TW201818560A - 矽材料之加工方法 - Google Patents

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艾利森 西斯拉
柏瑞特 J. 哈爾蘭
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張子文
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Abstract

本揭露提供用於製造光伏裝置之方法，其包含一系列退火步驟以及於退火期間曝露於電磁輻射，以使活性缺陷電鈍化以及穩定光伏裝置性能。

Description

矽材料之加工方法
發明領域 本發明一般係有關用於製造光伏裝置之方法，以及用於穩定光伏裝置的性能之方法。
發明背景 矽係用以製造現今商業上太陽能電池之主要半導體材料。大多數的商業上太陽能電池係自一單晶或多晶矽晶圓製造。一p-n接面係藉由，例如，將n-型原子擴散於一p-型矽晶圓內而於矽晶圓形成。
一大比例之太陽能電池係使用一摻硼晶圓(p-型)製造。一般，一太陽能電池之性能係當將其曝露於輻射或更廣泛地當接受載子注入時衰減。此等現象於此項技藝係稱為光致衰減(LID)以及載子致衰減(CID)。
於光伏產業，鈍化發射極背面接觸(PERC)太陽能電池係持續增加地變普遍，因為與傳統技術相比，其等對於低成本之大量製造產生良好潛能及增加之效率。PERC太陽能電池主要係使用多晶矽(mc-Si)晶圓製造。於mc-Si晶圓之情況，由於CID，電荷載子之壽命隨著長時間而明顯衰減。CID降低PERC太陽能電池之效率，且已知隨著增加光照強度或於高溫係更快地發生。
減輕CID對太陽能電池之不利作用的方法已被提出。例如，已報導除去製造期間之接觸引燃步驟大大地降低CID對電池性能之作用。但是，提出之解決方式係不能與電池製造方法相容，或提供有限改良。例如，於製造網版印刷mc-Si PERC太陽能電池期間，800°C之引燃溫度於此項技藝中普遍用以形成銀網版印刷接觸點。
此項技藝需要能藉由大量降低CID對電池性能的作用而使太陽能電池穩定之一種製造方法。
發明概要 依據本發明第一方面，本發明提供一種用於製造光伏裝置之方法，此方法包含步驟： 提供一基材，其包含一矽p-n接面； 使此基材於500°C與700°C間之溫度於一氫來源存在中退火(annealing)一第一預定時期，以使氫原子滲入此矽p-n 接面之矽材料內；以及 使此基材曝露於電磁輻射，其係於此基材保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，該方式使得能量高於該矽材料之能隙的光子係以至少20 mW/cm2 之輻射強度提供，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生； 其中於使此基材退火以及使此基材曝露於電磁輻射之步驟期間，此矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
依據第二方面，本發明提供一種用於製造光伏裝置之方法，此方法包含步驟： 提供一基材，其包含一矽p-n接面； 使此基材於300°C與700°C間之溫度於一氫來源存在中退火一第一預定時期，以使氫原子滲入此矽p-n 接面之矽材料內； 使此基材曝露於電磁輻射，其係於此基材保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，該方式使得能量高於該矽材料之能隙的光子係以至少20 mW/cm2 之輻射強度提供，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生；以及 使此基材於200°C與500°C間之溫度進一步退火一第二預定時期，以降低金屬電極與此矽材料間之接觸電阻； 其中於使此基材退火以及使此基材曝露於電磁輻射之步驟期間，此矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
於實施例，此第一時期係於1秒與5分鐘之間。
依據第三方面，本發明提供一種用於製造光伏裝置之方法，此方法包含步驟： 提供一基材，其包含一矽p-n接面； 使此基材於700°C與900°C間之溫度於一氫來源存在中退火一第一預定時期，以使氫原子滲入此矽p-n 接面之矽材料內； 使此基材於600°C與700°C間之溫度退火一另外預定時期；以及 使此基材曝露於電磁輻射，其係於此基材保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，該方式使得能量高於該矽材料之能隙的光子係以至少20 mW/cm2 之輻射強度提供，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生； 其中於使此基材退火以及使此基材曝露於電磁輻射之步驟期間，此矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
依據第四方面，本發明提供一種用於製造光伏裝置之方法，此方法包含步驟： 提供一基材，其包含一矽p-n接面； 使此基材於700°C與900°C間之溫度於一氫來源存在中退火一第一預定時期，以使氫原子滲入此p-n 接面之矽材料內； 使此基材於250°C與700°C間之溫度退火一另外預定時期；以及 使此基材曝露於電磁輻射，其係於此基材保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，該方式使得能量高於該矽材料之能隙的光子係以至少20 mW/cm2 之輻射強度提供，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生； 使此基材於200°C與500°C間之溫度進一步退火一第二預定時期，以降低金屬電極與此矽材料間之接觸電阻； 其中於使此基材退火以及使此基材曝露於電磁輻射之步驟期間，此矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
於實施例，此第一時期係於1秒與5秒之間。
於實施例，此方法進一步包含於此基材之一表面上形成多數個金屬電極之步驟。此等金屬電極會於使此基材退火之步驟期間引燃，使得一電接觸於此等電極與矽p-n接面間形成。
於某些實施例，此裝置係於曝露於輻射，此輻射具有足以在一或多個退火步驟期間於此矽內產生電子對之能量。此可促進，例如，此裝置中之氫原子的電荷狀態的控制。
一特定電荷狀態之氫原子的量可藉由改變曝露期間之輻射的一或多口參數而控制。曝露於電磁輻射期間的基材之溫度可於150°C與250°C之間。此基材可曝露於電磁輻射10秒至20分鐘。
一般，由於CID，光伏裝置之性能於此等裝置配置後惡化。於某些情況，性能損失於使此裝置曝露於高溫及輻射數百小時後被部份恢復。此依位置而定於此領域係等於5至20年。
此處所述方法之實施例能於此等裝置之整個操作壽命保持穩定性能。例如，於以此處揭露之方法處理的裝置，開路電壓相對可減少少於1%，且效率相對減少少於5%。
於實施例，第二時期係於10秒與5分鐘之間，且另外時期係於10秒與20分鐘之間。
於某些實施例，此方法包含於此光伏裝置中提供氫原子來源之步驟。氫來源可於此光伏裝置之一層中提供，而且於退火期間經由此裝置之其它區域擴散，或氫來源可於退火氛圍中提供。
依據第五方面，本發明提供一種矽光伏裝置，其係依據上述該等方面之任一者的方法製造。
依據第六方面，本發明提供一種穩定矽網印式光伏裝置性能之方法，此方法包含步驟： 提供一矽網印式光伏裝置； 使此網印式光伏裝置於500°C與700°C間之溫度退火一預定時期；以及 於此裝置保持於150°C與400°C間之溫度時，使此裝置以一方式曝露於電磁輻射，使得具有高於矽材料之一能隙者之能量的光子提供至少20 mW/cm2 之一輻射強度，以及一過量之少數載子於此矽材料中產生； 其中於使此裝置退火以及使此裝置曝露於電磁輻射之步驟期間，此矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
此處揭露之方法的有利實施例提供能減輕CID對光伏裝置性能的作用之一系列製造條件。涉及修整包括引燃溫度之退火溫度，以及曝露於輻射之一組合方式被用以減少光伏裝置由於CID之性能損失。此外，實施例能穩定巳於一CID活化溫度(~740-800°C)，此係銀接觸形成之產業標準，引燃的產業製造之HP mc-Si PERC電池之性能。
實施例之詳細說明 本發明之實施例一般係有闗用於製造光伏裝置之方法，以及用於穩定光伏裝置的性能之方法。
於此處所述之方法，多個退火處理係以特別順序結合曝露於輻射使用，以使CID對光伏裝置的性能之作用達最小。此處揭露之組合式方式提供優於使用熱處理或輻射處理之方法的較佳穩定化性能。
現參考圖1，顯示依據實施例用以製造一光伏裝置所需之一系列方法步驟的一流程圖100。此光伏裝置可為任何型式之太陽能電池裝置，例如：一網印式太陽能電池、非網印式太陽能電池、PERC電池，或平面式太陽能電池，其中基材可為一p-型、n-型、單晶或多晶之矽基材。於步驟102提供包含一矽p-n接面之一基材後，於步驟104，金屬電極於此基材之表面上形成。此步驟係選擇性的且可於一較後階段實施，例如，於退火步驟(106)之後或於輻射曝露步驟(步驟108)之後。
於步驟106，包含此基材及此等金屬電極之結構於500°C與700°C間之中等溫度，於一氫來源存在中進行退火持續一第一預定時期，以使氫原子滲入矽內。此氫來源可於此結構之或多層提供，或經由一外部氫來源提供。
於網印式電池之情況，使此結構退火之步驟被實施，使得一電接觸於此等電極與此矽p-n接面間形成。此程序一般稱為引燃。於此處揭露之方法，於此步驟期間使用之最高溫度係低於製造商用於‘引燃’而普遍使用之最高溫度。此較低引燃溫度能降低CID對裝置性能之作用。
於步驟108，上述經退火之結構進行曝露於電磁輻射。此結構於此整個步驟之溫度係維持於150°C–400°C之間。輻射含有於能由矽材料吸收之波長的高於20 mW/cm2 之能量。此輻射之高強度能使此矽材料加熱以及由此矽吸收。因此，輻射於此矽中產生過量之少數載子。除了光以外，加熱可藉由另外來源提供，特別是對於較低光照強度。
由於在步驟106使此結構於中等溫度退火以及在步驟108使此結構曝露於電磁輻射之組合式效果，電活化缺陷輕易形成，然後鈍化。此助於減輕其後於太陽能電池中之CID。
現參考圖2，顯示製造一光伏裝置所需之步驟的一流程圖200。依循流程圖200之方法係相似於圖1所述之方法。
圖100與圖200間的差異之一者在於： 步驟206，其中一較廣溫度範圍可被使用(300°至700°C)；以及 步驟210，其中一另外的退火被引入。
此另外的退火步驟210能降低此等電極與此矽基材間之接觸電阻，且係於200˚C與500˚C間之溫度實施。
現參考圖3，顯示一另外製造方法300，其涉及一高溫退火步驟306。於步驟306，此結構係於700°C與900°C間之溫度退小一極短時期。對於網印式太陽能電池，此退火步驟可用以引燃此等金屬接觸，且具有數秒等級之時期。於步驟308，一另外之退火於600°C與700°C間之較低溫度實施相似於第一退火步驟之一時期。於製造網印式電池之情況，步驟308係一‘再引燃’步驟。於某些情況，步驟306以及308可以具有一特別溫度分佈(高溫用於引燃，較低溫用於再引燃)單一退火程序實施。
於步驟310，此結構曝露於電磁輻射，溫度保持於150°C與400°C之間，以藉由控制此裝置中之氫原子的電荷狀態促進缺陷鈍化。於步驟310期間，過量載子於此矽中產生。
現參考圖4，顯示具有使用如圖300所示之一相似方法製造一光伏裝置所需之步驟的一另外流程圖400。方法300與方法400間的差異之一者係在於步驟408，一較廣之溫度範圍，250°C至700°C，可被用於退火。再者，引入一另外的退火步驟，412。此另外的退火步驟能降低此等電極與此矽基材間之接觸電阻，且係於200°C與500°C間之溫度實施。
現參考圖5，顯示概述用於依據實施例製造一網印式PERC太陽能電池的步驟之一流程圖500(a)以及一PERC太陽能電池之一示意代表圖(b)。
於步驟502，提供一經粗糙化(textured)之p-型多晶矽基材552。其後，使用一磷擴散於接近矽表面形成重度磷摻雜區域554。
含有氫之一介電層556，諸如，氮化矽，例如，藉由使用PECVD沉積於此裝置之光接受表面上。介電層557亦形成於後表面上。此等可由藉由諸如原子層沉積或PECVD之技術形成的一氧化鋁薄層，以及氮化矽、氧化矽、氧氮化矽，或碳化矽之一含封端氫的介電層所組成。
一雷射方法被用以界定接觸開口559以及局部打開此裝置之後表面上的介電層557。
於步驟504，一含金屬層560，例如，藉由使鋁網印而沉積於此裝置之後表面上。金屬接觸558亦，例如，使銀網印而形成於區域556上。
於步驟506，此結構被加熱至700°C與900°C間之溫度以使金屬接觸引燃。此可結合使此結構曝露於輻射而發生。步驟506使氫原子滲入此矽內。
於步驟508，一再引燃於600°C與700°C間之溫度實施。
於步驟510，此結構曝露於在150°C與400°C間之溫度的電磁輻射。此輻射含有在可由矽材料吸收之波長的高於20 mW/cm2 之能量。除了此輻射以外，加熱可藉由吸收之輻射或藉由另外來源提供，特別是對於較低光照強度。
現參考圖6，顯示使用圖7概述之方法700處理的標準mc-Si PERC電池之開路電壓的演化之一圖600。
經金屬化之mc-Si PERC太陽能電池於565°C峰值引燃溫度再引燃。申請人發現此溫度導致顯著增強之穩定性，且無於其它溫度觀察到之於再引燃後於VOC 之明顯損失。
四個不同條件被測試，且各別曲線於圖600中顯示： -於565°C再引燃，其後於200°C雷射輻射露15分鐘，軌跡602； -於565°C再引燃，無輻射曝露，軌跡604； -於200°C雷射輻射15分鐘，無再引燃，軌跡606；以及 -未加工。
然後，電池於70°C以樣品量之發射約0.46 kW/m2 的總照射度之一寬帶氫來源光浴化(soak)。VOC 測量於此光浴化期間於每一加工階段以及間歇階段使用Suns-VOC 進行。完整I-V數據於引燃及/或雷射穩定化之後，及於光浴化480小時之後於起始電池上取得。
圖600顯示與對照樣品之5.5%相對損失相比，組合式之再引燃以及另外雷射穩定化步驟(602)於光浴化480小時後觀察到之於VOC 係極少至無衰減 (與加工前之起始值相比係相對為-0.1%)。此相較於僅使用於565°C再引燃處理且無輻射曝露之太陽能電池，軌跡604，以及僅使用於200°C之雷射輻射曝露處理之電池，軌跡606，此係顯著改良結果。
申請人發現mc-Si之CID敏感性強烈地與峰值引燃溫度有關。高於約675°C之溫度被發現引發於光照下之顯著其後衰減。網印式電池典型上需要約800°C之峰值引燃溫度， 以供形成前Ag接觸。此可能係於此等裝置觀察到之廣泛報導的CID作用的一關鍵促成因素。如圖600以及表2中所示，此處所述之方法能大量降低CID對性能之作用。刮號內之數值係此等裝置加工後之相對百分率，且未刮號之數值係光浴化後之相對百分率。 表2
熟習此項技藝者會瞭解眾多之變化及/或修改可在未偏離廣泛說明般之本發明的精神或範圍下對在特別實施例中所示之本發明進行。因此，本發明之實施例於所有方面被認為係例示性且非限制性。
於此整份說明書，“包含(comprise)”一辭，或諸如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”之變體被瞭解係隱含包括一所述之元素、整數，或步驟，或一群組之元素、整數，或步驟，但並不排除任何其它的元素、整數，或步驟，或一群組之元素、整數，或步驟。
100‧‧‧流程圖
102、104、106、108‧‧‧步驟
200‧‧‧流程圖
202、204、206、208、210‧‧‧步驟
300‧‧‧流程圖
302、304、306、308、310‧‧‧步驟
400‧‧‧流程圖
402、404、406、408、410、412‧‧‧步驟
500‧‧‧流程圖
502、504、506、508、510‧‧‧步驟
552‧‧‧p-型多晶矽基材
554‧‧‧重度磷摻雜區域
556、557‧‧‧介電層
558‧‧‧金屬接觸
559‧‧‧接觸開口
560‧‧‧含金屬層
600‧‧‧圖
602、604、606、608‧‧‧軌跡
700‧‧‧方法
702、706、708、710‧‧‧步驟
圖式簡要說明 本發明之特徵以及優點會由僅作為例示之其實施例的下列說明且參考所附圖示而變明顯，其中： 圖1至4顯示概述用於依據實施例製造光伏裝置之步驟的流程圖； 圖5顯示(a)概述使用依據實施例之方法製造mc-Si PERC太陽能電池之步驟的流程圖，以及b)一mc-Si PERC太陽能電池之示意圖； 圖6顯示使用依據實施例之一方法製造之mc-Si PERC的開流電壓的演化之圖；以及 圖7顯示概述用於依據實施例穩定一網印式光伏裝置之性能的步驟之流程圖。

Claims (23)

  1. 一種用於製造光伏裝置之方法，該方法包含下列步驟： 提供一基材，其包含一矽p-n接面； 使該基材退火(annealing)一第一預定時期，其係於500°C與700°C間之溫度於一氫來源存在中進行，以使氫原子滲入該矽p-n 接面之矽材料內；以及 使該基材曝露於電磁輻射，其係於該基材保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，該方式使得能量高於該矽材料之能隙的光子係以至少20 mW/cm2 之輻射強度提供，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生； 其中於使該基材退火以及使該基材曝露於電磁輻射之該等步驟期間，該矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
  2. 一種用於製造光伏裝置之方法，該方法包含步驟： 提供一基材，其包含一矽p-n接面； 使該基材退火一第一預定時期，其係於300°C與700°C間之溫度於一氫來源存在中進行，以使氫原子滲入該矽p-n 接面之矽材料內； 使該基材曝露於電磁輻射，其係於該基材保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，該方式使得能量高於該矽材料之能隙的光子係以至少20 mW/cm2 之輻射強度提供，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生；以及 進一步使該基材退火一第二預定時期，其係於200°C與500°C間之溫度進行，以降低該等金屬電極與該矽材料間之接觸電阻； 其中於使該基材退火以及使該基材曝露於電磁輻射之該等步驟期間，該矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
  3. 如請求項1之方法，其中該第一時期係於1秒與5分鐘之間。
  4. 如請求項2之方法，其中該第一時期係於1秒與5分鐘之間。
  5. 一種用於製造光伏裝置之方法，該方法包含步驟： 提供一基材，其包含一矽p-n接面； 使該基材退火一第一預定時期，其係於700°C與900°C間之溫度於一氫來源存在中進行，以使氫原子滲入該矽p-n 接面之矽材料內； 使該基材退火一另外預定時期，其係於600°C與700°C間之溫度進行；以及 使該基材曝露於電磁輻射，其係於該基材保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，該方式使得能量高於該矽材料之能隙的光子係以至少20 mW/cm2 之輻射強度提供，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生； 其中於使該基材退火以及使該基材曝露於電磁輻射之該等步驟期間，該矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
  6. 一種用於製造光伏裝置之方法，該方法包含步驟： 提供一基材，其包含一矽p-n接面； 使該基材退火一第一預定時期，其係於700°C與900°C間之溫度於一氫來源存在中進行，以使氫原子滲入該p-n 接面之矽材料內； 使該基材退火一另外預定時期，其係於250°C與700°C間之溫度進行；以及 使該基材曝露於電磁輻射，其係於該基材保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，該方式使得能量高於該矽材料之能隙的光子係以至少20 mW/cm2 之輻射強度提供，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生； 進一步使該基材退火一第二預定時期，其係於200°C與500°C間之溫度進行，以降低該等金屬電極與該矽材料間之接觸電阻； 其中於使該基材退火以及使該基材曝露於電磁輻射之該等步驟期間，該矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
  7. 如請求項5之方法，其中該第一時期係於1秒與5秒之間。
  8. 如請求項6之方法，其中該第一時期係於1秒與5秒之間。
  9. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該方法進一步包含於該基材之一表面上形成多數個金屬電極之步驟，並且前述使該基材退火之步驟係以一方式實施，其使得一電接觸係於該等電極與該矽p-n接面間形成。
  10. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該方法進一步包含：使該基材曝露於電磁輻射，且該電磁輻射具有足以在使該基材退火一第一預定時期之步驟期間或在使該基材退火一另外預定時期之步驟期間於該矽內產生電子對的能量。
  11. 如請求項1至8中任一項之方法，其中當該光伏裝置於70℃曝露於0.5太陽光照500小時，該光伏裝置之開路電壓減少低於1相對百分率。
  12. 如請求項1至8中任一項之方法，其中當該光伏裝置於70℃曝露於0.5太陽光照500小時，該光伏裝置之轉換效率減少低於5相對百分率。
  13. 如請求項2或6之方法，其中該第二時期係於1分鐘與5分鐘之間。
  14. 如請求項5或6之方法，其中該另外時期係於10分鐘與20分鐘之間。
  15. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該方法進一步包含於該光伏裝置中提供氫原子來源之步驟。
  16. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該方法進一步包含下述步驟：於曝露期間改變該輻射之至少一參數，以控制於一特定電荷狀態之氫原子的量。
  17. 如請求項1至8中任一項之方法，其中於曝露於電磁輻射期間，該基材的溫度係於150°C與250°C之間。
  18. 如請求項1至8中任一項之方法，其中使該基材曝露於電磁輻射之該步驟的時期係於10秒與20分鐘之間。
  19. 一種矽光伏裝置，其係依據請求項1至8中任一項之方法製造。
  20. 一種矽網印式太陽能電池，其係依據請求項5或6之方法製造。
  21. 一種穩定矽網印式光伏裝置性能之方法 斯，該方法包含步驟： 提供一矽網印式光伏裝置； 使該網印式光伏裝置退火一預定時期，其係於500°C與700°C間之溫度進行；以及 使該裝置曝露於電磁輻射，其係於該裝置保持於150°C與400°C間之溫度時以一方式進行，使得能量高於矽材料之能隙的光子提供至少20 mW/cm2 之一輻射強度，並且一過量之少數載子係於該矽材料中產生； 其中於使該裝置退火以及使該裝置曝露於電磁輻射之該等步驟期間，該矽材料中之電活性缺陷被鈍化。
  22. 如請求項21之方法，其中該方法進一步包含使該基材於200°C與500°C間之溫度退火一第二預定時期以降低接觸電阻之步驟。
  23. 如請求項21或22之方法，其中該方法進一步包含：使網印式光伏裝置曝露於具有足以在該矽內產生電子對之能量的電磁輻射。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200361782A1 (en) * 2019-05-16 2020-11-19 Sciosense B.V. Photo-annealing in Metal Oxide Sensors
CN110965044A (zh) * 2019-09-09 2020-04-07 浙江爱旭太阳能科技有限公司 降低perc电池电致衰减的介质钝化膜及其制备方法
CN111081815B (zh) * 2019-12-05 2022-06-07 广东爱旭科技有限公司 一种降低掺硼perc电池载流子衰减的方法、设备及电池
CN111162143B (zh) * 2019-12-25 2022-10-18 广东爱旭科技有限公司 一种高效率perc太阳能电池及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304509A (en) * 1992-08-24 1994-04-19 Midwest Research Institute Back-side hydrogenation technique for defect passivation in silicon solar cells
DE102006012920B3 (de) * 2006-03-21 2008-01-24 Universität Konstanz Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikelements mit stabilisiertem Wirkungsgrad
FR2906403B1 (fr) * 2006-09-21 2008-12-19 Commissariat Energie Atomique Procede de recuit de cellules photovoltaiques
FR2929755B1 (fr) * 2008-04-03 2011-04-22 Commissariat Energie Atomique Procede de traitement d'un substrat semi-conducteur par activation thermique d'elements legers
US8778448B2 (en) * 2011-07-21 2014-07-15 International Business Machines Corporation Method of stabilizing hydrogenated amorphous silicon and amorphous hydrogenated silicon alloys
WO2013173867A1 (en) 2012-05-21 2013-11-28 Newsouth Innovations Pty Limited Advanced hydrogenation of silicon solar cells
WO2014206504A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Universität Konstanz Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines photovoltaikelements mit stabilisiertem wirkungsgrad
TWI639199B (zh) * 2013-07-26 2018-10-21 新南創新有限公司 矽中的熱處理
KR101569415B1 (ko) * 2014-06-09 2015-11-16 엘지전자 주식회사 태양 전지의 제조 방법

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