Способ изготовления преобразователя солнечной энергии с высоким КПД
MANUFACTURING METHOD OF SOLAR ENERGY CONVERTER WITH HIGH EFFICIENCY

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления преобразователя солнечной энергии с высоким КПД.
Известен способ изготовления преобразователя энергии [Заявка 1154572 Япония, МКИ H01L 31/04] содержащий подложку, активный слой из органического полупроводника, контакты к нему и защитный слой. Для повышения фототока и КПД на поверхность органического полупроводника наносят оптически активный слой из соединения трифениламина, включающего атомы галогена, группы азота, циана и замещенные группы алкила, алкоксиарила, фенокси или аминогрупп. В таких приборах при различных температурных режимах и в различных средах повышается дефектность структуры и ухудшаются электрические параметры изделий.
Известен способ изготовления преобразователя солнечной энергии [Патент 4926229 США, МКИ H01L 45/00] с p-i-n структурой, где р- или n- слои из немонокристаллического материала, содержащего (1-4) ат. % Zn, Se, Н и легирующие примеси и i- слоем, содержащий немонокристаллический Si:H, F. Многопереходные солнечные элементы с p-i-n структурой содержат по крайней мере один р- и n- слой, выполненный из пленки ZnSe:H:M, где М-легирующая примесь, р- или n- типа; содержание Н составляет (1-4) ат. %. Легирующая примесь р- типа может быть Li.
Недостатками этого способа являются:
- низкие значения КПД;
- высокая плотность дефектов;
- низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением: повышение КПД, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.
4
4
4
4
3
3
3
-4
-4
Задача решается формированием i- слоя в p-i-n структуре в три этапа: первый этап - осаждением пленок Si:H со скоростью 0,3 нм/с, при ВЧ мощности 8 Вт, со скоростью потока SiH 20 см/с и давлении 27 Па; второй этап - осаждением пленок Si:H со скоростью 0,6 нм/с, при ВЧ мощности 15 Вт, со скоростью потока SiH 50 см/с и давлении 45 Па, третий этап - осаждением пленок Si:H со скоростью 1,0 нм/с, при ВЧ мощности 28 Вт, со скоростью потока SiH 80 см/с и давлении 65 Па, с последующим легированием i- слоя бором до 0,05* 10% при соотношении (B2H6/SiH) 10% в газовой смеси.
4
4
4
4
4
3
3
3
-4
-4
Технология способа состоит в следующем: пленки Si:H осаждались разложением SiH в установке ВЧ плазменного осаждения. Для создания i-слоя в близи границы раздела p/i слоев осаждение i- слоя проводилось в три этапа: первый этап - со скоростью 0,3 нм/с, при ВЧ мощности 8 Вт, со скоростью потока SiH 20 см/с и давлении 27 Па; второй этап - со скоростью 0,6 нм/с, при ВЧ мощности 15 Вт, со скоростью потока SiH 50 см/с и давлении 45 Па, третий этап - со скоростью 1,0 нм/с, при ВЧ мощности 28 Вт, со скоростью потока SiH 80 см/с и давлении 65 Па, с последующим легированием i- слоя бором до 0,05*10% при соотношении (B2H6/SiH) 10% в газовой смеси.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.
Экспериментальные исследования показали, что выход годных структур на партии пластин, сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 24,9%.
Технический результат: повышение КПД, обеспечение технологичности, улучшение параметров структур, повышение качества и увеличения процента выхода годных.
4
4
4
4
3
3
3
-4
-4
Предложенный способ формирования i- слоя в p-i-n структуре в три этапа: первый этап - осаждением пленок Si:H со скоростью 0,3 нм/с, при ВЧ мощности 8 Вт, со скоростью потока SiH 20 см/с и давлении 27 Па; второй этап - осаждением пленок Si:H со скоростью 0,6 нм/с, при ВЧ мощности 15 Вт, со скоростью потока SiH 50 см/с и давлении 45 Па, третий этап - осаждением пленок Si:H со скоростью 1,0 нм/с, при ВЧ мощности 28 Вт, со скоростью потока SiH 80 см/с и давлении 65 Па, с последующим легированием i- слоя бором до 0,05*10% при соотношении B2H6/SiH 10% в газовой смеси, позволяет повысит процент выхода годных приборов и улучшит их надежность.