Способ изготовления фотопреобразователя

Авторы патента:

Мустафаев Гасан Абакарович (RU)

Мустафаев Абдулла Гасанович (RU)

Черкесова Наталья Васильевна (RU)

Мустафаев Арслан Гасанович (RU)

H01L31/1844 - Полупроводниковые приборы, чувствительные к инфракрасному излучению, свету, электромагнитному, коротковолновому или корпускулярному излучению, предназначенные либо для преобразования энергии такого излучения в электрическую энергию, либо для управления электрической энергией с помощью такого излучения; способы или устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы приборов (H01L 51/00 имеет преимущество; приборы, состоящие из нескольких компонентов на твердом теле, сформированных на общей подложке или внутри нее, кроме приборов, содержащих чувствительные к излучению компоненты, в комбинации с одним или несколькими электрическими источниками света H01L 27/00; кровельные покрытия с приспособлениями для размещения и использования устройств для накопления или концентрирования энергии E04D 13/18; получение тепловой энергии с

H01L31/18 - способы и устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей (не предназначенные специально для этих приборов H01L 21/00)

Владельцы патента RU 2644992:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)

Изобретение относится к технологии изготовления фотопреобразователя с повышенным коэффициентом полезного действия (КПД). Предложен способ изготовления фотопреобразователя путем формирования в pin-структуре i-слоя на основе арсенида индия InGaAs между слоями GaAs и AlGaAs на подложках GaAs, при давлении 4⋅10^-7-10^-8 Па, температуре 600-800°С и скорости роста 2 Å/с. Изобретение обеспечивает повышение КПД преобразования, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления фотопреобразователя с повышенным коэффициентом полезного действия (КПД).

Известен способ изготовления фотопреобразователя [заявка на изобретение №1168070 Япония, МКИ H01L 31/04] путем формирования на стеклянной подложке слоев CdS и CdTe или CdS CuInSe₂ и контакты к этим слоям. Контакты создают путем нанесения пасты, содержащее порошок Cu с размерами частиц 0,5-50 мкм, в котором добавлен порошок Cu с размерами частиц 0,1 мкм в количестве 50⋅10^-4 масс. %. Затем пасту впекают при низкой температуре.

В таких приборах наблюдаются повышенные значения токов утечек и ухудшения параметров.

Известен способ изготовления фотопреобразователя [заявка на изобретение №1138765 Япония, МКИ H01L 31/10] путем применения плазмохимического осаждения из паровой фазы для создания pin-структуры и использования слоев аморфного Si_1-xC_x:H, легированного фосфором. После напыления прозрачного электрода формируют pin-структуру: в ректоре 1 осуществляется формирование i-слоя, который завершается в реакторе 2, где производится формирование n-слоя.

Недостатками способа являются:

- низкий КПД;

- низкая технологичность;

- высокие значения токов утечек.

Задача, решаемая изобретением: повышение КПД, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных.

Задача решается формированием в pin-структуре i-слоя на основе арсенида индия InGaAs между GaAs и AlGaAs на подложках GaAs, при давлении 4⋅10^-7-10^-8 Па, температуре 600-800°С и скорости роста 2 , с концентрацией N_A=10¹²-10¹³ см^-3.

Технология способа состоит в следующем: в pin-структуре выращивают i-слой из арсенида индия InGaAs, с концентрацией N_A=10¹²-10¹³ см^-3 при давлении 4⋅10^-7-10^-8 Па, температуре 600-800°С и скорости роста 2 .

Активный слой InGaAs заключен между слоями n - GaAs и р - AlGaAs. Активная область представляет собой последовательность нескольких слоев InGaAs - толщиной 2-3 нм. Использование нескольких слоев позволяет локализовать носители заряда в тонком слое активной области, увеличив вероятность рекомбинации, и, кроме того, свести до минимума поглощение излучения в полупроводниковой структуре, обеспечив тем самым высокий внешний квантовый выход. Образуется слой InGaAs, который способствует снижению механических напряжений за счет обеспечения согласования решеток GaAs и AlGaAs.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы фотоэлектрические преобразователи.

Результаты обработки представлены в таблице.

Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, изготовленных в оптимальном режиме, увеличился на 22,1%.

Технический результат: повышение КПД преобразования, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предложенный способ изготовления фотопреобразователя путем формирования в pin-структуре i-слоя на основе арсенида индия InGaAs между GaAs и AlGaAs на подложках GaAs, при давлении 4⋅10^-7-10^-8 Па, температуре 600-800°С и скорости роста 2 позволяет повысить процент выхода годных структур и улучшить их надежность.

Способ изготовления фотопреобразователя, включающий процессы плазмохимического осаждения, создания pin-структуры, отличающийся тем, что i-слой в pin-структуре формируют на основе InGaAs, между GaAs и AlGaAs на подложках GaAs, при давлении 4*10^-7-10^-8 Па, температуре 600-800°C и скорости роста 2 Å/с, с концентрацией N_A=10¹²-10¹³ см^-3.

Многопереходной солнечный элемент включает первый субэлемент, состоящий из соединения из InGaAs, причем первый субэлемент имеет первую постоянную решетки, и второй субэлемент со второй постоянной решетки, причем первая постоянная решетки по меньшей мере на 0,008 больше, чем вторая постоянная решетки, и, кроме того, предусмотрен метаморфный буфер, который выполнен между первым субэлементом и вторым субэлементом.

Солнечный фотоэлектрический концентраторный модуль // 2641627

Солнечный фотоэлектрический концентраторный модуль содержит первичный оптический концентратор (3) в виде линзы Френеля, с линейным размером D, оптическая ось (4) которой проходит через центр (5) фотоактивной области фотоэлемента (1), выполненной в виде круга диаметром d, и соосный с ним вторичный концентратор (6), выполненный в виде четвертьволнового радиального градана диаметром d и высотой h1, установленный на расстоянии h2 от фронтальной поверхности линзы Френеля, при этом величины h1, h2, и D удовлетворяют определенным соотношениям.

Способ и устройство для многомодульных устройств без механической изоляции // 2639990

Настоящее изобретение относится к многомодульным устройствам, сформированным на общей подложке, которые более предпочтительны, чем одиночные модульные устройства, особенно в фотоэлектрических областях применения.

Сканирующее матричное фотоприемное устройство // 2634376

Изобретение относится к сканирующим матричным фотоприемным устройствам (МФПУ) - устройствам, преобразующим входное оптическое изображение, формируемое объективом, в заданный спектральный диапазон, а затем в выходной электрический видеосигнал с помощью сканирования изображения.

Оптопара // 2633934

Изобретение относится к области к технике преобразования световой энергии в электрическую и предназначено для преобразования световой энергии в электрическую. Заявленная оптопара содержит источник света, фотопреобразователь и корпус.

Структура фотопреобразователя на основе кристаллического кремния и линия по его производству // 2632267

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, а именно к структуре фотопреобразователей на основе монокристаллического или поликристаллического кремния и к линии по производству фотопреобразователей.

Гетероструктурный фотоэлектрический преобразователь на основе кристаллического кремния // 2632266

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, а именно к изготовлению активных слоев солнечных модулей на основе монокристаллического или поликристаллического кремния.

Способ контроля структурного качества тонких плёнок для светопоглощающих слоёв солнечных элементов и устройство для его реализации // 2631237

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую в тонкопленочных полупроводниковых солнечных элементах. Способ контроля структурного качества тонких пленок для светопоглощающих слоев солнечных элементов заключается в том, что регистрируют излучение пленок при импульсном лазерном возбуждении, при этом уровень возбуждения устанавливают в диапазоне 10-200 кВт/см2 для возникновения стимулированного излучения с полушириной спектра Δλ~10 нм, и сравнивают интенсивности и полуширины спектров стимулированного излучения для определения относительного структурного качества пленок.

Способ измерения физических величин с помощью датчиков на поверхностных акустических волнах // 2629892

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного беспроводного измерения различных физических величин, в частности температуры, давления, перемещения, магнитной индукции, ультрафиолетового излучения, концентрации газов и др., с помощью датчиков на поверхностных акустических волнах (ПАВ) при их облучении радиоимпульсами.

Устойчивый к излучению инвертированный метаморфический многопереходный солнечный элемент // 2628670

Многопереходный солнечный элемент для космической радиационной среды, причем многопереходный солнечный элемент имеет множество солнечных субэлементов, расположенных в порядке убывания запрещенной зоны, включающее в себя: первый солнечный субэлемент, состоящий из InGaP и имеющий первую запрещенную зону, причем первый солнечный субэлемент имеет первый ток короткого замыкания, связанный с ним; второй солнечный субэлемент, состоящий из GaAs и имеющий вторую запрещенную зону, которая имеет ширину, меньшую, чем первая запрещенная зона, причем второй солнечный субэлемент имеет второй ток короткого замыкания, связанный с ним; при этом в начале срока службы первый ток короткого замыкания меньше, чем второй ток короткого замыкания, так что эффективность AM0 преобразования является субоптимальной.

Способ изготовления фотодетектора с ограниченным диапазоном спектральной чувствительности на основе массива наностержней оксида цинка // 2641504

Изобретение относится к оптоэлектронным приборам, в частности к нанотехнологиям солнечно-слепых фотодетекторов ближнего ультрафиолетового излучения (БУФИ) на основе 1D наноструктурированного оксида цинка.

Способ изготовления солнечного элемента // 2636405

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.

Способ изготовления солнечного элемента и изготовленный с помощью этого способа солнечный элемент // 2635834

Способ изготовления солнечного элемента включает в себя формирование с высокой производительностью просветляющей пленки, содержащей нитрид кремния, причем упомянутая просветляющая пленка обладает превосходным пассивирующим эффектом.

Способ получения эпитаксиальных слоёв cdхhg(1-х) te из раствора на основе теллура // 2633901

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 изготовления матричного фчэ на основе gaas // 2633656

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводникового фотоприемника (ФП) и может быть использовано при создании матричных ФП различного назначения. Способ изготовления матричного ФЧЭ на основе GaAs, в котором согласно изобретению базовую область МФЧЭ после гибридизации с БИС мультиплексором утоньшают от 500 мкм до 20-40 мкм с помощью ХМП, включающего обработку пластины МФЧЭ вращающимся полировальником, утоньшение проводят сначала ХМП от толщины 500 мкм до 40-50 мкм полирующим составом, содержащим (10,0÷45,0) г/л водного раствора гипохлорита натрия и (0,5÷3,0) г/л водного раствора гидроокиси натрия, а затем проводят с помощью ХМП утоньшение базовой области до толщины 20-40 мкм в полирующем составе, содержащем в качестве комплексообразователя винную кислоту при концентрации 7,0÷70,0% об., окислителя - пероксид водорода при концентрации 7,0÷70,0% об., смазки - этиленгликоль при концентрации 5,0÷15,0% об., остальное - деионизованная вода.

Структура фотопреобразователя на основе кристаллического кремния и линия по его производству // 2632267

Способ изготовления многоэлементного ик фотоприемника // 2628449

Изобретение относится к способу изготовления многоэлементных или матричных фотоприемников на основе антимонида индия. Многоэлементный фотоприемник на основе антимонида индия включает матрицу фоточувствительных элементов (МФЧЭ) с антиотражающим покрытием на освещаемой стороне фоточувствительных элементов (ФЧЭ), соединенных микроконтактами со схемой считывания.

Солнечная батарея и способ ее изготовления // 2626053

Согласно изобретению предложен способ изготовления солнечных батарей, содержащий этапы формирования пленки SiNx поверх второй главной поверхности полупроводниковой подложки n-типа; формирования диффузионного слоя p-типа поверх первой главной поверхности полупроводниковой подложки n-типа после стадии формирования пленки SiNx; и формирования поверх диффузионного слоя p-типа пассивирующей пленки, состоящей из пленки SiO2 или пленки оксида алюминия.

Способ получения фотокатализатора на основе полупроводниковой нано-гетероструктуры cds-wo3-tio2 // 2624620

Изобретение относится к способам получения тройных нано-гетероструктур из полупроводниковых материалов, характеризующихся различной шириной запрещенной зоны, и может быть использовано при разработке фотокатализаторов на основе нано-гетероструктурных материалов в фотоэлектрохимических и фотокаталитических устройствах для получения чистого водорода и кислорода, синтеза органических молекул.

Способ коммутации гетероструктурных фотоэлектрических преобразователей // 2623820

Изобретение относится к способам коммутации ячеек фотоэлектрических преобразователей на основе кристаллического кремния, в частности к способу контактирования контактных шин к пластинам фотоэлектрических преобразователей с применением адгезивов и ультразвуковой пайки.

Перовскитная солнечная ячейка и способ ее изготовления // 2645221

Изобретение относится к технологиям преобразования солнечной энергии в электрическую. Перовскитная солнечная ячейка представляет собой слоистую структуру, включающую, по меньшей мере, три слоя: два проводящих слоя - р-проводящий и n-проводящий, а также размещенный между ними светопоглощающий слой, при этом один из проводящих слоев выполнен пористым, а светопоглощающий слой имеет перовскитную структуру общей структурной формулой АВХ3, где в качестве А используют Cs+, или СН3МН3+, или (NH2)2CH+, в качестве В используют Pb2+ или Sn2+, в качестве X используют I-, или Br-, или Cl-. Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является обеспечение эффективности преобразования солнечной энергии перовскитными солнечными ячейками, изготовленными при помощи заявляемого способа, не менее 5%. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.