RU2127009C1 - Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя - Google Patents
Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2127009C1 RU2127009C1 RU96106184/25A RU96106184A RU2127009C1 RU 2127009 C1 RU2127009 C1 RU 2127009C1 RU 96106184/25 A RU96106184/25 A RU 96106184/25A RU 96106184 A RU96106184 A RU 96106184A RU 2127009 C1 RU2127009 C1 RU 2127009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- junction
- column
- regions
- splicing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии изготовления полупроводниковых фотопреобразователей (ФП). Область применения - возобновляемые источники энергии. Техническим результатом изобретения является повышение КПД ФП, а также увеличение стойкости к внешним воздействиям. Сущность изобретения: исходные полупроводниковые структуры сращивают в монолитный столбик под давлением 0,5-15 атм при 800-1300oС, при этом в области сращивания образуется либо рабочий р - n-переход, разделяющий носители заряда, либо область сращивания формирует омический контакт за счет туннельного эффекта в сильнолегированных областях, а затем проводят резание столбика на структуры и присоединение контактов. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии изготовления полупроводниковых фотопреобразователей (ФП).
Область применения - возобновляемые источники энергии.
Известен полупроводниковый ФП, представляющий собой блок скоммутированных микрофотопреобразователей с p-n-переходами, размещенными параллельно падающему излучению и способ изготовления такого ФП (АС СССР 228159 - 288161, МКИ H 01 L 31/18 1968).
К недостаткам способов изготовления таких ФП относятся: сложная технология изготовления, низкая производительность, малая механическая и температурная прочность скоммутированных припоем матриц ФП.
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления ФП с p-n-переходами параллельными падающему излучению, при котором соединения пластин кремния с p-n-переходом производится путем спекания (сплавления) их с помощью алюминиевой фольги (Sater B.L. at all "The multiple Junction Edge Illuminated Solar Cells" in Conf. Rec. Tenth IEEE Photovoltaic Specialists Conf. , 1973, p. 188 - 193). Согласно этому способу в кремниевые пластины проводится глубокая диффузия для создания p-n-перехода и n+-области для создания изотопного барьера. После создания пластин с p-n-n+-переходами их собирают в столбик и производится их сплавление с алюминиевой фольгой. Разрезанием столбика по плоскостям перпендикулярным p-n-переходу изготавливаются образцы нужной толщины, из которых после предварительной обработки (травление и нанесение контактов, нанесение просветляющего покрытия) получаются ФП с вертикальными p-n-переходами.
В данном способе изготовления не предусмотрено устранение компенсирующего влияния алюминия, как акцепторной примеси, на n+- область, что в результате приводит к снижению КПД ФП за счет ухудшения омичности контакта и качества сплавного контакта.
Сущность данного изобретения заключается в том, что перед металлизацией исходные пластины с p+-p- и n+-n- или n+-p(n)-p+- или с симметричной n+-p-n+- (или p+-n-p+)- структурой ориентируют в одном кристаллографическом направлении и сращивают в монолитный столбик под давлением 0,5 - 15 атм при 800 - 1300oC.
Технический результат изобретения заключается в повышении КПД ФП за счет использования операций, обеспечивающих минимальное уменьшение времени жизни в процессе создания ФП, а также в улучшении качества соединения пластин в столбике и в увеличении стойкости к внешним воздействиям (механической прочности, температуростойкости).
Примером осуществления данного способа изготовления полупроводникового ФП может служить набор следующих технологических операций.
По первому варианту исходные пластины с p+-p- и n+-n- структурой, полученной диффузией, структурой ориентируют в одном кристаллографическом направлении и сращивают в монолитный столбик под давлением 0,5 - 15 атм при 800 - 1300oC, при этом в p-n области сращивания образуется рабочий p-n-переход, в дальнейшем разделяющий носители заряда, а p+-n+-область сращивания формирует омический контакт за счет туннельного эффекта в сильно легированных областях.
По второму варианту, исходные пластины с n-p(n)- p+-переходами, полученными диффузией, структурой ориентируют в одном кристаллографическом направлении и сращивают в монолитный столбик под давлением 0,5 - 15 атм при 800 - 1300o, при этом p+-n-область сращивания формирует омический контакт за счет туннельного эффекта в сильно легированных областях.
По третьему варианту, пластины с симметричными n+-p -n+- (или p+-n-p+)-переходами, полученными диффузией, структурой ориентируют в одном кристаллографическом направлении и сращивают в монолитный столбик под давлением 0,5 - 15 атм при 800 - 1300oC, при этом n+- n+ (или p+-p+)-область сращивания формирует омический контакт за счет туннельного эффекта в сильно легированных областях, а затем создают на тыльной поверхности контактную сетку со встречно-штыревой геометрией для обеспечения токосъема с p- и n- областей.
По данному способу (первый вариант) выполняются следующие операции.
Снятие фаски на исходном слитке кремния n- и p-типа с высокой диффузионной длиной носителей заряда с последующей после резки слитка на пластины ориентацией пластины в одном кристаллографическом направлении перед сращиванием.
Резка слитка на пластины и последующая обработка пластин (очистка, тонкая шлифовка, полировка, травление и т.п.). Толщина пластин после обработки должна быть несколько меньше диффузионной длины.
Высокотемпературная диффузия для создания изотопных переходов n+-n- и p+-p-типа.
Составление столбика (стопы) пластин поочередно с переходами n+-n и p- p+-типа с учетом их кристаллографической ориентации.
Сращивание в вакуумной печи под давлением 0,5 - 15 атм при 800 - 1500oC с плавным охлаждением до комнатной температуры. При этом образуется в областях сращивания формируется качественный контакт с мелким p-n-переходом и омический контакт на переходах p+-n+. Резка столбика пластин на элементы заданной толщины (от 0,2 мм и более).
В результате получается структура, изображенная на фиг. 1, где показаны боковые области 1, области p-типа 2, область сращивания с p-n-переходом 3 и область сращивания с p+-n+-переходом 4.
Для изготовления контактной системы на боковых сторонах образца обычными методами создается металлизированный контакт 5.
Нанесение просветляющего покрытия.
По данному способу (второй вариант) выполняются следующие операции.
Снятие фаски на исходном слитке кремния n- (или p)-типа с высокой диффузионной длиной носителей заряда с последующей после резки слитка на пластины ориентацией пластин в одном кристаллографическом направлении перед сращиванием.
Резка слитка на пластины и последующая обработка пластин (очистка, тонкая шлифовка, полировка, травление и т.п.). Толщина пластин после обработки должна быть несколько меньше диффузионной длины.
Высокотемпературная диффузия для создания пластин со структурами n+-p-p+-типа (или n+-n-p+-типа).
Составление столбика (стопы) пластин с учетом их кристаллографической ориентации.
Сращивание в вакуумной печи под давлением 0,5 - 15 атм при 800 - 1500oC с плавным охлаждением до комнатной температуры. При этом p+-n+-область сращивания формирует омический 4 контакт за счет туннельного эффекта в сильно легированных областях.
Резка столбика на элементы заданной толщины (от 0,2 мм и более).
В результате получается структура, изображенная на фиг. 2, где показаны базовые области p(n)-типа 1, области p+-типа, области n+-типа 3 и области сращивания с p+-n+ переходом 4. Для изготовления контактной системы на боковых сторонах образца обычными методами создается металлизированный контакт 5.
Нанесение просветляющего покрытия.
По данному способу (третий вариант) выполняются следующие ориентации.
Снятие фаски на исходном слитке кремния n- (или p)-типа с высокой диффузионной длиной носителей заряда с последующей после резки слитка на пластины ориентацией пластин в одном кристаллографическом направлении перед сращиванием.
Резка слитка на пластины и последующая обработка пластин (очистка, тонкая шлифовка, полировка, травление и т.п.). Толщина пластин после обработки должна быть несколько меньше диффузионной длины.
Высокотемпературная диффузия для создания пластин с симметричной структурой n+-p-n+- (или p+-n-p+)-типа.
Составление столбика (стопы) пластин с учетом из кристаллогрифической ориентации.
Сращивание в вакуумной печи под давлением 0,5 - 15 атм при 800 - 1500oC с плавным охлаждением до комнатной температуры. При этом n+-n+- (или p+-p+)-область сращивания формирует омический контакт в сильно легированных областях.
Резка столбика на элементы заданной толщины (от 0,2 мм и более). В результате получается структура, изображенная на фиг. 3, где показаны боковые области p-типа 1, области n+-типа 2, и область сращивания слоев n+-n+-3.
Для обеспечения токосъема с n+- и p-областей (или с p+- и n-областей), напылением в вакууме или химическим осаждением осуществляется металлизация 4 по встречно-штыревой геометрии с шинами, лежащими на диэлектрике, и с токосъемными полосками ("пальцами"), лежащими, с одной стороны на n-областях, с другой стороны на p-областях. Система контактов с тыльной стороной образцов, позволяет включить единичные элементы стопы с p-n-переходами параллельно друг другу.
Способ допускает использование метода ультразвуковой сварки для создания контактов к p-областям (или n-областям), что позволяет легко автоматизировать процессы обеспечения токосъема.
Если после диффузии на лицевой поверхности создается дополнительный p-n-переход 5, это позволяет обычными методами создать металлизированный контакт 6 на боковых поверхностях. Дополнительный p-n-переход при этом увеличивает собирание носителей заряда в приповерхностной области на лицевой стороне фотопреобразователя.
Нанесение просветляющего покрытия.
Более высокие температуры сращивания соответствуют меньшим давлениям. На зависимость между этими параметрами сильно влияет качество и способы обработки поверхности, метод получения монокристаллического кремния и другие технические параметры. Способ (во всех вариантах) допускает создание дополнительных p-n-переходов на лицевой и тыльной поверхностях известными методами, т. к. вплоть до операции сращивания не используются процессы металлизации, которые в обычных способах изготовления приводят к закороткам p-n-переходов.
Способ позволяет получить предельно возможные КПД для ФП с вертикально расположенными p-n-переходами.
Claims (1)
- Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя, включающий металлизацию пластин, сборку пластин в столбик, резание столбика на структуры и присоединение токовыводящих контактов, отличающийся тем, что перед металлизацией исходные пластины с p+ - p- и n+ - n- или n+ - p(n)-p+ или n-p-n -структурой ориентируют в одном кристаллографическом направлении и сращивают в монолитный столбик под давлением 0,5 - 15 атм при 800 - 1300oC.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106184/25A RU2127009C1 (ru) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106184/25A RU2127009C1 (ru) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96106184A RU96106184A (ru) | 1998-08-27 |
RU2127009C1 true RU2127009C1 (ru) | 1999-02-27 |
Family
ID=20178698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96106184/25A RU2127009C1 (ru) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2127009C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009142529A1 (ru) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Tsoi Bronya | Преобразователь электромагнитного излучения и батарея |
RU2444088C2 (ru) * | 2009-12-30 | 2012-02-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Полупроводниковый фотоэлектрический преобразователь и способ его изготовления (варианты) |
RU2444089C2 (ru) * | 2010-02-10 | 2012-02-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Полупроводниковый фотоэлектрический генератор и способ его изготовления |
RU2453013C1 (ru) * | 2011-01-19 | 2012-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский Электротехнический институт им. В.И. Ленина" (ФГУП ВЭИ) | Фотопреобразователь |
RU2487437C1 (ru) * | 2012-02-02 | 2013-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский Электротехнический институт им. В.И. Ленина" (ФГУП ВЭИ) | Фотоэлектронный элемент |
RU2513658C2 (ru) * | 2012-07-20 | 2014-04-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Кремниевый многопереходный фотоэлектрический преобразователь с наклонной конструкцией и способ его изготовления |
RU2606794C2 (ru) * | 2015-03-03 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство и способ изготовления двухстороннего кремниевого матричного солнечного элемента |
-
1996
- 1996-03-28 RU RU96106184/25A patent/RU2127009C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Sater B.L. at all. The multiple Junetion Edge Jlluminated Solar Cells in Couf. Rec. Tenth JEEE Photovoltaic Couf, 1973, p.188 - 193. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009142529A1 (ru) * | 2008-05-20 | 2009-11-26 | Tsoi Bronya | Преобразователь электромагнитного излучения и батарея |
EA017920B1 (ru) * | 2008-05-20 | 2013-04-30 | Цой Броня | Преобразователь электромагнитного излучения и батарея |
RU2444088C2 (ru) * | 2009-12-30 | 2012-02-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Полупроводниковый фотоэлектрический преобразователь и способ его изготовления (варианты) |
RU2444089C2 (ru) * | 2010-02-10 | 2012-02-27 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Полупроводниковый фотоэлектрический генератор и способ его изготовления |
RU2453013C1 (ru) * | 2011-01-19 | 2012-06-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский Электротехнический институт им. В.И. Ленина" (ФГУП ВЭИ) | Фотопреобразователь |
RU2487437C1 (ru) * | 2012-02-02 | 2013-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский Электротехнический институт им. В.И. Ленина" (ФГУП ВЭИ) | Фотоэлектронный элемент |
RU2513658C2 (ru) * | 2012-07-20 | 2014-04-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Кремниевый многопереходный фотоэлектрический преобразователь с наклонной конструкцией и способ его изготовления |
RU2606794C2 (ru) * | 2015-03-03 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство и способ изготовления двухстороннего кремниевого матричного солнечного элемента |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7498508B2 (en) | High voltage solar cell and solar cell module | |
US4131984A (en) | Method of making a high-intensity solid-state solar cell | |
US4352948A (en) | High-intensity solid-state solar-cell device | |
US6172297B1 (en) | Solar cell and method for fabrication of a solar cell | |
US4516314A (en) | Method of making a high intensity solar cell | |
US4380112A (en) | Front surface metallization and encapsulation of solar cells | |
US4332973A (en) | High intensity solar cell | |
JP4278515B2 (ja) | ソーラセル及びソーラセルの製造法 | |
US4409422A (en) | High intensity solar cell | |
KR20060035657A (ko) | 얇은 실리콘 웨이퍼 상의 에미터 랩 쓰루 백 컨택 태양전지 | |
US4450033A (en) | Front surface metallization and encapsulation of solar cells | |
WO2006075426A1 (ja) | 裏面接合型太陽電池及びその製造方法 | |
EP1279196A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer solarzelle und nach diesem verfahren hergestellte solarzelle | |
US4128732A (en) | Solar cell | |
JPH10229211A (ja) | 光電変換装置およびその製造方法 | |
RU2127009C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя | |
RU2127472C1 (ru) | Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя | |
JP2003224289A (ja) | 太陽電池、太陽電池の接続方法、及び太陽電池モジュール | |
KR100366354B1 (ko) | 실리콘 태양 전지의 제조 방법 | |
AU2021393000B2 (en) | Back-contact solar cell, and production thereof | |
CN113169246B (zh) | 用于分离具有pn结的半导体器件的方法和具有pn结的半导体器件 | |
KR20020059186A (ko) | 실리콘 태양 전지의 제조 방법 | |
JP3352586B2 (ja) | 太陽電池セルの製造方法 | |
RU2815034C1 (ru) | Контактирующий задней стороной солнечный элемент и изготовление такого элемента | |
CA1088191A (en) | Solar cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050329 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070820 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090329 |