Спосіб виготовлення сонячних елементів

Изобретение относится к области фотоэлектрической энергетики. Целью изобретения является снижение трудоемкости ияготовления и повышение эффективности преобразования солнечных элементов. Электронно-дырочный пере-" ход создают диффузией бора через тонкие диэлектрические слои кремния около 10-30 нм при температуре порядка 1170 К и последующей скорости охлаждения около 20 град/мин. Диффузию проводят из твердого источника нит*рида бора в инертной атмосфере. V) с 1 1414220 Изобретение относится к способу изготовления солнечных элементов и может найти применение в полупроводниковой технологии изготовления солнечных элементов на основе монокристаллического кремния. Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления и повышение эффективности преобразования элементов путем снижения влияния эффектов сильного легирования» Существо способа заключается в изготовлении солнечных элементов с мелкозалегающими p-n-переходами для 15 достижения высокого напряжения холостого хода и увеличения тока короткого замыкания и, как следствие, повышения КПД. Для -напряжения холостого хода 20 внутренними факторами являются высокое барьерное напряжение, являющееся результатом высокой степени легирования в п- и р-областях, низкая плотность насыщения, полученная при 25 снижении влияний поверхностных эффектов и эффектов сильного легирования. Обычно при изготовлении р-п ходов лицевые слои солнечных элементов содержат "мертвый слои", который появляется из-за сильного легирования (10^-10 см " ) , что и является причиной уменьшения КПД. При разработке СЭ следует учитывать, что высокоэффективные СЭ не должны содержать примеси больше 5 - Ю 1 8 - 1 о ' 9 см" 3 . При более низкой концентрации легирующих примесей в лицевом слое в нем достигнуты большие диффузионные 40 длины, которые позволяют достичь высокого КПД лицевого слоя как в отношении коэффициента собирания» так и в отношении низкой величины тока насыщения, даже при увеличении толщины, желательной с точки зрения последовательного сопротивления. Фактически оба эти критерия КПД требуют тонкого лицевого слоя, т.е. такого, толщина которого мала по сравнению с диффузионной длиной, но 50 тогда требуется также низкая скорость поверхностной рекомбинации на лицевой поверхности. Данный способ позволяет получить тонкие слои с низкой концентрацией в 55 лицевом слое. В результате достигаются большие диффузионные длины, увеличивается чклад ди^узионной составляющей тока и уменьшается величина рекомбинацнонного тока. П р и м е р , Химически обработанные кремниевые пластины в перекисных травителях, окисляют в атмосфере сухого кислорода с расходом 60 л/ч при температуре 770 К. При этом толщина пленки SiO 2 составля-ет от Ю д о З О н м » Ниже 10 нм не обеспечивается получение заданного значения поверхностного сопротивления 10-18 ом/а , а выше 30 нм не достигается оптимальный профиль распределения примеси. Затем проводят диффузию примеси, Для чего пластины кремния и нитрида бора загружают в кварцевую лодочку. Диффузию проводят из твердого источника нитрида бора. Пластины нитрида бора загружают в лодочку параллельно пластинам кремния. Пластины кремния становятся плотно в один паз тыльными сторонами друг к другу и фронтальными к источнику диффузии. Процесс проводят в потоке азота. Лодочку вводят в печь со скоростью 2 см/мин для обеспечения равномерного прогрева. Диффузию проводят при температуре около 1170 К в течение 2040 мин в потоке азота, расход которого составляет 40 л/ч. Градиент охлаждения вытягиваемой лодочки составляет 20 град/мин . Такой режим проведения диффузии и последующий градиент охлаждения обеспечивают профиль распределения примеси в области р-п перехода и в приповерхностной области, при котором j, максимально. После снятия боросиликатиого стекла в травителе HF:H,jO - 1:10 в течение 15-20 с следует нанесение на пицевуто сторону контактной системы TiN-Cu-Cr, на обратную - Сг-Си. После этого на подогретые до температуры 600 К образцы наносят прозрачное проводящее покрытие, например, Zn^Sj или ZnO распылением из комплексносодержащих растворов в инертной среде» Получены солнечные элементы площадью 4 см2 со стабильными хорошо воспроизводимыми -характеристиками V x > = 0,645 В, КПД = 15,6%, что на 2-3% выше, чем у прототипа, с одновременным снижением трудоемкости изготовления на 30-35%, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ изготовления солнечных элементов, включающий диффузию бора З 4 14Ш20 в кремниевые пластины n-типа проводимости, нанесение омических контактов и антнотрагкчгоших покрытий, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с делъю повьтшения эффективности преобразования элементов путем снижения влияния эффектов сильного легирова ния, диффузию проводят из пластин нитрида бора через слой двуокиси кремния толщиной 10-30 нм в температурном диапазоне 1150—1200 К в теченне 20-40 мин в инертной среде с последующей скоростью охлаждения 20-25 град/мин. Редактор Н.Коляда Составитель А.Шубин Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко Заказ 711/ДСП Тираж 433 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна», 4