Контактная сетка гетеропереходного фотоэлектрического преобразователя на основе кремния и способ ее изготовления

Использование: для изготовления как солнечных фотоэлектрических преобразователей на основе гетероперехода, так и для классических кристаллических и поликристаллических фотоэлектрических преобразователей. Сущность изобретения заключается в том, что контактная сетка гетеропереходного фотоэлектрического преобразователя на основе кремния содержит поперечные элементы сетки или поперечные и продольные элементы сетки, выполненные из металла, при этом элементы сетки состоят из антидиффузионного подслоя и слоя низкотемпературного припоя. Технический результат: обеспечение возможности повышения прочности механического соединения при коммутации отдельных фотоэлектрических преобразователей в единую цепь, повышение надежности соединения, снижение контактного сопротивления и повышение срока эксплуатации фотоэлектрического преобразователя. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области технологии изготовления солнечных фотоэлектрических преобразователей и может быть использовано для изготовления как солнечных фотоэлектрических преобразователей на основе гетероперехода, так и для классических кристаллических и поликристаллических фотоэлектрических преобразователей, при этом изобретение позволяет изготавливать контактную сетку, пригодную для пайки, без необходимости высокотемпературной обработки.

Уровень техники

В процессе производства гетероструктурных солнечных модулей возникает задача нанесения на отдельные ячейки фотоэлектрических преобразователей (ячеек ФЭП) контактной сетки. Необходимость контактной сетки обуславливается низкой проводимостью контактных слоев структуры ячеек ФЭП, роль которых выполняют, как правило, прозрачные проводящие оксиды, например индий-оловянный оксид (ITO) или оксид цинка (ZnO). В последующих этапах технологического процесса изготовления солнечных модулей к элементам контактной сетки производится контактирование коммутационных шин для соединения отдельных ячеек ФЭП в единую электрическую цепь. В области контакта между элементами контактной сетки и коммутационных шин желательно получение минимального контактного электрического сопротивления и максимальной прочности. То же требование выдвигается и к области контактирования между контактной сеткой и поверхностью ячейки ФЭП.

Схематичные примеры различных контактных сеток приведены на фигурах 1-4. Данные примеры не ограничивают возможный перечень контактных сеток. Как правило, при наличии у сетки продольных элементов, контактирование коммутационных шинок производится к ним. В случае отсутствия у сетки продольных элементов контактирование осуществляется к поперечным элементам.

Наилучшее соединение между элементами контактной сетки и коммутационными шинами может достигаться при условии их соединения при помощи пайки. Однако для возможности применения пайки элементы сетки должны обладать механической прочностью и высокой адгезией к поверхности ячейки ФЭП. В случае невыполнения данного условия возможен отрыв коммутационных шин от контактной сетки, что приведет к нарушению между ними электрического контакта. Отрыв может произойти по причине разрушения элементов контактной сетки или в области соединения контактной сетки и ячейки ФЭП как в процессе сборки солнечного модуля, так и в процессе его эксплуатации.

Для соединения контактной сетки и коммутационных шин нередко применяют различные токопроводящие клеи. При этом качество соединения между этими элементами, таким образом, ниже, чем при применении пайки, и не исключает механических и электрических нарушений контакта в процессе эксплуатации солнечного модуля (СМ).

Так же возможно формирование контактной сетки с применением металлокерамических паст высокотемпературных отжигов (порядка 900°C). Однако данный способ не возможен при работе с ячейками ФЭП на основе гетероперехода, так как при применении отжига с температурой выше 200°C происходит значительное ухудшение их параметров.

В связи с этим наиболее распространенным способом формирования контактной сетки является трафаретная печать (см., например, [1] патент РФ №2541698, МПК H01L 31/042, опубл. 20.02.2015; [2] патент РФ №2303830, МПК H01L 31/18, опубл. 27.07.2007; [3] патент РФ №2432639, МПК H01L 31/18, опубл. 27.10.2011). При использовании данного способа контактная сетка наносится на поверхность ячейки ФЭП в виде проводящей металлической пасты (например, на основе серебра) путем продавливания через специализированную маску (трафарет). После чего производится сушка контактной сетки в инфракрасной печи. Недостатками данного метода являются необходимость сушки контактной сетки (для ускорения процесса затвердевания пасты) и низкая адгезия элементов контактной сетки к поверхности пластины. В результате низкой адгезии нельзя получить высокое качество коммутации ячеек фотоэлектрических преобразователей при пайке. Решение проблемы пайки нанесенной трафаретной печатью контактной сетки можно решить путем высокотемпературного отжига и использования металлокерамических соединений. Однако, в связи с высокими температурами, этот способ недопустим для солнечных модулей на основе гетероперехода.

Так же имеет место распространение такого метода нанесения контактной сетки, как электрохимическое осаждение металлов из растворов солей (см., например, [4] патент РФ №2417481, МПК H01L 31/042, опубл. 27.04.2011; [5] патент США №8722142, МПК C23C 18/14, опубл. 13.05.2014; [6] заявка на патент Китая №102296344, МПК C25D 17/10, опубл. 28.12.2011). Для этого на поверхности пластины формируется маска, по которой будет протекать электролиз. После чего ячейки ФЭП помещаются в электролит и производится процесс электролиза, за счет чего осаждается металл. При этом процесс осаждения ограничен током, пропускаемым через ячейку ФЭП, и скоростью осаждения. Данным способом можно получить контактную сетку с высокими показателями прочности и проводимости. Тем не менее, данный метод обладает недостатками. Так как толщина контактной сетки составляет порядка 20 микрон и более, а плотность тока ограничена (большие плотности тока могут повредить структуру ячейки ФЭП и вывести ее из строя), процесс электролиза занимает довольно длительное время. При этом электролит представляет собой агрессивную химическую среду, способную повредить тонкие слои ячейки ФЭП. Решение проблемы пайки метод электрохимического осаждения не гарантирует.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения, взятого за прототип, является фотоэлектрический преобразователь и способ его изготовления (см. [7] патент РФ №2417481, МПК H01L 31/042, опубл. 27.04.2011). Способ изготовления полупроводникового фотопреобразователя включает химическое травление и очистку поверхности базовой области, нанесение широкозонных n+ или (p+) слоев, легированных донорной и акцепторной примесями, нанесение контактов в форме сетки и создание на поверхности базовой области пассивирующей, антиотражающей пленки, широкозонные слои наносят толщиной более 0,2 мкм, покрывают эти слои металлическими контактами из алюминия, меди или никеля, формируют контактную сетку, в промежутках контактной сетки химическим путем травят поверхность до базовой области, наносят пассивирующую просветляющую пленку, например, на основе нитрида кремния, легированного водородом, и наносят прозрачную защитную пленку, например двуокись кремния.

Недостатком прототипа является применение гальванического осаждения, которое занимает значительно большое время, и при этом элементы находятся в агрессивной химической среде, повышает риск повреждения структуры ФЭП, необходимость дополнительного травления. При этом формирование контактной сетки подразумевает нанесение резиста на поверхность металла с использованием импринт литографии, что подразумевает наличие дополнительных операций по нанесению и снятию резиста, что также усложняет процесс формирования контактной сетки.

Сущность изобретения

Задачей заявленного изобретения является получение прочного механического соединения с низким контактным сопротивлением, без применения высокотемпературных процессов.

Техническим результатом является повышение прочности механического соединения при коммутации отдельных фотоэлектрических преобразователей в единую цепь, повышение надежности соединения, снижение контактного сопротивления, повышение срока эксплуатации фотоэлектрического преобразователя, ускорение процесса нанесения контактной сетки. Материалы, из которых изготовлена контактная сетка, позволяют осуществлять к ним пайку без дополнительной подготовки, т.к. выполнены из припоя.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет контактной сетки гетеропереходного фотоэлектрического преобразователя на основе кремния, содержащей поперечные элементы сетки или поперечные и продольные элементы сетки, выполненные из металла, при этом элементы сетки состоят из антидиффузионного подслоя и слоя низкотемпературного припоя. Антидиффузионный подслой выполнен из никеля или его сплавов. Причем между антидиффузионным подслоем и слоем низкотемпературного припоя может быть расположен промежуточный слой, выполненный на основе серебра (Ag), или меди (Cu), или олова (Sn).

Технический результат также достигается за счет способа получения контактной сетки гетеропереходного фотоэлектрического преобразователя на основе кремния, включающего нанесение на поверхность фотоэлектрического преобразователя антидиффузионного подслоя методом магнетронного распыления с применением масок и нанесение слоя низкотемпературного припоя из расплава. При наличии диэлектрического защитного слоя на поверхности фотоэлектрического преобразователя выполняют скрайбирование (нарезание рисок) диэлектрического защитного слоя, для вскрытия окон, с последующим электролитическим осаждением антидиффузионного подслоя, и нанесение слоя низкотемпературного припоя из расплава. На антидиффузионный подслой наносят промежуточный слой, для улучшения процесса нанесения слоя низкотемпературного припоя, тем же методом, что и антидиффузионный подслой.

Краткое описание чертежей

Фигура 1. Контактная сетка без продольных элементов.

Фигура 2. Контактная сетка с тонкими продольными элементами.

Фигура 3. Контактная сетка с зигзагообразными продольными элементами.

Фигура 4. Контактная сетка с широкими продольными элементами.

Фигура 5. Схематическое изображение структуры контактной сетки, получаемой методом нанесения из расплава с подслоем и слоем, нанесенными методом электролиза

Фигура 6. Схематическое изображение структуры контактной сетки, получаемой методом нанесения из расплава с подслоем и слоем, нанесенными методом магнетронного распыления с применением маски.

На фигурах обозначены следующие позиции:

1 - фотоэлектрический преобразователь; 2 - поперечные элементы контактной сетки; 3 - продольные элементы контактной сетки; 4 - верхняя часть кремниевой пластины со сформированной структурой фотопреобразователя; 5 - слой прозрачного проводящего оксида (индий-оловянного оксида или оксида цинка); 6 - диэлектрический слой (оксид кремния, нитрид кремния, диэлектрические полимерные соединения); 7 - подслой никеля или сплавов никеля; 8 - слой промежуточный слой (Ag, Cu, Sn или их сплавы); 9 - припой (нанесенный из расплава).

Осуществление изобретения

Для решения проблем и недостатков аналогов предложено заявленное изобретение, заключающееся в формировании контактной сетки из расплава металлических сплавов, применяемых для низкотемпературной пайки. Примеры структуры такой контактной сетки приведены на фигурах 5 и 6. На кремниевую пластину со сформированной структурой фотопреобразователя нанесен слой прозрачного проводящего оксида, например индий-оловянного оксида (ITO) или оксида цинка (ZnO). На проводящий оксид нанесена контактная сетка, которая состоит из обязательного антидиффузионного подслоя на основе никеля или его сплавов и слоя низкотемпературного припоя, нанесенного из расплава.

Антидиффузионный слой обеспечивает адгезию контактной сетки к поверхности ФЭП. В частности, в случае если антидиффузионный слой не нанесен, затруднительно сформировать контактную сетку на поверхности индий-оловянного оксида из материала припоя. В качестве материала антидиффузионного слоя не могут использоваться любые металлы, в связи с тем что толщина данного слой составляет сотни нанометров. В связи с этим в процессе нанесения низкотемпературного припоя может происходит растворение слоя в припое в результате диффузии материалов друг в друга. Данный эффект, в частности, наблюдался на серебряных и медных сплавах, температура плавления которых значительно превышал температуру процесса. Использование никеля или его сплавов исключало данную проблему.

Однако для формирования полноценной контактной сетки недостаточно толщин металла в несколько сотен нанометров, необходимо формирование более толстых слоев. При применении для этих целей тех же процессов, что и формирование антидиффузионного слоя, процессы могут занимать значительное время, увеличивать расход материалов, негативно воздействовать агрессивной средой на структуру ФЭП. Для исключения данных негативных факторов предлагается утолщать элементы контактной сетки за счет нанесения материала припоя из расплава, например, методом волновой пайки.

Для улучшения процесса нанесения низкотемпературного припоя и во избежание образования оксида на поверхности антидиффузионного подслоя при нанесении припоя, между антидиффузионным подслоем и слоем низкотемпературного припоя, расположен промежуточный слой, выполненный на основе серебра (Ag), или меди (Cu), или олова (Sn).

Слой низкотемпературного припоя представляет из себя сплавы с низкой температурой плавления (ниже 200°C), такие как:

- Висмут, таллий;

- Олово, цинк;

- Висмут, свинец, таллий;

- Олово, свинец;

- Кадмий, олово;

- Висмут, свинец, олово;

- Висмут, кадмий;

- Висмут, свинец;

- Висмут, олово, цинк;

- Олово, индий;

- Висмут, олово, кадмий;

- Висмут, индий, олово;

- и пр.

В случае использования данной технологии для производства солнечных модулей из классических фотоэлектрических преобразователей (для который применение высоких температур не является критичным) могут быть применены сплавы с температурой плавления выше 200°C.

Пример 1.

Формирование структуры, представленной на фигуре 5, происходит по следующим этапам:

1. На поверхность ячейки ФЭП, с нанесенными слоями прозрачного проводящего оксида 5 наносится тонкий слой диэлектрического покрытия 6. В качестве диэлектрического покрытия может быть нанесен оксид или нитрид кремния, нанесенный методом плазмохимического осаждения из газовой фазы, или другие пленки, полученные любыми способами (например, полимерные, нанесенные методом центрифугирования).

2. С помощью лазерного скрайбирования производится вскрытие окон в диэлектрическом покрытии 6, открываются «окна» (технологические отверстия). Лазерное скрайбирование может быть заменено механическим скрайбированием.

3. Проводится процесс электролитического осаждения металлического антидиффузионного подслоя 7. За счет наличия диэлектрического слоя рост металла путем электролиза будет происходить только в областях «окон». В качестве металла используется никель или никелевые сплавы. Никель и его сплавы обладают высокой адгезией к кремнию и высокой температурой плавления, что позволяет впоследствии утолщать контактную сетку нанесением металлов из расплава. Так как для формирования подслоя необходима толщина всего около 100 нм, то продолжительность нахождения ячейки ФЭП в электролите минимизируется.

4. Так же методом электролиза наносится промежуточный слой 8 серебра, или меди, или олова, или их сплавов (в том числе возможны сплавы с другими металлами). Данный слой не является обязательным и направлен на защиту слоя никеля от окисления, затрудняющего нанесение металлов из расплава. В случае если промежуточной слой не используется, может потребоваться использование флюсов.

5. Из расплава наносится слой низкотемпературного припоя 9. Нанесение можно осуществить путем погружения ФЭП в расплав.

Пример 2.

Формирование структуры, представленной на фигуре 6, происходит согласно следующим этапам:

1. На поверхность ячейки ФЭП, с нанесенными слоями прозрачного проводящего оксида 5, методом магнетронного распыления наносится подслой 7 никеля или сплавов никеля. Для локализации нанесения металла на поверхность ячейки ФЭП, согласно необходимой схемы контактной ячейки, могут быть использованы маски.

2. Методом магнетронного распыления наносится промежуточный слой 8 серебра, или меди, или олова, или их сплавов (в том числе возможны сплавы с другими металлами). Данный подслой не является обязательным и направлен на защиту слоя никеля от окисления, затрудняющего нанесение металлов из расплава. В случае если промежуточной слой не используется, может потребоваться использование флюсов.

3. Из расплава наносится легкоплавкий сплав 9. Нанесение можно осуществить путем погружения ФЭП в расплав.

Антидиффузионный слой обеспечивает адгезию контактной сетки к поверхности ФЭП. В частности, в случае если антидиффузионный слой не нанесен, затруднительно сформировать контактную сетку на поверхности индий-оловянного оксида из материала припоя. В качестве материала антидиффузионного слоя не могут использоваться любые металлы, в связи с тем что толщина данного слой составляет сотни нанометров. В связи с этим в процессе нанесения низкотемпературного припоя может происходить растворение слоя в припое в результате диффузии материалов друг в друга. Данный эффект, в частности, наблюдался на серебряных и медных сплавах, температура плавления которых значительно превышала температуру процесса. Использование никеля или его сплавов исключало данную проблему.

Однако, для формирования полноценной контактной сетки, недостаточно толщин металла в несколько сотен нанометров, необходимо формирование более толстых слоев. При применении для этих целей тех же процессов, что и формирование антидиффузионного слоя, процессы могут занимать значительное время, увеличивать расход материалов, негативно воздействовать агрессивной средой на структуру ФЭП. Для исключения данных негативных факторов предлагается утолщать элементы контактной сетки за счет нанесения материала припоя из расплава, например, методом волновой пайки. Кроме того, процесс нанесения материала из расплава является очень быстрым, что в значительной мере ускоряет процесс нанесения контактной сетки. Также полученная контактная сетка обладает рядом преимуществ, таких как повышенная механическая прочность, по сравнению с классической сеткой нанесенной трафаретной печати, в связи с высокой адгезией никеля и его сплавов и отсутствием пор. Также такая контактная сетка позволяет получить качественный электрический контакт. Повышение механической прочности и качества электрического контакта повышают срок эксплуатации солнечных модулей.

Для улучшения процесса нанесения низкотемпературного припоя и во избежание образования оксида на поверхности антидиффузионного подслоя при нанесении припоя, между антидиффузионным подслоем и слоем низкотемпературного припоя, расположен промежуточный слой, выполненный на основе серебра (Ag), или меди (Cu), или олова (Sn).

1. Контактная сетка гетеропереходного фотоэлектрического преобразователя на основе кремния, содержащая поперечные (2) элементы сетки или поперечные (2) и продольные (3) элементы сетки, выполненные из металла, отличающаяся тем, что элементы сетки состоят из антидиффузионного подслоя (7) и слоя низкотемпературного припоя (9).

2. Контактная сетка по п. 1, отличающаяся тем, что антидиффузионный подслой выполнен из никеля или его сплавов.

3. Контактная сетка по п. 1, отличающаяся тем, что между антидиффузионным подслоем (7) и слоем низкотемпературного припоя (9) расположен промежуточный слой (8), выполненный на основе серебра (Ag), или меди (Cu), или олова (Sn).

4. Способ получения контактной сетки гетеропереходного фотоэлектрического преобразователя на основе кремния, включающий нанесение на поверхность фотоэлектрического преобразователя антидиффузионного подслоя методом магнетронного распыления с применением масок и нанесение слоя низкотемпературного припоя из расплава.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при наличии диэлектрического защитного слоя на поверхности фотоэлектрического преобразователя выполняют скрайбирование (нарезание рисок) диэлектрического защитного слоя, для вскрытия окон, с последующим электролитическим осаждением антидиффузионного подслоя, и нанесение слоя низкотемпературного припоя из расплава.

6. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что на антидиффузионный подслой наносят промежуточный слой, для улучшения процесса нанесения слоя низкотемпературного припоя, тем же методом, что и антидиффузионный подслой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к конструкции и составу слоев фотоэлектрических преобразователей с несколькими переходами. Задачей заявляемого изобретения является создание фотоэлектрического преобразователя с несколькими р-n-переходами, отличающегося повышенным КПД за счет введения в состав фотопреобразователя близких по параметру решетки с кремнием слоев на основе многокомпонентных полупроводниковых соединений А2В4С52.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых фотоприемников и может использоваться при создании матричных фотоприемников. Заявляемые зондовая установка и способ позволяют проводить межоперационный контроль матричных фотоприемников при температуре жидкого азота и различных фоновых условиях с подсчетом и исключением дефектных элементов исходя из качества полученного изображения с помощью ИК объектива после проведения двухточечной коррекции и оценкой объемной диффузионной длины по чувствительности до утоньшения матричного фотоприемника в установке открытого типа с помощью многоконтактной зондовой головки с фиксированным расположением зондов, прижимающей матричные фотоприемники к пьедесталу, расположенному в теплоизолирующей чашке, залитой жидким азотом до уровня, не превышающего верхнего уровня пьедестала.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройству каскадной солнечной батареи. Каскадная солнечная батарея выполнена с первой полупроводниковой солнечной батареей, причем в первой полупроводниковой солнечной батарее имеется р-n переход из первого материала с первой константой решетки, и со второй полупроводниковой солнечной батареей, причем во второй полупроводниковой солнечной батарее имеется р-n переход из второго материала со второй константой решетки, и причем первая константа решетки меньше, чем вторая константа решетки, и у каскадной солнечной батареи имеется метаморфный буфер, причем метаморфный буфер включает в себя последовательность из первого, нижнего слоя AlInGaAs или AlInGaP, и второго, среднего слоя AlInGaAs или AlInGaP, и третьего, верхнего слоя AlInGaAs или AlInGaP, и метаморфный буфер сформирован между первой полупроводниковой солнечной батареей и второй полупроводниковой солнечной батареей, и константа решетки метаморфного буфера изменяется по толщине (по координате толщины) метаморфного буфера, и причем между по меньшей мере двумя слоями метаморфного буфера константа решетки и содержание индия увеличивается, а содержание алюминия уменьшается.

Изобретение относится к технологии материалов электронной техники, а именно к способам получения эпитаксиальных слоев полупроводниковых твердых растворов CdxHg1-xTe для изготовления на их основе фотовольтаических приемников инфракрасного излучения.

Изобретение относится к области производства фотоприемных устройств и касается узла установки уровня и спектрального состава регистрируемого излучения в ИК МФПУ.

Приемник-преобразователь лазерного излучения включает приемную плоскость, выполненную в виде круговой панели. На внешней стороне панели установлены фотоэлектрические преобразователи на основе полупроводниковых фотоэлементов (ФЭ) с внутренним фотоэффектом для непосредственного преобразования энергии электромагнитного излучения кругового гауссового лазерного пучка, ось которого нормально направлена на центр круговой панели.

Фотогальванический элемент содержит кристаллическую полупроводниковую подложку (1), содержащую переднюю сторону (1а) и заднюю сторону (1b); передний пассивирующий слой (3), нанесенный на переднюю сторону (1а) подложки (1); задний пассивирующий слой (2), нанесенный на заднюю сторону (1b) подложки (1); первую металлизированную зону, выполненную на заднем пассивирующем слое (2) и предназначенную для сбора электронов; вторую металлизированную зону, предназначенную для сбора дырок и содержащую: поверхностную часть, расположенную на заднем пассивирующем слое (2); и внутреннюю часть, проходящую через задний пассивирующий слой (2) и образующую в подложке (1) область, в которой концентрация акцепторов электронов выше, чем в остальной части подложки (1), при этом кристаллическая полупроводниковая подложка (1) является подложкой из n-легированного или р-легированного кристаллического кремния, передний пассивирующий слой (3) содержит: слой (6) беспримесного гидрированного аморфного кремния, входящий в контакт с подложкой (1); и расположенный на нем слой (7) легированного гидрированного аморфного кремния, характеризующийся легированием р-типа, если подложка (1) является подложкой с проводимостью р-типа, или легированием n-типа, если подложка (1) является подложкой с проводимостью n-типа; и/или задний пассивирующий слой (2) содержит: слой (4) беспримесного гидрированного аморфного кремния, входящий в контакт с подложкой (1); и расположенный на нем слой (5) легированного гидрированного аморфного кремния, характеризующийся легированием n-типа.

Изобретение относится к солнечным элементам и может использоваться в качестве преобразователя солнечной энергии в электрическую энергию в энергетике и в портативной электронике.
Изобретение относится к способам получения эмиссионных слоев, в частности для органических светоизлучающих диодов. Способ нанесения эмиссионного слоя органического светоизлучающего диода на подложку из стекла или полимера, покрытую слоем анода, включает получение раствора, содержащего люминофорсодержащее соединение и проводящий материал, и нанесение тонкой пленки из полученного раствора на упомянутую подложку.

Изобретение относится к области прикладной оптики и касается устройства для приема изображений с переменной кривизной матрицы и внутренней трансфокацией. Устройство состоит из корпуса, подвижного тубуса, мембраны-подушки, на которой размещены подвижные двухслойные пиксели матрицы, и компрессора.

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, а именно к структуре фотопреобразователей на основе монокристаллического или поликристаллического кремния и к линии по производству фотопреобразователей. Структура фотопреобразователя на основе кристаллического кремния включает: текстурированную поликристаллическую или монокристаллическую пластину кремния; пассивирующий слой в виде аморфного гидрогенизированного кремния, нанесенный на каждую сторону пластины кремния; р-слой; n-слой; контактные токосъемные слои в виде прозрачных проводящих оксидов; тыльный токосъемный слой в виде металлического непрозрачного проводящего слоя, при этом в качестве р-слоя и n-слоя применяют металлические оксиды соответственно р-типа и n-типа, при этом слои n-типа и р-типа, пассивирующий и токосъемный слои наносятся методом магнетронного распыления. В качестве металлического оксида n-типа используют оксид цинка (ZnO), или SnO2, Fe2О3, ТiO2, V2O7, МnО2, CdO, или другие металлические оксиды n-типа. В качестве металлического оксида р-типа используют МоО, или СоО, Сu2О, NiO, Сr2О3, или другие металлические оксиды р-типа. Линия по производству фотопреобразователя на основе кристаллического кремния, включающая последовательные операции, такие как: очистку и текстурирование пластин кристаллического кремния; нанесение пассивирующего слоя аморфного гидрогенизированного кремния на каждую сторону пластины кремния; нанесение р-слоя фотопреобразователя; нанесение n-слоя фотопреобразователя; нанесение контактных токосъемных слоев фотопреобразователя; нанесение тыльного токосъемного слоя; окончательная сборка, при этом выполняют последовательное магнетронное напыление пассивирующего слоя, р-слоя в виде металлического оксида р-типа, n-слоя в виде металлического оксида n-типа и токосъемных слоев методом магнетронного распыления. При этом может осуществляться магнетронное распыление кремниевой мишени в атмосфере силана и аргона с добавлением водорода. Изобретение позволяет повысить производительность, уменьшить габариты производственной линии, исключить необходимость переворота пластин кремния в процессе производства. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии материалов электронной техники, а именно к способам получения эпитаксиальных слоев узкозонных полупроводниковых твердых растворов CdxHg1-xTe для изготовления на их основе фотовольтаических приемников инфракрасного излучения. Способ получения эпитаксиальных слоев CdxHg1-xTe из раствора на основе теллура включает выращивание эпитаксиального слоя CdxHg1-xTe (0,19<х<0,33) методом жидкофазной эпитаксии в запаянной кварцевой ампуле при температуре 500÷513°С на подложку Cd1-yZnyTe (0,02<y<0,06) с кристаллографической ориентацией поверхности (111)В±0,5°, расположенную горизонтально над слоем жидкой фазы высотой от 1 до 2 мм, в условиях принудительного охлаждения системы подложка/раствор на 6÷11°С, в зависимости от требуемой толщины эпитаксиального слоя, и предварительное растворение поверхностного слоя подложки в перегретом не более чем на 2° относительно температуры ликвидуса растворе на основе теллура, из которого проводится выращивание эпитаксиального слоя, при этом охлаждение системы проводят со скоростью снижения температуры 0,2÷0,5 град/мин, начиная с момента контакта подложки с перегретым раствором. Техническим результатом изобретения является воспроизводимое получение эпитаксиальных слоев CdxHg1-xTe диаметром до 50 мм без отклонения формы поверхности от формы поверхности подложки с высотой микрорельефа на поверхности эпитаксиального слоя не более 60 нм и разнотолщинностью эпитаксиального слоя по его площади не более 1 мкм при номинальном значении толщины в интервале от 10 до 20 мкм. 1 табл.

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и касается способа защиты приемника оптического излучения. Способ включает в себя прием входного оптического потока матричным фотоприемным устройством (МФПУ), измерение величины ii выходного сигнала каждого i-го чувствительного элемента (ЧЭ) МФПУ, где - номер ЧЭ МФПУ, N - количество ЧЭ в МФПУ, и сравнение их значения с пороговым значением iП. При превышении величины ij выходного сигнала j-ого ЧЭ МФПУ порогового значения iП закрывают j-ую часть входного оптического потока. Далее периодически открывают j-ую часть входного оптического потока и измеряют величины ij выходного сигнала j-го ЧЭ МФПУ. При ij≥iП закрывают j-ую часть входного оптического потока, а при ij<iП оставляют j-ую часть входного оптического потока открытой. Технический результат заключается в обеспечении возможности функционирования устройства в условиях засветки фоточувствительной поверхности мощными сигналами. 3 ил.

Настоящее изобретение относится к способу изготовления солнечного элемента, имеющего долговременную надежность и высокую эффективность, причем упомянутый способ включает в себя: этап нанесения пастообразного электродного вещества на просветляющую пленку, сформированную на стороне светопринимающей поверхности полупроводниковой подложки, имеющей по меньшей мере pn-переход, причем упомянутое электродное вещество содержит проводящий материал; и этап обжига электрода, включающий в себя локальную термообработку для подачи тепла так, что обжигают по меньшей мере часть проводящего материала посредством облучения лазерным лучом только участка с нанесенным электродным веществом, и термообработку всего объекта для нагревания полупроводниковой подложки целиком до температуры ниже 800°C. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Использование: для изготовления высокочувствительных приемников одиночных фотонов видимого и инфракрасного диапазонов. Сущность изобретения заключается в том, что сверхбыстрый и сверхчувствительный гибридный сверхпроводниковый нановолноводный однофотонный детектор с низкой скоростью темнового счета включает в себя чувствительный нанопровод из сверхпроводниковой пленки NbN, расположенный на нановолноводе Si3N4, и защитное диэлектрико-металлическое покрытие, состоящее из слоя диэлектрика SiO2 и слоя металла Al, нанесенного поверх нанопровода. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения ложных срабатываний сверхпроводникового однофотонного волноводного детектора и увеличения чувствительности сверхпроводникового однофотонного волноводного детектора. 3 ил.

Изобретение относится к системам автоматической очистки солнечных панелей. Устройство очистки солнечной панели, содержащее источник питания, соединенный с солнечной панелью, датчики контроля загрязнения и провода, расположенные на поверхности солнечной панели, отличающееся тем, что провода выполнены с возможностью колебания и переплетены друг с другом в виде решетки, установленной на поверхность солнечной панели, при этом в качестве источника питания используют источник переменного тока, а датчики контроля загрязнения выполнены в виде датчиков натяжения проводов, расположенных по всей внешней грани решетки из проводов. Также предложен способ автоматизированной очистки солнечных панелей. Изобретение обеспечивает эффективную очистку поверхности солнечной панели от снега, льда, мусора и других объектов, мешающих преобразованию солнечной энергии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к способу формирования сильнолегированного серой микроструктурированного кристаллического слоя на поверхности кремния, который может быть использован в солнечной энергетике, оптоэлектронике, приборах ночного и тепловидения. Способ заключается в размещении поверхности кремния под химически активной жидкой средой серосодержащего соединения и облучении поверхности кремния импульсами сфокусированного лазерного излучения наносекундной длительности инфракрасного диапазона, при этом задают плотность энергии лазерного излучения достаточной для проникновения этим излучением через жидкую среду к поверхности кремния с разложением молекул серосодержащего соединения до выделения атомов серы и для нагрева поверхности кремния до температуры, при которой происходит диффузия в нее атомов серы вместе с ее абляционным микроструктурированием и отжигом. Технический результат изобретения состоит в многократном расширении области и величины высокой поглощательной способности (в том числе высокого коэффициента поглощения) поверхностного слоя кремния в процессе сверхлегирования атомами серы под действием лазерного облучения с сохранением его кристаллического характера. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к способу формирования сильнолегированного серой микроструктурированного кристаллического слоя на поверхности кремния, который может быть использован в солнечной энергетике, оптоэлектронике, приборах ночного и тепловидения. Способ заключается в размещении поверхности кремния под химически активной жидкой средой серосодержащего соединения и облучении поверхности кремния импульсами сфокусированного лазерного излучения наносекундной длительности инфракрасного диапазона, при этом задают плотность энергии лазерного излучения достаточной для проникновения этим излучением через жидкую среду к поверхности кремния с разложением молекул серосодержащего соединения до выделения атомов серы и для нагрева поверхности кремния до температуры, при которой происходит диффузия в нее атомов серы вместе с ее абляционным микроструктурированием и отжигом. Технический результат изобретения состоит в многократном расширении области и величины высокой поглощательной способности (в том числе высокого коэффициента поглощения) поверхностного слоя кремния в процессе сверхлегирования атомами серы под действием лазерного облучения с сохранением его кристаллического характера. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к способу формирования сильнолегированного серой микроструктурированного кристаллического слоя на поверхности кремния, который может быть использован в солнечной энергетике, оптоэлектронике, приборах ночного и тепловидения. Способ заключается в размещении поверхности кремния под химически активной жидкой средой серосодержащего соединения и облучении поверхности кремния импульсами сфокусированного лазерного излучения наносекундной длительности инфракрасного диапазона, при этом задают плотность энергии лазерного излучения достаточной для проникновения этим излучением через жидкую среду к поверхности кремния с разложением молекул серосодержащего соединения до выделения атомов серы и для нагрева поверхности кремния до температуры, при которой происходит диффузия в нее атомов серы вместе с ее абляционным микроструктурированием и отжигом. Технический результат изобретения состоит в многократном расширении области и величины высокой поглощательной способности (в том числе высокого коэффициента поглощения) поверхностного слоя кремния в процессе сверхлегирования атомами серы под действием лазерного облучения с сохранением его кристаллического характера. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для изготовления как солнечных фотоэлектрических преобразователей на основе гетероперехода, так и для классических кристаллических и поликристаллических фотоэлектрических преобразователей. Сущность изобретения заключается в том, что контактная сетка гетеропереходного фотоэлектрического преобразователя на основе кремния содержит поперечные элементы сетки или поперечные и продольные элементы сетки, выполненные из металла, при этом элементы сетки состоят из антидиффузионного подслоя и слоя низкотемпературного припоя. Технический результат: обеспечение возможности повышения прочности механического соединения при коммутации отдельных фотоэлектрических преобразователей в единую цепь, повышение надежности соединения, снижение контактного сопротивления и повышение срока эксплуатации фотоэлектрического преобразователя. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх