RU2454751C1 - Устройство плазменного осаждения из паровой фазы и способ получения многопереходных кремниевых тонкопленочных модулей и панелей солнечного элемента - Google Patents

Устройство плазменного осаждения из паровой фазы и способ получения многопереходных кремниевых тонкопленочных модулей и панелей солнечного элемента Download PDF

Info

Publication number
RU2454751C1
RU2454751C1 RU2010146169/28A RU2010146169A RU2454751C1 RU 2454751 C1 RU2454751 C1 RU 2454751C1 RU 2010146169/28 A RU2010146169/28 A RU 2010146169/28A RU 2010146169 A RU2010146169 A RU 2010146169A RU 2454751 C1 RU2454751 C1 RU 2454751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar cell
film
silicon thin
modules
deposition
Prior art date
Application number
RU2010146169/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010146169A (ru
Inventor
Чарльз ДЕЛЮКА (US)
Чарльз ДЕЛЮКА
Дау ВУ (US)
Дау ВУ
Мохд АСЛАМИ (US)
Мохд АСЛАМИ
Original Assignee
СИЛИКА ТЕК, ЭлЭлСи
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 СИЛИКА ТЕК, ЭлЭлСи filed Critical СИЛИКА ТЕК, ЭлЭлСи
Publication of RU2010146169A publication Critical patent/RU2010146169A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2454751C1 publication Critical patent/RU2454751C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by 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
    • H01L31/035281—Shape of the body
    • 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
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/0547—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means comprising light concentrating means of the reflecting type, e.g. parabolic mirrors, concentrators using total internal reflection
    • 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 potential barriers
    • 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 potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
    • H01L31/076—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L31/204—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table including AIVBIV alloys, e.g. SiGe, SiC
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • 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
    • 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
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента, к способу получения тонкопленочных модулей и к кремниевым тонкопленочным фотогальваническим панелям. Сущность изобретения: устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента включает средства крепления подложки, упомянутую подложку, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность, устройство плазменной горелки, устанавливаемое проксимально к упомянутой внутренней поверхности для осаждения, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки на упомянутую внутреннюю поверхность упомянутого субстрата, и средства подачи химических реагентов к упомянутому устройству плазменной горелки, где упомянутый, по меньшей мере, один тонкопленочный слой формирует упомянутые кремниевые тонкопленочные модули солнечного элемента. Техническим результатом изобретения является обеспечение более высокой скорости осаждения слоев модулей солнечных элементов, а также обеспечение низкой стоимости их получения. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА “РОДСТВЕННЫЕ” ЗАЯВКИ
Эта заявка является частичным продолжением предшествующей заявки на патент США № 11/783969, выданной 13 апреля 2007, которая заявляет преимущество Американских Предварительных Заявок на патент №№ 60/791883, выданной 14 апреля 2006 и 60/815575, выданной 22 июля 2006. Целиком все эти заявки включены в данный документ посредством ссылок.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИ
Настоящее изобретение относится к устройству осаждения из паровой фазы, а более конкретно к устройству осаждения из паровой фазы и способу получения кремниевых тонкопленочных модулей и панелей солнечного элемента.
ПРОБЛЕМА
В то время как цены на нефть продолжают повышаться, а другие источники энергии остаются ограниченными, существует также возрастающие проблемы, связанные с глобальным потеплением, из-за эмиссии сжигаемого ископаемого топлива. Существует необходимость поиска и использования альтернативных источников энергии, такой как солнечная энергия потому, что она доступна и не генерирует газообразную двуокись углерода. В этой связи многие страны увеличивают инвестиции в безопасные и надежные долгосрочные источники энергии, в частности, “зеленые” или “чистые” источники энергии. Однако в то время как солнечный элемент, также известный как фотогальванический элемент или модули, разрабатывали в течение многих лет, он имел очень ограниченное применение, поскольку стоимость получения таких элементов или модулей остается еще высокой, что создает трудности в конкуренции с энергией, которую генерируют с помощью ископаемого топлива.
В настоящее время наилучшей эффективностью преобразования энергии обладает монокристаллический кремниевый солнечный элемент, но у него также и самая высокая стоимость получения. Альтернативно намного дешевле получить кремниевую тонкую пленку, несмотря на то, что она не обладает такой же высокой эффективностью как монокристаллический кремний. Следовательно, она обладает потенциальной возможностью для генерации фотогальванической энергии с низкими затратами. Другие тонкопленочные материалы, такие как медь-индий-галлий-диселенид (“CIGS” от англ. copper indium gallium diselenide), также показали многообещающие результаты с эффективностью, приближающейся к той эффективности или к эффективности монокристаллического кремния, при более низкой стоимости, но все еще недостаточно низкой в конкуренции с эффективностью ископаемого топлива.
Частично объяснением производственных расходов является то, что скорости осаждения в таких способах низкие, и отнимают много времени. Например, в типичном способе плазменного тлеющего разряда силана в присутствии высокой концентрации газообразного водорода для образования требуемого слоя кремния достигают скорости осаждения приблизительного 20А/с или 0,12 микрон в минуту. Для другого примера типичного способа плазменно-химического осаждения из газовой фазы (“CVD” от англ. chemical vapor deposition) для формирования высококачественного кремниевого слоя i-типа достигают подтвержденной скорости осаждения приблизительно 15А/с или 0,09 микрон в минуту. Еще в одном примере, для типичного способа химической газотранспортной реакции (“CVT” от англ. chemical vapor transport), где в качестве транспортной среды для осаждения поликристаллического кремния используют пары йода, достигли скорости роста пленки вплоть до приблизительно 3 микрон в минуту. Наилучшая из отмеченных скоростей роста составляет приблизительно 5А/с для плазменно-химического осаждения из паровой фазы (“PECVD” от англ. plasma enhanced chemical vapor deposition).
Аналогично технологиям кремниевого солнечного элемента, были предприняты попытки получить солнечные элементы на основе GIGS, используя различные способы. В одном опыте солнечные элементы на основе CIGS получают двухстадийным способом, который известен, как технология селенирования, используя различные структуры предшественника. Были предприняты попытки усовершенствовать технологию селенирования. В одной таком опыте известен двухстадийный способ с использованием способа магнетронного распыления с конвейерной системой для получения тонкой пленки. В другом опыте для создания пленок GIGS используют способ парофазной рекристаллизации. Способ рекристаллизации использовали в качестве второй стадии способа, и им заменили способ селенирования, как сообщалось на предшествующем уровне техники. Еще в одном опыте пленку CIGS получали с использованием электрохимического осаждения в растворе, которое сопровождалось конденсацией из паровой фазы. С помощью такой технологии получали солнечный элемент на основе CIGS с общей эффективностью конверсии 13,6%.
Помимо усилий эффективно получать вышеупомянутые типы солнечных элементов, были затрачены дополнительные усилия на то, чтобы эффективно получать другие типы солнечных элементов, такие как многопереходные солнечные элементы. Такие солнечные элементы имеют многослойную конструкцию с различными материалами слоев. Различные материалы имеют различные запрещенные (энергетические) зоны, и они будут поглощать разные длины волн солнечной энергии. Таким образом, такие солнечные элементы охватывают более широкий солнечный спектр и можно улучшить эффективность солнечного элемента. Определенные усилия были затрачены на то, чтобы эффективно получать такие солнечные элементы. В одной такой попытке получают многопереходные солнечные элементы с аморфным кремнием и медь-индий диселенидом (“CIS” от англ. copper-indium-diselenide) и их сплавами. Однако этот способ получения очень сложный и требует различных видов оборудования, что делает его дорогостоящим для получения таких типов солнечных элементов. Некоторые примеры получения слоев CIS или CIGS включают осаждение таких слоев в ходе выращивания из раствора, напыления или выпаривания. Также слои кремния осаждают в ходе плазменно-химического осаждения из паровой фазы.
Кроме того, в добавление к низким скоростям осаждения при получении солнечных элементов присутствует обычно другая медленная стадия, которая включает в себя введение легирующих добавок p-типа и n-типа для формирования p-n перехода в полупроводниковом материале. Эту стадию обычно проводят в диффузионных печах c чрезвычайно малой скоростью после того, как слой тонкой пленки уже осажден, таким образом дополнительно замедляя общий технологический процесс эффективного получения солнечных элементов.
Кроме того, относительно способа получения тонких пленок CIGS, то для него обычно используют две стадии. Целью дополнительных стадий способа является осадить или отрегулировать эти элементы для достижения требуемого или оптимального соотношения состава и фазовой структуры тонких пленок CIGS. На первой стадии были использованы разные технологии для создания требуемой толщины пленки с коэффициентами концентраций, которые являются относительно близкими к заданному значению. Сочетание этих стадий замедляет эффективный способ получения при изготовлении тонких пленок CIGS.
Кроме того, многопереходные солнечные элементы уже рассматривались. Например, J. Yang и другие делали официальное сообщение на 1ой мировой Конференции по фотогальваническому преобразованию энергии (1994) под названием “Progress in Triple-Junction Amorphous Silicon-Based Alloy Solar Cells and Modules Using Hydrogen Dilution." Недавно X. Deng на 31 специальной конференции IEEE (2005), в докладе, озаглавленном "Optimization of a SiGe-based triple, tandem and single-junction solar cells” также сообщал о структуре солнечного фотогальванического элемента с тремя переходами. Для осаждения таких тонкопленочных полупроводниковых слоев Deng использовал емкостной способ, объединенный с плазменно-химическим осаждением из паровой фазы (“PECVD”), в котором готовая система также включала блоки магнетронного распыления для обратного отражения и слоев прозрачного проводящего оксида металла (“TCO”). Система состоит из четырех PECVD камер, четырех камер напыления и одной камеры загрузки-разгрузки. Эта система может выполнить трубку осаждения 4"×4" солнечных элементов с тремя переходами без нарушения вакуума.
Информацию, относящуюся к результатам, адресованным к данным проблемам, можно найти в патентах США №№5646050, опубликованном 08 июля, 1997 (авторы Li и другие); 5942049, опубликованном 24 августа, 1999 (авторы Li и другие); 6100466, опубликованном 08 августа, 2000 (автор Nishimoto); 6214706, опубликованном 10 апреля, 2001 (авторы Madan и другие); 6281098, опубликованном 28 августа, 2001 (авторы Wang и другие); 5141564, опубликованном 25 августа, 1992 (авторы Chen и другие); 4798660, опубликованном 17 января, 1989 (авторы Ermer и другие); 4915745, опубликованном 10 апреля, 1990 (авторы Pollock и другие; 6048442, опубликованном 11 апреля, 2000 (авторы Kushiya и другие); 6258620, опубликованном 10 июля, 2001 (авторы Morel и другие); 6518086, опубликованном 11 февраля, 2003 (авторы Beck и другие); 5045409, опубликованном 03 сентября, 1991 (авторы Eberspacker и другие); 535639, опубликованном 18 октября, 1994 (авторы Turde и другие); 5441897, опубликованном 15 августа, 1995 (авторы Noufi и другие); 5436204, опубликованном 25 июля, 1995 (авторы Albin и другие); 5730852, опубликованном 24 марта, 1998 (авторы Bhattacharya и другие); 580454, опубликованном 08 сентября, 1998 (авторы Bhattacharya и другие); 5871630, опубликованном 16 февраля, 1999 (авторы Bhattacharya и другие); 5976614, опубликованном 02 ноября, 1999 (авторы Bhattacharya и другие); 6121541, опубликованном 19 сентября, 2000 (автор Arya); 6368892, опубликованном 09 апреля, 2002 (автор Arya); 3993533, опубликованном 23 ноября,1976 (авторы Milnes и другие); 4891074, опубликованном 2 января, 1990 (автор Ovshinsky); 5231048, опубликованном 27 июля, 1993 (авторы Guha и другие); 6613974, опубликованном 2 сентября, 2003 (автор Husher); и 6670544, опубликованном 30 декабря, 2003 (авторы Kibbel и другие).
РЕШЕНИЕ
Описанные выше проблемы решаются, а технического эффекта, раскрытого в данной заявке, достигли с помощью устройства плазменного осаждения из паровой фазы и способа получения многопереходных кремниевых тонкопленочных и панелей солнечных элементов (“устройства для получения модулей и панелей солнечных элементов”). Новое устройство предоставляет заметно более высокую скорость осаждения, приводящую таким образом к более низкой стоимость получения. Устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов предусматривает осаждение слоев тонких пленок на подложку, которая может быть вращающимся цилиндрическим элементом или поддерживаемой вращающимся цилиндрическим элементом.
Устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов предусматривает осаждение тонких пленок на внутреннюю стенку цилиндрического элемента, который автоматически предоставляет изолированную среду для реагентов и продуктов с тем, чтобы сформировать тонкую пленку на внутренней стенке цилиндрического элемента. Устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов предоставляет более простую по сравнению предыдущими конструкциями вытяжную систему для получения модулей и панелей солнечных элементов. Устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов использует горелку с индуктивно связанной плазмой (induction coupled plasma torch) для того, чтобы получить тонкопленочные модули и панели солнечных элементов. Помимо более высокой скорости осаждения, устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов также обеспечивает высокую степень чистоты осажденных материалов, улучшенный состав и регулирование структуры, однородную толщину слоя, неограниченное сочетание различных типов слоев тонкой пленки и более простую конструкцию оборудования.
Настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов не требует четырех различных PECVD камер для осаждения всех полупроводниковых слоев. Настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов может повторять определенные требуемые стадии осаждения несколько раз, как описано в данном документе.
Кроме того, настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов предусматривает высокие скорости осаждения в сравнении с традиционными групповыми способами получения солнечных элементов. Настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов также легко приспосабливать к тем материалам, которые осаждают на трубку осаждения, из-за легкости смены химических реагентов, которые поставляют к плазменному факелу. Также легко управляют толщиной каждого слоя, таким образом, предусматривая легко поддающиеся управлению средства осаждения таких слоев тонких пленок.
В одном варианте воплощения изобретения данное устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов включает средство крепления подложки, подложку, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность; устройство плазменной горелки, устанавливаемое проксимально к центру внутренней поверхности для осаждения, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки на внутреннюю поверхность подложки, устройство плазменной горелки, устанавливаемое на расстоянии от подложки; и устройство для подачи химических реагентов к устройству плазменной горелки, где, по меньшей мере, один слой тонкой пленки формирует кремниевые тонкопленочные модули солнечного элемента.
В другом варианте воплощения изобретения устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов включает способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента, включающий крепление подложки, подложку, обладающую наружной и внутренней поверхностью; предоставление горелки с высокочастотной индуктивно связанной плазмой, включающей катушку индуктивности, причем горелку с высокочастотной индуктивно связанной плазмой, выбирают устанавливаемой вдоль участка поверхности внутренней поверхности упомянутой подложки; введение плазменного газа, состоящего, в основном, из инертного газа, в горелку с высокочастотной индуктивно связанной плазмой для образования плазмы внутри катушки индуктивности; впрыскивание, по меньшей мере, одного химического реагента в горелку с высокочастотной индуктивно связанной плазмой, и осаждение, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки на внутреннюю поверхность подложки, где, по меньшей мере, один тонкий слой включает в себя кремниевые тонкопленочные модули солнечного элемента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Пояснительные варианты воплощения данного изобретения описаны ниже детально со ссылками на присоединенные фигуры чертежей, которые включены в данный документ посредством ссылок и где:
Фиг.1 иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства плазменного осаждения для получения модулей и панелей солнечного элемента в соответствии с вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.2 иллюстрирует изображение в поперечном сечении устройства плазменного осаждения для получения модулей и панелей солнечного элемента в соответствии с другим вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.3 иллюстрирует вид в поперечном сечении устройства плазменного осаждения для получения модулей и панелей солнечного элемента в соответствии с еще одним вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.4 иллюстрирует вертикальную проекцию пакета структуры фотогальванического элемента с тремя переходами в соответствии с вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.5 иллюстрирует перспективное изображение трехмерной солнечной панели в соответствии с вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.6А иллюстрирует перспективный вид полукруглой солнечной панели в соответствии с вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.6В иллюстрирует вид в поперечном сечении полукруглой солнечной панели ФИГ.6А в соответствии с вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.7 иллюстрирует схему последовательности технологических операций способа получения солнечных элементов в соответствии с вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.8 иллюстрирует схему последовательности технологических операций еще одного способа солнечных элементов в соответствии с другим вариантом воплощения данного изобретения.
Фиг.9 иллюстрирует схему последовательности технологических операций еще одного способа получения панелей солнечного элемента в соответствии с еще одним вариантом воплощения данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Примеры описывают, со ссылкой на присоединенные фигуры и диаграммы, что специалистам, квалифицированным в области техники, относящейся к конструкции и получению оптического стекловолокна, предоставляют требуемую на практике информацию для заявленных устройств и способов. Использование специфических примеров служит исключительно для оказания помощи в понимании описанных и заявленных устройств и способов. Специалистам, квалифицированным в данной области техники, однако будет легко установить дополнительные варианты, примеры и альтернативные внедрения и расположения технических средств, которые относятся к области прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Фиг.1 иллюстрирует вариант воплощения устройства 2 плазменного осаждения с установленной рабочей трубкой или трубкой осаждения, которая может быть подложкой, укрепляемой с помощью трубки, или трубкой, которая может стать частью солнечного элемента, солнечного модуля и/или солнечной панели. Устройство для осаждения 2 включает в себя токарную или зажимную опорную конструкцию, поддерживающую перемещаемую платформу 8, платформу 8, перемещаемую в вертикальном направлении “A” механизмом перемещения платформы (не показан). Монтированным на перемещаемой платформе 8 является первое способное вращаться переднее зажимное устройство 5, и второе способное вращаться заднее зажимное устройство 6. Пара шпинделей для обеспечения безопасности трубки для осаждения 4 и вращения ее вокруг продольной оси трубки для осаждения имеет в своем составе переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6. Один или оба зажимные устройства 5 и 6 можно перемещать в вертикальном А направлении независимо друг от друга, обеспечивая установку и удаление трубки для осаждения 4. В одном аспекте, для управления и целей безопасности устройство для осаждения 2 может быть установлено внутри камеры осаждения (не показана).
Подающее плазменный газ сопло 16 может быть закреплено внутри трубки для осаждения посредством комбинированного устройства опорной конструкции и подающей плазменный газ трубки 18. Подающее плазменный газ сопло 16 должно быть практически центрировано в трубке осаждения 4 и должно иметь прикрепленное к нему вращающееся соединительное газовое устройство 20. Типичный зазор между подающим плазменный газ соплом 16 и трубкой осаждения 4 будет приблизительно 1 мм. В одном аспекте, в материалах и конструкции комбинированного устройства опоры и подающей плазменный газ трубки 18 необходимо учитывать вес подающего плазменный газ сопла 16 и температурные условия эксплуатации. После прочтения настоящего описания выбор подобной конструкции и материалов является проектным решением, которое легко осуществить квалифицированному специалисту в области получения оптического стекловолокна. Примерами материалов являются кварц и нержавеющая сталь. Другие примеры материалов включают титан и высокотемпературные сплавы, такие как, например, ИНКОНЕЛЬ (жаропрочный никелевый сплав) никеля Ni, хрома Cr, железа Fe и других металлов или их эквиваленты.
Катушку индуктивности 22 крепят вокруг наружной стороны трубки для осаждения 4. К катушке индуктивности 22 подсоединяют обычный высокочастотный источник энергии плазмы мощностью, например, 80 киловатт (“кВт”). Будет понятно, что энергия генератора может изменяться от 20 кВт до 80 кВт в зависимости от диаметра трубки для осаждения 4. Например, для трубки с наружным диаметром 64 мм типичный диапазон энергии может быть между 30 и 40 кВт. Катушку индуктивности 22 и подающее плазменный газ сопло 16 закрепляют так, чтобы они оставались предпочтительно неподвижными в изображенной на фиг.1 группировке. Еще в одном варианте воплощения в качестве источника энергии для индуцирования химической реакции может быть использована микроволновая (СВЧ) плазма.
Сухой газ плазмы или рабочий газ плазмы 24, примеры, которого включают Ar, H2, He, Kr или их смеси, предпочтительно с содержанием влаги менее 10 ppb OH (ppb от англ. частей на миллиард), поставляют с верхнего конца трубки осаждения 4 к подающему плазменный газ соплу 16 через вращающееся соединительной устройство 20 и комбинированное устройство опорной конструкции и подающей плазменный газ трубки 18. Химические реагенты и/или транспортирующий газ (оба или каждый в отдельности показаны как 26) могут быть поставлены с нижнего конца трубки 4 для осаждения через трубку 28. В одном аспекте, когда химические реагенты находятся в газовой или паровой фазе, нет необходимости использовать транспортирующий газ. Для того чтобы предотвратить диффузию влаги с нижней стороны трубки для осаждения 4, с трубкой 28 может быть предпочтительно использовано еще одно вращающееся соединительной устройство.
Плазму или плазменный факел 30 получают введением плазменного газа 24 в подающее плазменный газ сопло 16 в процессе возбуждения катушки индуктивности 22. Подающее плазменный газ сопло 16 и плазменный факел 30 могут образовать горелку 42 с индуктивно связанной плазмой или быть частью горелки 42 с индуктивно связанной плазмой или быть целиком горелкой 42 с индуктивно связанной плазмой. В одном примере горелка 42 с индуктивно связанной плазмой, может дополнительно содержать две кварцевые трубки: наружную кварцевую трубку (не показана) и более короткую внутреннюю кварцевую трубку (не показана), которые могут быть прикреплены к камере из нержавеющей стали (не показана). Помимо этого для скрайбирования линий в материале осажденной тонкой пленки лазерное излучение 44 может быть введено, может быть передано и/или может быть отражено к внутренней трубке через пучок оптического стекловолокна или расположение зеркал, как описано дополнительно в данном документе. Лазер 44 может быть соединен с источником энергии 46 с помощью питающих проводов 48, что широко известно в данном уровне техники.
Трубку 28 предпочтительно закрепляют неподвижно относительно комбинированного устройства опорной конструкции и подающей плазменный газ трубкой 18, так что расстояние “DV” между нижним концом 16А подающего плазменный газ сопла 16 и верхним концом 28А трубки 28 поддерживают фиксированным. Примерное расстояние между нижним концом 16А подающего плазменный газ сопла 16 и верхним неподвижным концом трубки 28А из кварцевого стекла может составлять приблизительно 20 мм. В одном аспекте, расстояние DV может быть разным при разных скоростях потока плазменного газа 24 и химических реагентов 26.
Подачу 26 химических реагентов/транспортирующего газа из отверстия осуществляют снизу трубки 28 навстречу плазменному газу 24. Вновь осажденный материал тонкой пленки может быть сформирован у верхней стороны подающего плазменный газ сопла 16. Следует понимать, что в устройстве для осаждения 2 можно осадить материал тонкой пленки при движении в обоих направлениях, когда трубка 4 осаждения двигается вверх, а также когда трубка 28 движется вниз в вертикальном направлении А.
Вытяжное устройство 32 удаляет побочные газовые продукты, а также неосажденные твердые частицы в отработанных газах из верхней части трубки для осаждения 4. Типично давление внутри трубки 4 для осаждения будет поддерживаться приблизительно около одной атмосферы (“Атм”). Промышленное оборудование (не показано) для ввода в действие аппарата выполняющего функцию вытяжного устройства 32 доступно от различных продавцов и легко может быть выбрано любым квалифицированным специалистом в данной области техники, относящейся к данному описанию.
В одном варианте воплощения осаждение проводят повторяемым в циклическом режиме движением платформы 8, причем осаждение тонкой пленки происходит в каждом цикле. Примерный интервал скорости перемещения платформы составляет от приблизительно 1 метра до 20 метров в минуту (“м/мин”). Скорость может быть выбрана отчасти на основании толщины слоя за каждый проход. Например, чем выше, больше скорость, тем тоньше будет осажденный тонкопленочный слой. В одном аспекте, по всей длине трубопровода могут быть размещены два или более трубопроводов 40 с небольшими инжекционными форсунками, которые могут инжектировать жидкость или газ, регулируемой температуры, на наружную стенку трубки для осаждения 4. Таким образом, можно поддерживать заданную температуру осаждения для трубки для осаждения 4.
Как показано на фиг.1 транспортирующий газ 26 и химические реагенты 26 подают из трубки 28 навстречу плазменному газу 24 от комбинированного устройства опорной конструкции и подающей плазменный газ трубки 18, так что вновь осаждаемый материал тонкой пленки будет формироваться у верхней стороны подающего плазменный газ сопла 16. Следует понимать, что в устройстве осаждения 2 можно осаждать тонкую пленку вещества как, тогда когда трубка осаждения 4 двигается вверх, так и тогда, когда трубка 28 движется вниз относительно вертикального направления А. Существует возможность поставлять химические реагенты 26 без трубки 28, но использование трубки 28 обычно предпочтительнее, поскольку это, в основном, дает возможность для более стабильных и лучше управляемых условий химической реакции. Помимо этого, плазменный газ 24 можно поставлять сверху, а химические реагенты 26 можно поставлять снизу устройства для осаждения 2. Также плазменный газ 24 можно поставлять снизу, а химические реагенты 26 можно поставлять сверху устройства для осаждения 2, особенно когда химические реагенты могут быть твердыми.
В одном варианте воплощения ввод химических реагентов 26 и плазменного газа 24 может быть помещен внутрь трубки осаждения 4 у одного и того же конца трубки для осаждения 4. Фиг.2 иллюстрирует вариант воплощения изобретения устройства для осаждения 2, ориентированного горизонтально. В этом варианте воплощения химические реагенты 26 и плазменный газ 24 подают в трубку осаждения 4 с одного и того же конца трубки осаждения 4. Фиг.3 иллюстрирует вариант воплощения устройства для осаждения 2, также ориентированного горизонтально. В таком варианте воплощения плазменный газ 24 можно подавать через центр трубки осаждения 4, в то время как химические реагенты 26 подают в устройство для осаждения 2 ближе к внутренней стенке трубки осаждения 4.
В одном аспекте, на определенной длине трубки осаждения 4 можно создать соответствующий участок солнечной панели. Например, в трубке осаждения 4, имеющей длину приблизительно 150 см и диаметр приблизительно 30 см, можно создать подложку панели, имеющей участок приблизительно 94 см на 150 см. Помимо этого, например, также возможно иметь трубку осаждения 4 большей или меньшей длины и диаметра для создания солнечных элементов, модулей и/или панелей, обладающих требуемыми участками.
Плазменным формир-газом или плазменным газом 24 может быть газ, обладающий низкой энергией активации, и который обладает инертными в химическом отношении свойствами, так что не будут образованы никакие оксиды или нитриды. Смеси плазменного формир-газа или плазменного газа 24 могут быть также использованы для устройства для осаждения 2. Например, предпочтительно можно использовать аргон, смешанный с водородом, если предпочтение отдано восстановлению окружающей среды.
Химическими реагентами 26 могут быть химические элементы или содержащие эти элементы соединения, или элементы, требуемые для получения солнечных элементов, модулей, панелей и подобные им. Химические реагенты 26 могут быть в требуемом виде, таком как газ, пар, аэрозоль и/или небольшие частицы. Альтернативно, порошок (такой как порошок из наночастиц) полупроводникового материала, такого как чистый кремний в соответствующем состоянии, может быть введен в подающее плазменный газ сопло 16 и/или в горелку 42 с индуктивно соединенной плазмой в инертной атмосфере, такой как аргон, в атмосферных условиях или в условиях вакуума.
Продукт реакции, которая производит тонкопленочные вещество, получают при взаимодействии химических реагентов 26 в присутствии подающего плазменный газ сопла 16 и/или горелки 42 с индуктивно связанной плазмой. В горелке 42 с индуктивно связанной плазмой предпочтительно используют инертный плазменный газ для образования плазмы, где имеет место взаимодействие между химическими реагентами 26 и горелкой 42 с индуктивно связанной плазмой для осаждения тонкопленочного материала, или продукта реакции, внутри трубки осаждения 4. Некоторые типичные химические реагенты 26 включают силан, водород, метан, диборан, триметилбор, фосфин и их смеси. Химические реагенты 26 могут содержать или могут принимать дополнительные формы таких веществ как газы, пары, аэрозоли, маленькие частицы или порошки.
Тонкопленочное вещество продукта реакции является предпочтительно одним элементом, соединением или смесью элементов или соединений и включает в себя элементы и соединения, такие как медь, индий, галлий, селен, кремний, слои i-типа с собственной электропроводностью, слои легированного кремния p-типа и легированный кремний N-типа. В одном варианте воплощения веществом тонкой пленки, которую получают в солнечных элементах, является слой медь-индий-галлий-диселенида (“CIGS”).
Типичный солнечный элемент может иметь структуры слоя P-I-N или N-I-P. Дополнительно отдельный слой кремниевого солнечного элемента может быть сформирован следующими химикатами. Для кремния с собственной электропроводностью (слой I-типа) веществами, образующими такие кремниевые слои, могут быть силан (SiH4), трихлорсилан (“TCS”, SiHCl3), тетрахлорид кремния (“STC”, SiCl4). Помимо этого водород (“H2”) виде газа может быть также добавлен к потоку газа для получения требуемого Si: H слой I-типа. Для легированного кремния P-типа может быть использована, например, как смесь газов SiH4, H2 и/или B2H6, так и смесь газов SiH4, H2 и триметилборана B(CH3)3. Для легированного кремния N-типа может быть использована, например, как смесь газов SiH4, PH3, так и смесь газов SiH4, H2 и PH3. При осаждении слоев, содержащих германий, в качестве химического реагента 26, предпочтительно может быть использован гидрид германия (GeH4). Помимо этого, в качестве химического реагента 26 предпочтительно может быть использован тетрахлорид германия (GeCl4) или тетрафторид германия (GeF4).
Дополнительно в сплав кремний-германий может быть введен углерод для того, чтобы снять напряжение между слоями кремний-германий и кремний, и он также может изменять ширину запрещенной энергетической зоны сплава. Углерод может быть добавлен к смеси кремний-германий, чтобы дать возможность образования тройной системы кремний-германий-углерод, в которой один атом углерода компенсирует (выравнивает) напряжение приблизительно десяти атомов германия. Такой сплав может обеспечить рост слоев с увеличенной толщиной и концентрацией германия, в то время как количество дефектов снижается. Некоторые типичные соединения углерода включают CH3SiH3 и/или CH4. Как обсуждалось в данном документе настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечного элемента не требует добавления дополнительных камер или дополнительного оборудования для получения тройного сплава; оно требует только, чтобы эти химические соединения подавали к плазменному факелу 30 в подаче химических реагентов 26.
Трубка осаждения 4 может трубой из кварцевого стекла, высокотемпературной полиимидной пленкой, укрепленной стеклянной трубкой или любой трубкой, изготовленной из неметаллических материалов, которые отвечают требованиям практических применений солнечного элемента.
В одном аспекте, применяемые химические реагенты 26 могут быть приобретены у промышленного поставщика. Дополнительно могут быть приобретены коммерческие системы поставки химикатов для поставки требуемого элемента, соединения или смеси соединений в устройство для осаждения 2. Например, компании Applied Materials или iCon Dynamics могут поставлять тройные системы. Дополнительно существует также возможность создать на заказ системы с индивидуальным управлением компонентами. Для химических реагентов 26, находящихся в газовой фазе, в устройстве для осаждения 2 можно использовать регулирующее устройство массового расхода для того, чтобы управлять газообразными химическими реагентами 26. Для химических реагентов 26 в жидкой фазе в устройстве для осаждения 2 можно использовать транспортирующий газ для транспорта паровой фазы химических реагентов 26 или можно использовать установку взрывного испарения для подготовки химических реагентов 26 перед инжектированием в горелку 42 с индуктивно-связанной с плазмой.
Как правило, участок фотогальванического элемента большего размера будет собирать больше солнечной энергии и будет способен преобразовывать больше оптической энергии в электрическую энергию, чем участок фотогальванического элемента меньшей площади. Тем не менее, для того, чтобы лучше использовать генерированную энергию, предпочтительно разъединить большие элементы на маленькие элементы и выполнить соответствующие соединения отдельных солнечных элементов для образования модуля или панели, которые будут обладать требуемыми выходными характеристиками, такими как напряжение разомкнутой цепи (“Voc”), ток короткого замыкания (“Isc”), коэффициент заполнения (“FF”), который определяют как максимальную мощность, произведенную в точке максимальной мощности, деленную на произведение Isc и Voc. Для того чтобы преобразовать солнечные элементы в солнечный модуль, устройство может включать лазерную скрайбирующую цепь, что делает возможным непосредственно связывать в ряды близлежащие передние и задние солнечные элементы без дополнительного более жесткого соединения элементов. Существуют два распространенных способа формирования таких соединений на солнечном модуле.
В одном способе используют гравирование (скрайбирование) лазером 44, который гравирует (скрайбирует) после того, как осажден или сформирован каждый отдельный слой, тогда как в другом способе гравируют после того как осаждены или сформированы все слои. Последний способ включает скрайбирование всех слоев после того, как они осаждены и является способом, который можно использовать после того как готовую трубку осаждения с осажденным покрытием удаляют из барабана для осаждения. Трубка осаждения 4 может быть смонтирована на лазерную скрайбирующую систему, что известно для данного уровня техники. Некоторые типовые системы изготавливают U.S. Laser Corp. и самостоятельная компания Synova/Manz Automation.
Первый способ включает скрайбирование после того, как осажден каждый слой тонкой пленки. Этот способ не требует удаления трубки осаждения 4 из устройства для осаждения 2, но только скрайбирование выполняют после осаждения каждого тонкопленочного слоя. Предпочтительно может быть использована лазерная система с пучком оптического стекловолокна и фокусирующей оптикой для того, чтобы передавать лазерную энергию высокой мощности. Конец пучка стекловолокна может быть смонтирован на внутренней стороне трубы вблизи к подающему плазменный газ соплу 16 и направлен к внутренней стенке трубки осаждения 4, где в определенном месте расположена осажденная тонкая пленка. Лазер 44 и его источник питания 46 могут быть расположены снаружи камеры для осаждения или устройства для осаждения 2. Когда вращательное движение трубки для осаждения 4 прекращается, тогда поворачиванием по вертикальной оси переднего зажимного устройства 5 и заднего зажимного устройства 6 можно гравировать линии, параллельные продольной оси трубки осаждения 4. Когда поворачивание по вертикальной оси прекращается, тогда вращательным движением трубки для осаждения 4 будут скрайбировать линии, перпендикулярные продольной оси трубки осаждения 4. С помощью соответствующего индекса для каждой линии, может быть легко сформирован требуемый рисунок модуля. Одну типовую лазерную систему производит Newport Corporation или Coherent Corporation. Кроме того, может быть использована волоконная лазерная система для скрайбирования соединяющих решеток и элементов для формирования модуля солнечного элемента.
Типичная солнечная панель является плоской и, как правило, прямоугольной в двух измерениях. Настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечного элемента также включает трехмерные солнечные панели без добавления дополнительных стадий для их создания. Например, когда все слои тонкой пленки осаждены на трубку осаждения 4, можно разрезать трубку осаждения 4 сбоку или перпендикулярно вдоль ее продольной оси для того, чтобы получить трехмерные солнечные модули. Дополнительно такие трехмерные солнечные модули могут быть смонтированы на типичной плоской прямоугольной панели для получения секций вдоль солнечной панели, как показано на фиг.5, которая иллюстрирует пояснительный вариант воплощения 500 круглой трехмерной панели настоящего изобретения. Солнечная панель 500 может включать подложку 502 панели, на которой находится множество солнечных элементов 504. Солнечные элементы 504 получают разрезанием трубки осаждения 504 перпендикулярно в длину, показанную как 506. Трубку осаждения 4 разрезают на такие солнечные элементы 504 после того, как все слои тонкой пленки осаждены на трубку осаждения 4. Эти солнечные элементы 504 могут быть электрически соединены при наличии соединителей или проволоки, интегрированных в подложку панели 502, или иными средствами. Как видно, поглощающая солнечную энергию область солнечной панели 500, больше чем у других традиционных прямоугольных плоских панелей солнечных элементов.
Поскольку солнце перемещается над солнечной панелью 500, солнечные элементы 504 не нужно наклонять или перемещать панель иначе, чтобы следовать за солнцем. Это происходит потому, что солнечный свет проходит поглощающий слой на внутренней стенке или поверхности 508 из солнечных элементов 504, преобразуя свет в электрическую энергию. Лучи света, которые отражаются внутренними стенками 508 солнечных элементов 504, могут быть затем поглощены другими участками внутренних стенок 508 солнечных элементов 504, которые затем преобразуют в электрическую энергию. Солнечные панели 500, полученные с помощью настоящего устройства для получения модулей и панелей солнечных элементов, увеличивают поглощающую площадь солнечных панелей 500 и эффективно удерживают и поглощают отраженные лучи света и солнечную энергию.
Фиг.6А является объяснительным вариантом воплощения полукруглой солнечной панели 600 данного изобретения. Представленное устройство для получения модулей и панелей солнечных элементов может также производить солнечные панели, которые имеют полукруглую конструкцию. В таком варианте воплощения, солнечную панель 600 получают разрезанием трубки осаждения 4 вдоль ее продольной или центральной оси и сборкой расположенных рядом друг с другом полукруглых солнечных элементов 604 на подложке 602 панели. Благодаря такой конфигурации полукруглых трубок для осаждения 604, которые имеют в распоряжении большую площадь поверхности, чем традиционные плоские солнечные панели, солнечная панель 600 поглощает больше света, чем традиционная плоская солнечная панель. Кроме того, не используется весь свет, который отражен поверхностью традиционных плоских солнечных панелей. Напротив, конфигурация солнечных элементов 604 солнечной панели 600 отражает свет в направлении к центру полукруглой конфигурации. Отраженный свет может быть поглощен солнечным элементом 608 в фокальной точке (центре круга) каждого из солнечных элементов 604. Показан только один солнечный элемент 608, но солнечный элемент 608, расположенный в фокальной точке полукруга, может включать любое количество солнечных элементов 604. Помимо этого, может быть использована тепловая труба или другой канал, содержащий текучую среду, для поглощения тепла отраженного света, что более предпочтительно, чем наличие солнечного элемента 608, расположенного в фокальной точке солнечных элементов 604.
Фиг.6В является объяснительным вариантом воплощения полукруглой трубки осаждения 604 вблизи солнечного элемента 608, показывающим ход лучей 610 солнечного света от солнца, которые отражаются внутренней поверхностью 612 полукруглых трубок осаждения 604. В этом варианте воплощения, солнце удалено от полукруглой трубки осаждения 604 и солнечного элемента 608, таким образом, лучи 610 падающего солнечного света могут быть практически параллельными, когда они контактируют с внутренней поверхностью 612 полукруглой трубки осаждения 604. Солнечная энергия (солнечный свет) будет излучать свет, который контактируют с внутренней поверхностью 612 полукруглых трубок осаждения 604, и который может быть отражен обратно в направлении солнечного элемента 608. В таком варианте воплощения, часть солнечной энергии поглощается полукруглыми трубками осаждения 604 солнечной панели 600, а часть солнечной энергии будет поглощаться солнечным элементом 608. Благодаря конфигурации полукруглых трубок осаждения 604, отраженный свет ориентирован в направлении солнечного элемента 608 или сфокусирован на солнечном элементе 608. Как обсуждалось в данном документе, солнечный элемент 608 предпочтительно позиционирован и/или размещен в определенном месте так, что он находится в фокальной точке отраженных от солнца лучей 610. В одном аспекте, солнечный элемент 608 может быть поглощающей тепло трубой, которая содержит текучую среду для поглощения тепла отраженного света.
Помимо вышеперечисленных аспектов и вариантов воплощения настоящего устройства для осаждения 2, настоящее изобретение дополнительно включает способ получения модулей и панелей солнечного элемента. Фиг.7 иллюстрирует схему технологического процесса 700 варианта воплощения одного из таких способов. В этом варианте воплощения получают кремниевый фотогальванический пленочный солнечный элемент N-I-P типа на стеклянной подложке. На стадии 702 поверхности стеклянной трубки подложки промывают, очищают и предпочтительно высушивают. В одном аспекте, могут быть использованы другие материалы для трубки осаждения 4, такие как высокотемпературные полимерные пленки. На стадии 704 с помощью устройства для осаждения 2 осаждают тонкий слой молибдена на внутреннюю поверхность или внутреннюю стенку трубки осаждения 4. Эта стадия может быть выполнена как с помощью устройства для осаждения 2, так и с помощью отдельного средства, оборудования или устройства для осаждения для получения модулей и панелей солнечного элемента. В качестве крепления трубки осаждения 4 может быть использована неметаллическая труба, а тонкая пленка может занимать место на внутренней поверхности или стенке трубки для осаждения 4.
На стадии 706 подложку или трубку для осаждения 4 загружают в устройство для осаждения 2. Эта стадия дополнительно может включать подсоединение плазменного газа 24 и химических реагентов 26 к подающему плазменный газ соплу 16 и вращающемуся газовому соединительному устройству 20. На стадии 708 температура устройства для осаждения 2 и/или трубки для осаждения 4 являются температурами, управляемыми блоком нагрева/охлаждения (не показан). Типичной температурой является, например, 350°C. Другие температуры могут быть использованы, согласуясь со специалистом, квалифицированным в данной области техники. В одном аспекте, давление может быть, в основном атмосферным давлением, а интервал температур может быть от приблизительно 150°C до приблизительно 350°C.
На стадии 710 включают вытяжную систему. В одном аспекте, основное назначение вытяжной системы состоит в удалении газообразных побочных продуктов и неосажденных реагентов. Она также нуждается в уравновешивании, так что давление предпочтительно поддерживают близким к атмосферному давлению. На стадии 712 горелка 42 с индуктивно соединенной плазмой может быть установлена или позиционирована в исходном положении относительно трубки осаждения 4. В одном аспекте, горелка 42 с индуктивно соединенной плазмой может быть установлена с одного конца или с другого конца трубки для осаждения 4. Эта стадия может дополнительно включать вращение трубки осаждения 4 относительно горелки 42 с индуктивно связанной плазмой. В другом аспекте, горелку 42 с индуктивно связанной плазмой можно вращать относительно трубки осаждения 4. Эта стадия может дополнительно включать возбуждение плазменного факела 30 горелки 42 с индуктивно связанной плазмой. Эта стадия может дополнительно включать стабилизирование плазменного факела 30 и впрыскивание химических реагентов 26 в плазменный факел 30. Дополнительно горелка 42 с индуктивно связанной плазмой может быть затем перемещена или повернута по вертикальной оси относительно трубки осаждения 4, настолько, что тонкий слой продуктов реакции химических реагентов 26 имеется в наличии в плазменном факеле 30. Эта стадия может дополнительно включать перемещение переднего зажимного устройства 5 и заднего зажимного устройства 6 относительно устройства для осаждения, так что материал тонкой пленки осаждают по внутренней поверхности трубки для осаждения 4.
На стадии 714 слой тонкой пленки первого материала осаждают на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4. В одном варианте воплощения первым слоем материала тонкой пленки может быть легированный кремний N-типа, где химическими реагентами могут быть SiCl4, H2 и PH3. Переднее зажимное устройство 5, или и заднее зажимное устройство 6, или задней части, могут двигаться вверх и вниз или поворачивать по вертикальной оси трубку осаждения 4, так что на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4 осаждают тонкий слой вещества требуемой толщины. Этой процедурой можно дополнительно управлять с помощью управления скоростями потока химических реагентов 26 в добавление к скорости вращения и скорости поворачивания по вертикальной оси переднего зажимного устройства 5 и заднего зажимного устройства 6, SiCl4 может быть использован в качестве поставщика кремниевого реагента. Помимо него поставщиками кремния могут быть также SiHCl3, SiH4 и/или SiF4, например. Смеси этих соединений могут также быть использованы в качестве поставщика кремния. В одном аспекте, толщина первого слоя вещества тонкой пленки находится предпочтительно между 0,1 мкм и приблизительно 0,5 мкм, например.
На стадии 716 осаждают тонкопленочный слой второго вещества на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4. В одном варианте воплощения вторым тонкопленочным слоем вещества может быть кремний I-типа приостановлением потока PH3 и увеличением подачи H2 к плазменному факелу 30. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут многократно поворачивать по вертикальной оси трубку для осаждения 4 до тех пор, пока требуемая толщина кремния I-типа не будет осаждена на трубке осаждения 4. В одном аспекте, толщина второго слоя тонкопленочного вещества находится предпочтительно между 1 мкм и 5 мкм, например. Более предпочтительно толщина может быть между 1 мкм и 2 мкм.
На стадии 718 может быть осажден тонкопленочный слой третьего вещества на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4. В одном варианте воплощения третьим тонкопленочным слоем вещества может быть легированный кремний P-типа. Подача H2 к пламени плазмы 30 может быть сокращена (по времени) или уменьшена (по объему), а к смеси химических реагентов 26 может быть добавлен B2H6. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут продолжать многократно поворачивать по вертикальной оси трубку осаждения 4 до тех пор, пока требуемая толщина кремния P-типа не будет осаждена на трубку осаждения 4. В одном аспекте, толщина третьего слоя тонкопленочного вещества находится предпочтительно между 0,3 мкм и 0,8 мкм, например.
По окончании стадий осаждения подача химических реагентов 26 может быть прекращена, а плазменный факел 30 может быть отключен. Также могут быть прекращены функции вращения и поворачивания по вертикальной оси. Затем трубка осаждения 4 может быть удалена из устройства для осаждения 2. На стадии 720 на трубку для осаждения 4 может быть осажден слой прозрачного проводящего оксида металла (“TCO” от англ. - transparent conductive oxide) в качестве верхнего электрода. Эта стадия может включать осаждение TCO в камере термического испарения в вакууме, что, как правило, известно квалифицированному специалисту в данной области. Веществом TCO может быть отдельный оксид или смесь оксидов, включающая оксиды индия, олова или цинка. Таким способом получают фотогальванический элемент, который может затем быть дополнительно переработан в фотогальванический модуль или фотогальваническую панель, как дополнительно описано в данном документе, и может быть монтирован в фотогальваническую систему.
Фиг.8 иллюстрирует схему технологического процесса варианта воплощения 800 способа получения фотогальванического многопереходного солнечного элемента. На стадии 802 поверхности подложки, такой как стеклянная труба, промывают, очищают и предпочтительно высушивают. В одном аспекте, для трубки осаждения 4 могут быть использованы другие материалы, такие как высокотемпературные полимерные пленки. Неметаллические трубы могут быть использованы в качестве крепления трубки осаждения 4, а тонкая пленка может занимать место на внутренней поверхности или стенке трубки осаждения 4. На стадии 804 осаждают тонкий слой молибдена с помощью устройства осаждения 2 на внутреннюю поверхность или внутреннюю стенку трубки осаждения 4. Эта стадия может быть выполнена как с помощью устройства для осаждения 2, так и с помощью отдельного средства, оборудования или устройства для осаждения для получения модулей и панелей солнечного элемента.
На стадии 806 подложку или трубку осаждения 4 загружают в устройство осаждения 2. Эта стадия может дополнительно включать подсоединение плазменного газа 24 и химических реагентов 26 к подающему плазменный газ соплу 16 и вращающемуся газовому соединительному устройству 20. На стадии 808 температура устройства для осаждения 2 и/или трубки осаждения 4 являются температурами, управляемыми блоком нагрева/охлаждения (не показан). Типичной температурой является, например, приблизительно 350°C. Другие температуры могут быть использованы, согласуясь со специалистом, квалифицированным в данной области техники. В одном аспекте, давление может быть, в основном, атмосферным давлением, а интервал температур может быть от приблизительно 150°C до приблизительно 400°C. Более предпочтительно температура может быть от приблизительно 150°C до приблизительно 350°C.
На стадии 810 включают вытяжную систему. На стадии 812 горелка 42 с индуктивно связанной плазмой может быть позиционирована или размещена в исходном положении относительно трубки осаждения 4. В одном аспекте, основное назначение вытяжной системы состоит в удалении газообразных побочных продуктов и неосажденных реагентов. Она также нуждается в уравновешивании, так что давление предпочтительно поддерживают близким к атмосферному давлению. В одном аспекте, горелка 42 с индуктивно связанной плазмой может быть позиционирована у одного конца или другого конца трубки осаждения 4. Эта стадия может дополнительно включать вращение трубки для осаждения 4 относительно горелки 42 с индуктивно связанной плазмой. В другом аспекте, горелку 42 с индуктивно связанной плазмой можно вращать относительно трубки для осаждения 4. Эта стадия может дополнительно включать возбуждение плазменного факела 30 горелки 42 с индуктивно связанной плазмой. Эта стадия может дополнительно включать стабилизирование плазменного факела 30 и впрыскивание химических реагентов 26 в плазменный факел 30. Дополнительно горелка 42 с индуктивно связанной плазмой может быть затем перемещена или повернута по вертикальной оси относительно трубки осаждения 4, настолько, что тонкий слой продуктов реакции химических реагентов 26 имеется в наличии в плазменном факеле 30. Эта стадия может дополнительно включать поворачивание по вертикальной оси переднего зажимного устройства 5 и заднего зажимного устройства 6 относительно устройства для осаждения, так что тонкопленочное вещество осаждают по внутренней поверхности трубки для осаждения 4.
На стадии 814 тонкопленочный слой первого вещества осаждают на внутреннюю поверхность трубки для осаждения 4. В одном варианте воплощения первым веществом тонкопленочного слоя может быть легированный кремний N-типа, где химическими реагентами могут быть SiCl4, H2 и PH3. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут двигаться вверх и вниз или поворачивать по вертикальной оси трубку для осаждения 4, так что требуемую толщину вещества тонкого слоя осаждают на внутреннюю поверхность трубки для осаждения 4. Этой процедурой можно дополнительно управлять с помощью управления скоростями потока химических реагентов 26 в добавление к скорости вращения и скорости поворачивания по вертикальной оси переднего зажимного устройства 5, и заднего зажимного устройства 6. SiCl4 может быть использован в качестве поставщика кремниевого реагента. Помимо него поставщиками кремния могут быть также SiHCl3, SiH4 и/или SiF4, например. Смеси соединений могут также быть использованы в качестве поставщиков кремния. В одном аспекте, толщина первого слоя вещества тонкой пленки находится предпочтительно между 0,2 мкм и 0,5 мкм, например.
На стадии 816 осаждают тонкопленочный слой второго вещества на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4. В одном варианте воплощения вторым слоем тонкопленочного вещества может быть кремний-германий I-типа, полученный увеличением подачи H2 к плазменному факелу 30. Предпочтительно концентрация германия выше, чем концентрация кремния. В другом аспекте, можно использовать другие соединения, содержащие германий. Например, для слоя с шириной запрещенной энергетической зоны приблизительно 1,4 эВ, процентное содержание германия в кремний-германии (SiGe) может быть от приблизительно 40% до приблизительно 50%. Подача PH3 может быть перекрыта во время осаждения этого слоя. Помимо этого в плазменный факел 30 могут быть введены концентраты GeH4 и H2. Переднее зажимное устройство 5 и зажимное устройство 6 могут многократно поворачивать по вертикальной оси трубку осаждения 4 до тех пор, пока требуемая толщина кремния I-типа не будет осаждена на трубке осаждения 4. В одном аспекте, толщина второго слоя тонкопленочного вещества находится предпочтительно между 1,5 мкм и 5 мкм, например.
На стадии 818 может быть осажден тонкопленочный слой третьего вещества на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4. В одном варианте воплощения третьим слоем тонкопленочного вещества может быть легированный кремний P-типа. Подача H2 к плазменному факелу 30 может быть уменьшена (по объему) или укорочена (по времени), и подача GeH4 будет прекращена, а B2H6 может быть добавлен к смеси химических реагентов 26. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут продолжать многократно поворачивать по вертикальной оси трубку осаждения 4 до тех пор, пока требуемая толщина материала P-типа не будет осаждена на трубке для осаждения 4. В одном аспекте, толщина третьего слоя тонкопленочного вещества находится между 0,2 мкм и 0,8 мкм, например. На стадиях 814-818 получают первый солнечный элемент в многопереходном фотогальваническом солнечном элементе.
На стадии 820 получают первый слой второго солнечного элемента на трубке осаждения 4. На этой стадии осаждают слой тонкой пленки первого вещества для второго солнечного элемента на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4. В одном варианте воплощения первым слоем вещества тонкой пленки может быть легированный кремний N-типа, где химическими реагентами 26 могут быть SiCl4, H2 и PH3. Помимо этого существовавшая раньше подача B2H6 будет отключена, а подача PH3 будет поставлена к плазменному факелу 30. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут двигаться вверх и вниз или поворачивать по вертикальной оси трубку осаждения 4, так что требуемую толщину тонкого слоя вещества осаждают на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4. Этот способ может дополнительно быть отрегулирован регулированием скоростей потока химических реагентов 26, в добавление к скорости вращения и скорости поворачивания по вертикальной оси переднего зажимного устройства 5 и заднего зажимного устройства 6. В одном аспекте, толщина слоя вещества тонкой пленки находится предпочтительно между 0,2 мкм и 0,5 мкм, например.
На стадии 822 на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4 осаждают слой тонкой пленки второго вещества для второго солнечного элемента. В одном варианте воплощения вторым слоем вещества тонкой пленки может кремний-германий I-типа, полученный добавлением подачи GeH4, но меньше, чем подача, добавленная ранее на стадии 816. Предпочтительно концентрация германия ниже, чем концентрация кремния. Подача PH3 может быть прекращена во время осаждения этого слоя. Помимо этого в плазменный факел 30 могут быть введены концентраты GeH4 и H2. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут многократно поворачивать по вертикальной оси трубку осаждения 4, до тех пор, пока на трубке осаждения 4 не произойдет осаждение требуемой толщины кремния I-типа. В одном аспекте, толщина второго слоя вещества тонкой пленки находится предпочтительно между 1 мм и 3 мм, например. Более предпочтительно толщина второго слоя вещества тонкой пленки находится между 1 мм и 1,5 мм. В одном аспекте, концентрация германия в системе кремний-германий составляет от приблизительно 10% до приблизительно 20%. Помимо этого, концентрация водорода может воздействовать на ширину запрещенной энергетической зоны такого слоя. В другом аспекте, более высокие концентрации водорода могут потребовать больше германия в соединении SiGe для достижения требуемого значения ширины запрещенной зоны 1,6 эВ.
На стадии 824 на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4 может быть осажден слой тонкой пленки третьего вещества для второго солнечного элемента. В одном варианте воплощения третьим слоем вещества тонкой пленки может быть легированный кремний P-типа. Подача H2 к плазменному факелу 30 может быть уменьшена (по объему) или сокращена (по времени), а подача GeH4 будет прекращена, а B2H6 может быть добавлен к смеси химических реагентов 26, подаваемых к плазменному факелу 30. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут продолжать многократно поворачивать по вертикальной оси трубку для осаждения 4 до тех пор, пока требуемая толщина вещества P-типа ни будет осаждена на трубке осаждения 4. В одном аспекте, толщина третьего слоя вещества тонкой пленки находится предпочтительно между 0,2 мкм и 0,8 мкм, например. На стадиях 820-824 получают второй солнечный элемент в многопереходном фотогальваническом солнечном элементе.
На стадии 826 на трубке для осаждения 4 получают первый слой третьего солнечного элемента. На этой стадии на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4 осаждают слой тонкой пленки первого вещества для третьего солнечного элемента. В одном варианте воплощения первым слоем вещества тонкой пленки может быть легированный кремний N-типа, поскольку химическими реагентами 26 могут быть SiCl4, H2 и PH3. Помимо этого существовавшая раньше подача B2H6 будет прекращена, а подача PH3 будет поставлена к плазменному факелу 30. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут двигаться вверх и вниз или поворачивать по вертикальной оси трубку для осаждения 4, так что на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4 осаждают требуемую толщину тонкого слоя вещества. Эту процедуру можно дополнительно регулировать с помощью регулирования скоростей потока химических реагентов 26, в добавление к скорости вращения и скорости поворачивания по вертикальной оси переднего зажимного устройства 5 и заднего зажимного устройства 6. В одном аспекте, толщина материала тонкой пленки находится предпочтительно между 0,2 мкм и 0,5 мкм, например.
На стадии 828 осаждают слой тонкой пленки второго вещества третьего солнечного элемента на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4. В одном варианте воплощения вторым слоем вещества тонкой пленки может быть кремний I-типа, полученный прекращением потока PH3 и увеличением подачи H2 к плазменному факелу 30. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут многократно поворачивать по вертикальной оси трубку осаждения 4 до тех пор, пока требуемая толщина вещества P-типа не будет осаждена на трубке осаждения 4. В одном аспекте, толщина такого слоя материала тонкой пленки находится предпочтительно между 0,8 мкм и 1,0 мкм, например, но его толщина может достигать приблизительно 2 мкм.
На стадии 830 на внутреннюю поверхность трубки осаждения 4 может быть осажден слой тонкой пленки третьего вещества для третьего солнечного элемента. В одном варианте воплощения третьим слоем тонкой пленки вещества может быть легированный кремний P-типа. Подача H2 к плазменному факелу 30 может быть уменьшена (по объему) или сокращена (по времени), а подача B2H6 может быть добавлена к смеси химических реагентов 26, подаваемых к плазменному факелу 30. Переднее зажимное устройство 5 и заднее зажимное устройство 6 могут продолжать многократно поворачивать по вертикальной оси трубку осаждения 4 до тех пор, пока требуемая толщина материала P-типа не будет осаждена на трубке для осаждения 4. В одном аспекте толщина, такого слоя вещества тонкой пленки находится предпочтительно между 0,2 мкм и 0,5 мкм, например. На стадиях 826-830 производят третий солнечный элемент в многопереходном фотогальваническом солнечном элементе. Обобщенно, на стадиях 802-830 производят сформированный трехпереходный фотогальванический солнечный элемент (ячейку). По окончании стадий осаждения подача химических реагентов 26 может быть прекращена, а плазменный факел 30 может быть выключен. При этом вращательные и поворачивающие по вертикальной оси действия могут также быть остановлены. После этого трубка осаждения 4 может быть удалена из устройства для осаждения 2.
На стадии 832 на трубку осаждения 4 может быть осажден слой прозрачного проводящего оксида металла (“TCO”) в качестве верхнего электрода. Эта стадия может включать осаждение TCO в камере термического испарения в вакууме, что, как правило, известно квалифицированному специалисту в данной области. Веществом TCO может быть отдельный оксид или смесь оксидов, включающая оксид индия, олова или цинка. Таким способом получают трехпереходный фотогальванический элемент, который может затем быть дополнительно переработан в фотогальванический модуль или фотогальваническую панель, как дополнительно описано в данном документе, и может быть смонтирован в фотогальваническую систему.
Настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечного элемента не требует многократного перемещения объекта или подложки из одной камеры в другую камеру для осаждения слоев разного состава. В настоящем устройстве для получения модулей и панелей солнечного элемента предпочтительно только изменяется подача разных химических материалов к плазменному факелу 30, как описано в данном документе. Это не только сокращает время обработки, но также обладает тем положительным качеством, что позволяет пользователю, если это требуется, создавать многопереходные элементы без введения дополнительных камер. Дополнительно настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечного элемента дает возможность осаждать тонкие пленки с различными размерами; настоящее устройство для получения модулей и панелей солнечного элемента позволяет легко изменять длину и/или диаметр трубки для осаждения, используемой для процедуры осаждения. Например, настоящий устройство для получения модулей и панелей солнечного элемента может быть использовано для осаждения таких слоев тонких пленок на трубку осаждения 4, которые имеют размер приблизительно 94 см × 150 см, что приблизительно на два порядка больше, чем площадь, отмеченная в предыдущем уровне техники.
Фиг.9 показывает технологическую схему 900 варианта воплощения для способа получения солнечной панели. На стадии 902 слои тонкой пленки осаждают на трубку осаждения 4 как описано в данном документе. На стадии 904 гравируют соединения солнечного элемента на трубке осаждения 4, как описано в данном документе. На стадии 906 модуль солнечного элемента формируют или разрезают на элементы, как описано в данном документе. На стадии 908 модули солнечного элемента затем фиксируют или присоединяют к подложке панели.
Монокристаллический кремний может иметь ширину запрещенной зоны (Eg) около 1,1 электрон-вольта (эВ). При получении кремниевого тонкопленочного фотогальванического элемента ширина запрещенной зоны становится приблизительно 1,8 эВ, из-за добавления к кремнию водорода в качестве поглощающего слоя, и она смещается от пика спектра солнечного излучения (1,5 эВ). Для того чтобы лучше использовать поглощение солнечной энергии при максимальном значении (запрещенной) зоны, для такой ширины запрещенной зоны может потребоваться уменьшение или увеличение длины волны поглощающего слоя солнечного элемента.
В одном варианте воплощения данное устройство получения модулей и панелей солнечного элемента включает использование разных материалов, которые могут обладать одинаковой кристаллической структурой, но иметь разную ширину запрещенной зоны. Например, кремний и германий имеют одинаковые кристаллические структуры, но разную ширину запрещенной зоны. Кроме того, поскольку отношение коэффициент смешения кремния и германия может изменяться, это может также изменять ширину запрещенной зоны. Если в качестве поглощающего слоя в фотогальваническом элементе используют смесь обоих (кремния и германия), они могут быть конфигурированы таким образом, чтобы поглощать фотонную энергию от области разных длин волн солнечного спектра. Данное устройство для получения модулей и панелей солнечного элемента включает получение солнечного элемента с множеством тандемных тонкопленочных слоев кремния и сплава кремний-германий, такой солнечный элемент может обеспечить большее поглощение солнечной энергии, таким образом это улучшит эффективность солнечного элемента. Вследствие сходства кристаллических структур кремния и германия можно будет меньше заниматься несоответствием между слоями.
Дополнительно, вследствие сходства физических свойств кремния и германия существует возможность получить многопереходный солнечный элемент для того, чтобы охватывать более широкие области солнечного спектра и улучшить эффективность элемента (ячейки). Например, фиг.4 показывает взаимное расположение пакета различных слоев многопереходного фотогальванического солнечного элемента (ячейки) согласно варианту воплощения настоящего устройства для получения модулей и панелей солнечного элемента. Ссылаясь на вышеописанные варианты воплощения, некоторое количество солнечного света может проходить через поглощающие энергию слои солнечных элементов, в то время как остальной свет поглощается поглощающими энергию слоями солнечного элемента. В одном аспекте, для первого или последнего (нижнего) поглощающих слоев толщина слоя может быть сделана больше с тем, чтобы соответствовать определенному количеству поглощенной энергии.
Несмотря на то, что уже было описано, то, что сейчас рассматривается в качестве предпочтительных вариантов воплощений устройства для получения модулей и панелей солнечного элемента, следует понимать, что данное устройство для получения модулей и панелей солнечного элемента может быть реализовано в других специфических формах без отступления от характера и существенных характеристик его. Например, могут быть использованы дополнительные плазменные горелки или различные сочетания модулей осаждения, отличные от тех, которые описаны в данном документе, без отступления от характера и существенных характеристик настоящего устройства для получения модулей и панелей солнечного элемента. Данные варианты воплощения, следовательно, должны рассматриваться во всех аспектах как иллюстративные и не ограничивающие. Объем изобретения выражают прилагаемые пункты формулы изобретения, а не вышеизложенное описание.

Claims (29)

1. Устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента, включающее: средства крепления подложки, упомянутую подложку, имеющую наружную поверхность и внутреннюю поверхность; устройство плазменной горелки, устанавливаемое проксимально к упомянутой внутренней поверхности для осаждения, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки на упомянутую внутреннюю поверхность упомянутого субстрата, причем устройство плазменной горелки установлено на расстоянии от упомянутого субстрата;
и средства подачи химических реагентов к упомянутому устройству плазменной горелки, где упомянутый, по меньшей мере, один тонкопленочный слой формирует упомянутые кремниевые тонкопленочные модули солнечного элемента.
2. Устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.1, в котором упомянутое средство крепления включает:
передвижную платформу для перемещения упомянутой подложки относительно упомянутого устройства плазменной горелки вдоль ее продольной оси.
3. Устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.1, в котором упомянутое средство крепления дополнительно включает:
по меньшей мере, один выполненный с возможностью вращения зажим, для вращения упомянутой подложки вокруг ее продольной оси относительно упомянутого устройства плазменной горелки.
4. Устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.1, дополнительно включающее:
скрайбер, устанавливаемый проксимально к упомянутой внутренней поверхности, для скрайбирования соединений в упомянутом, по меньшей мере, одном тонкопленочном слое для получения упомянутых кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента.
5. Устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.4, в котором упомянутым скрайбером является лазер.
6. Устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.4, дополнительно включающее:
по меньшей мере, одно впрыскивающее сопло, устанавливаемое проксимально к упомянутой наружной поверхности, для впрыскивания жидкости или газа для управления температурой субстрата.
7. Устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.4, в котором упомянутое устройство ориентировано практически в вертикальном положении.
8. Устройство для плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.4, в котором упомянутое устройство ориентировано практически в горизонтальном положении.
9. Устройство плазменного осаждения из паровой фазы для получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента п.1, в котором упомянутым средством плазменной горелки является горелка с индуктивно-связанной плазмой.
10. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента, включающий:
крепление подложки, причем упомянутая подложка имеет наружную и внутреннюю поверхности;
предоставление горелки с высокочастотной индуктивно-связанной плазмой, включающей индукционную катушку, причем упомянутую горелку с высокочастотной индуктивно-связанной плазмой выбирают с возможностью установки параллельно участку поверхности упомянутой внутренней поверхности упомянутого субстрата;
введение плазменного газа в упомянутую горелку с высокочастотной индуктивно-связанной плазмой для формирования плазмы внутри упомянутой катушки;
впрыскивание, по меньшей мере, одного химического реагента в упомянутую горелку с высокочастотной индуктивно-связанной плазмой; и осаждение, по меньшей мере, одного тонкопленочного слоя на упомянутую внутреннюю поверхность упомянутой подложки, в котором упомянутый, по меньшей мере, один тонкий слой включает тонкопленочные кремниевые модули солнечного элемента.
11. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутое осаждение, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки включает:
возвратно-поступательное движение подложки в направлении ее продольной оси относительно упомянутой горелки с высокочастотной индуктивно-связанной плазмой.
12. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутое осаждение, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки дополнительно включает:
вращение подложки вокруг ее продольной оси относительно упомянутой горелки с высокочастотной индуктивно-связанной плазмой.
13. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутое осаждение, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки дополнительно включает:
скрайбирование упомянутого, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки для получения соединений между упомянутыми кремниевыми тонкопленочными модулями солнечного элемента.
14. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, дополнительно включающий:
впрыскивание жидкости или газа на наружную поверхность для управления температурой подложки.
15. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, дополнительно включающий:
осаждение тонкого слоя молибдена на упомянутую внутреннюю поверхность перед осаждением упомянутого, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки.
16. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутое осаждение, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки дополнительно включает:
осаждение слоя легированного кремния n-типа на упомянутую внутреннюю поверхность упомянутой подложки.
17. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутое осаждение, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки дополнительно включает:
осаждение слоя легированного кремния i-типа на упомянутую внутреннюю поверхность упомянутой подложки.
18. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутое осаждение, по меньшей мере, одного слоя тонкой пленки дополнительно включает:
осаждение слоя легированного кремния p-типа на упомянутую внутреннюю поверхность упомянутой подложки.
19. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутый, по меньшей мере, один химический реагент выбирают из группы, состоящей из SiCl4, SiH4, SiHCl3, SiF4, соединений, содержащих кремний, PH3, B2H6, GeH4, GeCl4, GeF4, и соединений, содержащих германий.
20. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутый химический реагент существует в виде, выбранном из группы, состоящей из газа, пара, аэрозоли, мелких частиц и порошка.
21. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутое осаждение, по меньшей мере, одного тонкопленочного слоя дополнительно включает:
осаждение тонкопленочного слоя прозрачного проводящего оксида металла на упомянутую внутреннюю поверхность упомянутой подложки после осаждения упомянутого, по меньшей мере, одного тонкопленочного слоя.
22. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.21, в котором упомянутым прозрачным проводящим оксидом металла является оксид, выбираемый из группы, состоящей из оксидов индия, олова и цинка.
23. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутый плазменный газ выбирают из группы, состоящей из гелия, неона, аргона, водорода и их смесей.
24. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, в котором упомянутые кремниевые тонкопленочные модули солнечных элементов выбирают из группы, состоящей из слоистых структур p-i-n и n-i-p типа.
25. Способ получения кремниевых тонкопленочных модулей солнечного элемента по п.10, дополнительно включающий: разрезание упомянутых модулей солнечного элемента на небольшие части, которые предназначены для монтажа на подложке для получения панели солнечного элемента.
26. Кремниевая тонкопленочная фотогальваническая панель, включающая:
множество вогнутых цилиндрических частей кремниевого тонкопленочного модуля солнечного элемента, размещенных рядом друг с другом; и
соединения между упомянутым множеством вогнутых цилиндрических частей кремниевого тонкопленочного модуля солнечного элемента для того, чтобы проводить электричество.
27. Кремниевая тонкопленочная фотогальваническая панель по п.26, в которой упомянутые кремниевые тонкопленочные модули солнечного элемента выбирают из группы, состоящей из слоистых структур p-i-n и n-i-p типа.
28. Кремниевая тонкопленочная фотогальваническая панель, включающая:
множество частей кремниевого тонкопленочного модуля солнечного элемента в форме диска, размещенных рядом друг с другом; и соединения между упомянутым множеством частей кремниевого тонкопленочного модуля солнечного элемента в форме диска для того, чтобы проводить электричество.
29. Кремниевая тонкопленочная фотогальваническая панель по п.28, в которой упомянутые кремниевые тонкопленочные модули солнечного элемента выбирают из группы, состоящей из слоистых структур p-i-n и n-i-p типа.
RU2010146169/28A 2008-04-15 2009-04-09 Устройство плазменного осаждения из паровой фазы и способ получения многопереходных кремниевых тонкопленочных модулей и панелей солнечного элемента RU2454751C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/081,337 US20080210290A1 (en) 2006-04-14 2008-04-15 Plasma inside vapor deposition apparatus and method for making multi-junction silicon thin film solar cell modules and panels
US12/081,337 2008-04-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010146169A RU2010146169A (ru) 2012-05-20
RU2454751C1 true RU2454751C1 (ru) 2012-06-27

Family

ID=41199388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010146169/28A RU2454751C1 (ru) 2008-04-15 2009-04-09 Устройство плазменного осаждения из паровой фазы и способ получения многопереходных кремниевых тонкопленочных модулей и панелей солнечного элемента

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20080210290A1 (ru)
EP (1) EP2279516A1 (ru)
CN (1) CN102084459A (ru)
RU (1) RU2454751C1 (ru)
TW (1) TW200950126A (ru)
WO (1) WO2009128880A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654819C1 (ru) * 2017-04-26 2018-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Способ изготовления полупроводниковых структур
RU2698491C1 (ru) * 2019-03-06 2019-08-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Способ изготовления преобразователя солнечной энергии с высоким КПД

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080210290A1 (en) * 2006-04-14 2008-09-04 Dau Wu Plasma inside vapor deposition apparatus and method for making multi-junction silicon thin film solar cell modules and panels
EP2144026B1 (de) * 2008-06-20 2016-04-13 Volker Probst Prozessvorrichtung und verfahren zum prozessieren von gestapelten prozessgütern
DE102008033939A1 (de) 2008-07-18 2010-01-21 Innovent E.V. Verfahren zur Beschichtung
JP5863457B2 (ja) * 2008-11-28 2016-02-16 プロブスト、フォルカー 平坦基板にセレン、硫黄元素処理で半導体層と被覆基板を製造する方法
JP2010171388A (ja) * 2008-12-25 2010-08-05 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置及び半導体装置の製造方法及び基板処理用反応管
CA2750789C (en) * 2009-02-05 2018-12-04 Sulzer Metco Ag Plasma coating system and method for coating or treating the surface of a substrate
NL1037163C2 (nl) * 2009-07-30 2011-02-02 Draka Comteq Bv Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een primaire voorvorm voor optische vezels.
NL1037164C2 (nl) * 2009-07-30 2011-02-02 Draka Comteq Bv Werkwijze voor het vervaardigen van een primaire voorvorm voor optische vezels.
ES2357931B1 (es) 2009-09-23 2012-03-12 Abengoa Solar Solar New Technologies S.A. Módulo solar fotovoltaico de alta concentración.
JP5168428B2 (ja) * 2010-03-18 2013-03-21 富士電機株式会社 薄膜太陽電池の製造方法
ITPN20110027A1 (it) * 2011-04-21 2012-10-22 Microtecnologie Srl Collettore solare modulare a concentrazione dei raggi solari mediante doppia riflessione per la conversione di energia solare in energia termica.
ITPN20110025A1 (it) * 2011-04-21 2012-10-22 Microtecnologie Srl Collettore solare modulare con dispositivo a doppia captazione di energia solare e conseguente preferita sua trasformazione in energia fotovoltaica.
ITPN20110026A1 (it) * 2011-04-21 2012-10-22 Microtecnologie Srl Collettore solare modulare a concentrazione dei raggi solari mediante doppia riflessione per la conversione di energia solare in energia termo-fotovoltaica.
US9130093B2 (en) * 2011-08-31 2015-09-08 Alta Devices, Inc. Method and apparatus for assembling photovoltaic cells
US8836016B2 (en) 2012-03-08 2014-09-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor structures and methods with high mobility and high energy bandgap materials
DE102015201523A1 (de) * 2014-09-18 2016-03-24 Plasmatreat Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Innenbehandlung, insbesondere zur Innenbeschichtung eines Rohres
RU2644627C2 (ru) * 2016-02-24 2018-02-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Способ изготовления полупроводниковой структуры

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990914A (en) * 1974-09-03 1976-11-09 Sensor Technology, Inc. Tubular solar cell
EP0768721A2 (en) * 1995-10-11 1997-04-16 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module and manufacturing method thereof
RU2100477C1 (ru) * 1994-10-18 1997-12-27 Равель Газизович Шарафутдинов Способ осаждения пленок гидрогенизированного кремния
US7235736B1 (en) * 2006-03-18 2007-06-26 Solyndra, Inc. Monolithic integration of cylindrical solar cells

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4095329A (en) * 1975-12-05 1978-06-20 Mobil Tyco Soalar Energy Corporation Manufacture of semiconductor ribbon and solar cells
US4123989A (en) * 1977-09-12 1978-11-07 Mobil Tyco Solar Energy Corp. Manufacture of silicon on the inside of a tube
US4321417A (en) * 1978-06-30 1982-03-23 Exxon Research & Engineering Co. Solar cell modules
DE3012252C2 (de) * 1980-03-28 1982-09-23 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Herstellung eines Schlauchs auf Basis von Cellulosehydrat mit einem Überzug auf der Innenseite sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verwendung des Schlauchs
DE3027450C2 (de) * 1980-07-19 1982-06-03 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Verfahren zur Innenbeschichtung eines Glas-Substratrohres für die Herstellung eines Glasfaser-Lichtleiters
US4370186A (en) * 1980-12-19 1983-01-25 Nadia Nicoll, Societe A Responsabilite Limitee Method for manufacturing a metal-plastics composite tube and apparatus for carrying out said method
US4956685A (en) * 1984-12-21 1990-09-11 Licentia Patent-Verwaltungs Gmbh Thin film solar cell having a concave n-i-p structure
IL74787A (en) * 1985-04-02 1988-12-30 Univ Ramot Method of depositing heat-reflecting coatings on tube and apparatus useful in such method
US5156978A (en) * 1988-11-15 1992-10-20 Mobil Solar Energy Corporation Method of fabricating solar cells
JP3161661B2 (ja) * 1993-01-08 2001-04-25 東海ゴム工業株式会社 積層構造ホースの製造方法
FR2714076B1 (fr) * 1993-12-16 1996-03-15 Europ Propulsion Procédé de densification de substrats poreux par infiltration chimique en phase vapeur de carbure de silicium.
US5618591A (en) * 1995-05-15 1997-04-08 Fuse Co. Method of coating an inside of a pipe or tube
TW387152B (en) * 1996-07-24 2000-04-11 Tdk Corp Solar battery and manufacturing method thereof
US6253580B1 (en) * 1997-12-19 2001-07-03 Fibercore, Inc. Method of making a tubular member for optical fiber production using plasma outside vapor deposition
MXPA03002301A (es) * 2000-09-19 2004-03-26 Allied Tube & Conduit Corp Tubo de proteccion contra incendios y metodos de fabricacion.
JP2002206168A (ja) * 2000-10-24 2002-07-26 Canon Inc シリコン系薄膜の形成方法、シリコン系半導体層の形成方法及び光起電力素子
EP1261038A1 (en) * 2000-11-10 2002-11-27 Citizen Watch Co. Ltd. Solar cell module and portable electronic apparatus with it
DE10104615A1 (de) * 2001-02-02 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Erzeugung einer Funktionsbeschichtung mit einer HF-ICP-Plasmastrahlquelle
US6397776B1 (en) * 2001-06-11 2002-06-04 General Electric Company Apparatus for large area chemical vapor deposition using multiple expanding thermal plasma generators
US7259321B2 (en) * 2002-01-07 2007-08-21 Bp Corporation North America Inc. Method of manufacturing thin film photovoltaic modules
US6916502B2 (en) * 2002-02-11 2005-07-12 Battelle Energy Alliance, Llc Systems and methods for coating conduit interior surfaces utilizing a thermal spray gun with extension arm
US6787194B2 (en) * 2002-04-17 2004-09-07 Science Applications International Corporation Method and apparatus for pulsed detonation coating of internal surfaces of small diameter tubes and the like
NL1022155C2 (nl) * 2002-12-12 2004-06-22 Otb Group Bv Werkwijze, alsmede inrichting voor het behandelen van een oppervlak van ten minste één substraat.
KR100521955B1 (ko) * 2003-02-26 2005-10-14 엘에스전선 주식회사 프리히팅 과정을 포함하는 수정화학기상증착공법을 이용한 광섬유 프리폼의 제조방법 및 장치
US7793612B2 (en) * 2003-08-01 2010-09-14 Silica Tech, Llc Ring plasma jet method and apparatus for making an optical fiber preform
US20050022561A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-03 Guskov Michael I. Ring plasma jet method and apparatus for making an optical fiber preform
WO2005029591A1 (ja) * 2003-09-23 2005-03-31 The Furukawa Electric Co., Ltd. 一次元半導体基板、並びに、該一次元半導体基板を用いた素子、素子アレー、及びモジュール
US20050098202A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Maltby Robert E.Jr. Non-planar photocell
US7608151B2 (en) * 2005-03-07 2009-10-27 Sub-One Technology, Inc. Method and system for coating sections of internal surfaces
WO2007011742A2 (en) * 2005-07-14 2007-01-25 Konarka Technologies, Inc. Cigs photovoltaic cells
US20070212510A1 (en) * 2006-03-13 2007-09-13 Henry Hieslmair Thin silicon or germanium sheets and photovoltaics formed from thin sheets
US20080210290A1 (en) * 2006-04-14 2008-09-04 Dau Wu Plasma inside vapor deposition apparatus and method for making multi-junction silicon thin film solar cell modules and panels
US20080029152A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 Erel Milshtein Laser scribing apparatus, systems, and methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990914A (en) * 1974-09-03 1976-11-09 Sensor Technology, Inc. Tubular solar cell
RU2100477C1 (ru) * 1994-10-18 1997-12-27 Равель Газизович Шарафутдинов Способ осаждения пленок гидрогенизированного кремния
EP0768721A2 (en) * 1995-10-11 1997-04-16 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module and manufacturing method thereof
US7235736B1 (en) * 2006-03-18 2007-06-26 Solyndra, Inc. Monolithic integration of cylindrical solar cells

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654819C1 (ru) * 2017-04-26 2018-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Способ изготовления полупроводниковых структур
RU2698491C1 (ru) * 2019-03-06 2019-08-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Способ изготовления преобразователя солнечной энергии с высоким КПД

Also Published As

Publication number Publication date
US20100184251A1 (en) 2010-07-22
WO2009128880A1 (en) 2009-10-22
EP2279516A1 (en) 2011-02-02
CN102084459A (zh) 2011-06-01
RU2010146169A (ru) 2012-05-20
TW200950126A (en) 2009-12-01
US20080210290A1 (en) 2008-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2454751C1 (ru) Устройство плазменного осаждения из паровой фазы и способ получения многопереходных кремниевых тонкопленочных модулей и панелей солнечного элемента
US8613984B2 (en) Plasma vapor deposition system and method for making multi-junction silicon thin film solar cell modules and panels
JP3571785B2 (ja) 堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置
EP0104907B1 (en) Method of making amorphous semiconductor alloys and devices using microwave energy
US4615905A (en) Method of depositing semiconductor films by free radical generation
US4664937A (en) Method of depositing semiconductor films by free radical generation
US20070243338A1 (en) Plasma deposition apparatus and method for making solar cells
US6159300A (en) Apparatus for forming non-single-crystal semiconductor thin film, method for forming non-single-crystal semiconductor thin film, and method for producing photovoltaic device
EP0106698A2 (en) Method and apparatus for making layered amorphous semiconductor alloys using microwave energy
US20120237695A1 (en) Method and apparatus for depositing a thin film
JPH04267568A (ja) 光起電力素子
Kim et al. Development of a‐SiOx: H solar cells with very high Voc× FF product
JPH04266066A (ja) 光起電力素子
Zhang et al. Micromorph tandem solar cells: optimization of the microcrystalline silicon bottom cell in a single chamber system
US4701343A (en) Method of depositing thin films using microwave energy
US20090050058A1 (en) Programmed high speed deposition of amorphous, nanocrystalline, microcrystalline, or polycrystalline materials having low intrinsic defect density
Schropp Amorphous and microcrystalline silicon solar cells
Yang Large Area a-Si/µc-Si Thin Film Solar Cells
Shah et al. Photovoltaic power generation
JP2810529B2 (ja) 堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置
US4745000A (en) Method of fabricating electrostatic drums using microwave energy
JP2810531B2 (ja) 堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置
WO2003017384A1 (en) Method and apparatus for fabricating a thin-film solar cell utilizing a hot wire chemical vapor deposition technique
JP2011238925A (ja) 微結晶層内に形成される膜微細構造を動的に制御する方法
Iftiquar et al. Present Status and Prospects of Thin Film Silicon Solar Cells

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130410