости, блокирующий слой формируют толщиной 5-100
путем нанесения на n-слой кремния слоя металла VIB группы или сплава металлов, содержащего более 50 ат.% металла VIB группы, и отжига в течение 1,5 - 2,0 ч при 150 - 200oС.
2. Способ изготовления тонкопленочного фотоэлектрического преобразователя, включающий формирование на прозрачной подложке p-i-n-структуры из кремния с электродами, один из которых выполнен из окисла металла, а между вторым электродом и n-слоем полупроводника сформирован блокирующий диффузию слой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности фотоэлектрического преобразования и термостойкости, блокирующий слой формируют толщиной 5-100
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59213943A JPS6191973A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 耐熱性薄膜光電変換素子およびその製法 |
| JP213943 | 1984-10-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2024112C1 true RU2024112C1 (ru) | 1994-11-30 |
Family
ID=16647612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU853913608A RU2024112C1 (ru) | 1984-10-11 | 1985-06-14 | Тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь и способ его изготовления |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191973A (ru) |
| RU (1) | RU2024112C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509392C2 (ru) * | 2008-08-01 | 2014-03-10 | Тел Солар Аг | Способ изготовления структуры фотоэлектрического элемента |
| RU2519594C2 (ru) * | 2008-12-03 | 2014-06-20 | Эколь Политекник | Фотогальванический модуль, содержащий прозрачный проводящий электрод переменной толщины и способы изготовления такого модуля |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157483A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-06-30 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JP6193688B2 (ja) * | 2013-05-07 | 2017-09-06 | 株式会社豊田自動織機 | 太陽光−熱変換装置及び太陽熱発電装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5858777A (ja) * | 1981-10-05 | 1983-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JPS58101469A (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-16 | Seiko Epson Corp | 薄膜太陽電池 |
| JPS60211880A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
-
1984
- 1984-10-11 JP JP59213943A patent/JPS6191973A/ja active Pending
-
1985
- 1985-06-14 RU SU853913608A patent/RU2024112C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Патент США N 4064521, кл. H 01L 45/00, 1978. * |
| 2. Заявка Японии N 59-94475, кл. H 01L 31/10, 31.05.84. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2509392C2 (ru) * | 2008-08-01 | 2014-03-10 | Тел Солар Аг | Способ изготовления структуры фотоэлектрического элемента |
| RU2519594C2 (ru) * | 2008-12-03 | 2014-06-20 | Эколь Политекник | Фотогальванический модуль, содержащий прозрачный проводящий электрод переменной толщины и способы изготовления такого модуля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6191973A (ja) | 1986-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4620058A (en) | Semiconductor device for converting light into electric energy | |
| US8258596B2 (en) | Stacked photoelectric conversion device and method for producing the same | |
| KR100237661B1 (ko) | 이면 반사층 및 그 형성방법과 이면 반사층을 이용한 광기전력 소자 및 그 제조방법 | |
| EP0776051B1 (en) | Structure and fabrication process for an aluminium alloy self-aligned back contact silicon solar cell | |
| US4496788A (en) | Photovoltaic device | |
| RU2050632C1 (ru) | Полупроводниковое устройство тандемного типа | |
| US4217148A (en) | Compensated amorphous silicon solar cell | |
| US20110265866A1 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
| JP2951146B2 (ja) | 光起電力デバイス | |
| US20080173347A1 (en) | Method And Apparatus For A Semiconductor Structure | |
| CA2605600A1 (en) | Heterocontact solar cell with inverted geometry of its layer structure | |
| JPS6249672A (ja) | アモルフアス光起電力素子 | |
| US4398054A (en) | Compensated amorphous silicon solar cell incorporating an insulating layer | |
| JP2931498B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JPH0656883B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US4101351A (en) | Process for fabricating inexpensive high performance solar cells using doped oxide junction and insitu anti-reflection coatings | |
| JPH04130671A (ja) | 光起電力装置 | |
| JP3158027B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| RU2024112C1 (ru) | Тонкопленочный фотоэлектрический преобразователь и способ его изготовления | |
| JP3078937B2 (ja) | 太陽電池とその製造方法 | |
| US20110011461A1 (en) | Transparent electroconductive oxide layer and photoelectric converter using the same | |
| JP3346907B2 (ja) | 太陽電池及びその製造方法 | |
| JP2669834B2 (ja) | 積層型光起電力装置 | |
| JP2744680B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JPH09181343A (ja) | 光電変換装置 |