Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Фаренбрух А. -> "Солнечные элементы: Теория и эксперимент" -> 75

Солнечные элементы: Теория и эксперимент - Фаренбрух А.

Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы: Теория и эксперимент — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 280 c.
Скачать (прямая ссылка): solnechnieelementiteoriyaiexperement1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 130 >> Следующая

4.4. ТЕХНОЛОГИЯ И ПАРАМЕТРЫ
ТИПИЧНЫХ КРЕМНИЕВЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.4.1. Конструкция солнечного элемента и его зонная диаграмма
На рис. 4.14 схематически показаны поперечный разрез и вид сверху солнечного элемента на основе п — р-гомоперехода в Si. Основой элемента является пластина толщиной 200—500 мкм из монокристалла
от 300 до 3000 мкм
1 см
J-
г
Рис. 4.14. Типичная геометрия солнечного Si элемента:
1 - лицевой сетчатый токосъемный контакт (многослойная система Ti - Pd - Ар припой); 2 - просветляющее покрытие; 3 - легированный слой и-типа толщиной 0,2 мкм; 4 - слой объемного заряда толщиной 0,5 мкм; 5 - база p-типа толщиной 200 мкм; 6 - р+-слой толщиной 0,5 мкм; 7 - тыльный контакт; 8 - токосъемная шина; 9 - сетчатый токосъем
Si. Толщина пластин выбирается скорее исходя из структурных критериев, чем из требований полного поглощения света. Действительно, в солнечных элементах толщиной 50 мкм получен КПД tjs = 11,8% [Stori е. a., 1980;Chiang е. а., 1978]*.
* В этих элементах обеспечена возможность многократного прохождения света благодаря тыльному зеркалу и текстурированной поверхности, что снимает проблему полного поглощения света очень тонким базовым слоем. - Прим. ред.
166
Рис. 4.IS. Энергетическая зонная диаграмма типичного кремниевого солнечного элемента; толщина л-слоя увеличена:
1 - электрическое поле вблизи тыль ного контакта
/1
''Ч
p-Si
Л
J'i-Pd-Ag
^777-
Слой л-типа толщиной 0,4—0,5 мкм создают диффузионным способом, затем наносят электрические контакты и просветляющее покрытие. Зонная диаграмма солнечного элемента приведена на рис. 4.15, а параметры типичного элемента на основе п* -р-р+-структуры следующие.
Параметры "фиолетового” солнечного элемента*1
р+-слой Легирующая примесь...........................А1
Толщина, мкм.................................0,5
Те, мкс........................................ 0,4
Ln, мкм......................................1-10
Базовый слой Легирующая примесь...........................В
р-типа Толщина, мкм.................................250
р, см"3...................................... 1016
Ир, см2/ (В-с)............................... 300
см2/ (В-с)............................... 1200
р, Ом-см..................................... 2-3
7е,мкс....................................... 6-50
Ln, мкм...................................... 100-400
S*2, см/с.................................... 0,3-Ю3
S*3, см/с.................................... 106
Диффузионный Легирующая примесь................................. Р
л+-слой Толщина, мкм................................. 0,1-0,2
я, среднее значение, см-3.................... (1-5-20) • 101
Мр,см2/(В-с)................................. ~50
D, среднее значение, см2/с................... 1
р, среднее значение, Ом-см................... 10”3-10”1
риа поверхности, Ом/см2 ..................... 25-500
т^, мкс......................................10“4-10-1
S*4, см/с....................................104
Солнечный Площадь, см2.................................4
элемент Wj, мкм......................................~0,4
Vd,b.... ....................................~ 0,94
Rs, Ом-см....................................0,05-0,3
Расстояние между токосъемными полосами на
лицевой поверхности, мм.....................5-30
Степень покрытия лицевым токосъемом, %... 5-10
*1 Большинство параметров относится к фиолетовому элементу, однако ряд из них присущ другим, и поэтому данные не характеризуют какой-либо один элемент. Фиолетовый элемент, созданный в 1973 г., имел р+-слой, но электрическое поле вблизи тыльного контакта преднамеренно не создавалось.
*2 Эффективная скорость поверхностной рекомбинации при наличии поля вблизи тыльной поверхности.
*3 & отсутствие поля у тыльной поверхности.
*4 Поверхность, пассивированная окислом.
167
Переход формируется при диффузии атомов Р или As из газообразных диффузантов РН3, РОС1 или AsH3, содержащихся в газе-носителе. Для подавления образования мертвого слоя поверхностную концентрацию примеси ограничивают. С этой целью иногда добавляют кислород, образующий ’’диффузионное стекло” на основе Si02, которое затем удаляют.
В качестве тыльного контакта обычно используют слой А1, осажденный методом термического испарения в высоком вакууме. Для инициирования диффузии части слоя А1 проводят термический отжиг (например, при температурах 500—800° С в течение 15 мин). Образующийся при этом р+-слой снижает контактное сопротивление. Для создания достаточно толстого р+-слоя толщиной 0,2 мкм требуется отжиг при 700—800° С в течение 4 ч, и одновременно образуется электрическое поле, снижающее влияние поверхностной рекомбинации на тыльной поверхности
(4.5.2).
Лицевая контактная сетка имеет сложный состав. Наилучшим материалом для контакта могло бы стать серебро, однако оно имеет плохую адгезию к чистой поверхности Si. Для ее улучшения^ используют промежуточный слой Ti толщиной 40 нм. Однако во влажной среде между Ti и Ag происходит электрохимическая реакция, поэтому между ними для предотвращения коррозии часто вводят слой Pd толщиной 20 нм. Лицевой контакт отжигают при 500—600°С в течение 5-30 мин. Для уменьшения сопротивления собираемому току толщина слоя Ag должна быть достаточно большой (около 5 мкм). Для уменьшения последовательного сопротивления Rs солнечного элемента дополнительно наносят припой Pb-Sn, окуная его в расплав, тем самым увеличивая поперечное сечение токосъемной дорожки. Лицевой контакт имеет форму сетки, контактные полоски которой в зависимости от удельного сопротивления и толщины и-слоя разделены зазором от 0,03 (в случае фиолетовых элементов) до 0,3 см и соединены общим токосъемом. Контактная сетка и общий токосъем занимают от 5 до 10% общей площади элемента. Многослойный Ti —Pd —Ag-контакт иногда наносят и на тыльную поверхность, в частности при создании туннельного контакта к р+-слою, легированному алюминием.
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 130 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed