[go: up one dir, main page]

CZ150499A3 - Polovodičová součástka, zejména sluneční článek a způsob jeho výroby - Google Patents

Polovodičová součástka, zejména sluneční článek a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ150499A3
CZ150499A3 CZ19991504A CZ150499A CZ150499A3 CZ 150499 A3 CZ150499 A3 CZ 150499A3 CZ 19991504 A CZ19991504 A CZ 19991504A CZ 150499 A CZ150499 A CZ 150499A CZ 150499 A3 CZ150499 A3 CZ 150499A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
pyrite
semiconductor
base material
boron
solar cell
Prior art date
Application number
CZ19991504A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ298589B6 (cs
Inventor
Vecchia Nunzio Dr. La
Original Assignee
Vecchia Nunzio Dr. La
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vecchia Nunzio Dr. La filed Critical Vecchia Nunzio Dr. La
Publication of CZ150499A3 publication Critical patent/CZ150499A3/cs
Publication of CZ298589B6 publication Critical patent/CZ298589B6/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/10Semiconductor bodies
    • H10F77/12Active materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Description

Polovodičová součástka, zejména slunScní Článek a způsob jeho výroby
Oblast techniky
Vynález se týká polovodičové součástky, zejména slunečního článku, z minimálně jednoho polovodičového základního materiálu s mono- nebo polykrystalickou strukturou, který je aspoň částečně tvořen pyritem s chemickým složením FeS2 a který je pro docílení definovaného stupně čistoty vyčištěn.
Dosavadní stav techniky
Je známá rada polovodičových součástek nebo polovodičových fotoelektrických součástek tohoto druhu, u kterých dochází využitím vnitřního fotoefektu energie slunečního záření nebo světla s účinností až přibližně 15% ke komerčnímu využití. Jako polovodičové materiály se převážně používají tenké monokrystaly křemíku nebo arsenídu gallia s přechodem PN.
Jsou rovněž známé tenkovrstvé sluneční články, u kterých se polovodičové vrstvy nanášejí na nosič napařováním nebo podobným způsobem v síle v oblast mikrometrů ( 1 až 50 pm). Pro tento účel se pro polovodičové vrstvy používají materiály jako jsou simík kadmia, tellurid kadmia, sirník mědi a podobné. Těmito polovodičovými součástkami sc však dosahují účinnosti pouze v rozmezí 5 - 8% Mají však výhodnější hmotnost na jednotku výkonu a v porovnání s křemíkovými monokrystaly se dají podstatně výhodněji vyrábět.
U slunečního článku tohoto druhu se podle spisu EP-A 0 173 642 předvídá fotoaktivní vrstva pyritu odpovídající vzorci FeS2+/.x, která vykazuje koncentraci nežádoucích znečištění < 102° v cm3 a dotování manganem (Mn) nebo arsenem (As) • fl fl··· ·· 4444 ·· ·· flflfl 9·· 9 9 9 9 • · *9 · · 9··· · 9 · · • 9 9999 9« 999 999
9 4 4 9 9 · ·
449 44 4·· ·· ··
-2případně kobaltem (Co) nebo chlorem (Cl). V praxi se prokázalo, že se slunečním Článkem tohoto složení nedá dosáhnout požadovaná účinnost.
Podstata vynálezu
Naproti tomu bylo základním úkolem tohoto vynálezu vytvořit polovodičovou součástku, zejména sluneční článek podle úvodem uvedeného druhu, kterým se v porovnání se známými docílí při slunečním nebo světelném ozáření vyšší účinnost. Dále mají býti výrobní náklady této polovodičové součástky tak nízké, že z této vyrobený sluneční Článek se mimo jiného hodí pro hromadnou výrobu. Dalším cílem vynálezu je používání polovodičového materiálu, který se dá lehce a šetrně k životnímu prostředí likvidovat.
Vynálezem je úkol vyřešen tím, že aspoň částečně pyritem v chemickém složení FeS2 tvořený základní polovodičový materiál je minimálně s borem a/nebo fosforem sloučen nebo dotován,
U velmi výhodného provedení je základní polovodičový materiál vyroben z minimálně jedné vrstvy pyritu s do této zabudovanými prvky bor a fosfor. lakovým využitím vzniká zejména pro sluneční články optimální a nanejvýš účinné složení.
Touto vynálezeckou polovodičovou součástkou se dají vyrobit sluneční články, které mají při porovnání se všemi známými články vyšší účinnost. Jako polovodičový materiál použitý pyrit má tu výhodu, že se vyskytuje jako přírodní materiál a že se dá vyrobit rovněž synteticky. Výrobní náklady mohou býti držené v takovém rozsahu, že na základě zvýšené účinnosti přináší jeho používání užitek.
Příklady provedení vynálezu
Příklady provedení vynálezu a jeho další výhody jsou v následném pomocí výkresů blíže vysvětlené. Ukazují:
toto «··· ·· ···· toto ♦ · to · to ··* · · to * • · ··♦ · · ··· · ♦ · · • · φ«· · toto ······ •••to ·· ·· to·· 4· tototo to« ·*
-3Obr. 1 schematický příčný řez vynálezeckou polovodičovou součástkou ve zvětšeném znázornění, obr. 2 schematické znázornění štěpení energie Fe d- stavů v oktaedrickém a znetvořeně oktaedrickém ligandovém poli pyritu, obr.3 schematický příčný řez polovodičovou součástkou s heteropřechodem ve zvětšeném znázornění a obr. 4 schematické znázornění energetických pásem u heteropřechodu polovodičové součástky podle vynálezu.
Obrázek 1 znázorňuje schematicky vynálezeckou polovodičovou součástku 10, která je zejména provedená jako sluneční článek. Tato polovodičová součástka 10 je v předloženém příkladu provedení tvořená vícevrstvovou strukturou a může býti spolu s řadou vedle sebe uspořádaných článků zapouzdřená v panelu provedeném jako kovová skříň, což není detailně znázorněné. Sluneční článek má přednostně zakrývací desku z průhledného materiálu, například ze skleněné vrstvy H. nebo z podobného materiálu, čímž je tento článek chráněn proti mechanickému silovému působení, jako jsou údery., dále t proti vlhkosti a/nebo všeobecně proti povětrnostním vlivům. Laminátová vrstva L2, například z pryskyřice, obepíná spolu s na spodní straně uspořádaným, například jako keramická deska zhotoveným isolátorem ]4 sluneční článek, aby byl vnitřek slunečního článku uzavřený a tím nepropustný pro vlhkost, vodu a pod.
Podle vynálezu je polovodičový základní materiál 20 vytvořen z pyritu nebo kyzu železného s chemickým složením FeS?. Polovodičový základní materiál 20 je sloučen nebo dotován aspoň s borem a fosforem, přičemž v uvedeném příkladu je polovodičový základní materiál vytvořen z FeS2-vrstvy 20.
Tato jako článek z tuhé látky provedená polovodičová součástka 10 je složená z jednovrstvé zhotoveného polovodičového základního materiálu 20 z nejčistšího pyritu, z vrstvy fosforu 21 a vrstvy boru 22. Tato vrstva fosforu 21 a tato vrstva boru 22 jsou přitom • fc fcfcfcfc fcfc fcfcfcfc fcfc fcfc fcfcfc · · fc fcfcfc· • fcfcfcfc · · fcfcfc * · · · fcfc ···· fcfc fcfcfc fcfcfc • ••••fc fcfc fcfc fcfcfc Vfc fcfc* fcfc ··
-4nanesené na odpovídající povrch pyritové vrstvy tak, že se mezi polovodičovým základním materiálem a fosforem (P) případně borem (B) vytvoří spojem ve smyslu dotování. Přednostně jsou tyto vrstvy fosforu 2± a boru 22 nanesené níže vysvětleným způsobem vždy ve velmi tenké vrstvě několika mikronů.
Tím se vytváří požadovaný způsob funkce této jako sluneční Článek předvídané polovodičové součástky 10, kterou se vyrábí při ozáření slunečním světlem elektrický proud, který se účelně odebírá známým způsobem na vodivých materiálech 13 a 15 uspořádaných nad a pod polovodičovými vrstvami, přičemž je vodivý materiál 15 odcloněn isolátorem j_4. Tyto vodivé materiály jsou blíže neznázoměnými vedeními spojené se spotřebičem a pod.
Obrázek 1 znázorňuje v rámci vynálezu sluneční článek s jednoduchou strukturou stavby. Samozřejmě se mohou předvídat jak vodivé materiály tak také polovodičová vrstva v rozdílných konfiguracích a počtech.
Taková polovodičová součástka se může jako sluneční článek používat pro nejrůznější účely, buď pro velmi malé články například pro kapesní kalkulačky nebo také pro sluneční články na vytápění domů a pro rozsáhlá zařízení, kterými se zejména sluneční energie mění na elektrický proud.
U pyritu a kyzu železného se jako u v přírodě se vyskytující horniny jedná o nejrozšírenější sirník na světě, který například ve Španělsku existuje jako hydrotermálně vzniklá rudonosná oblast Jednotlivé krystaly pyritu mají barvu mosaze nebo malty a jsou velmi tvrdé; jejich tvrdost podle Mohse činí přibližně 6 až 6,5. Pyrit má termický součinitel roztažnosti při 90 až 300 K 4,5xlO'6K_1 a při 300 až 500 K 8,4xlO'6K''. Pyrit s chemickým složením FeS2 má elementární mřížku s 12 atomy a délku elementární mřížky přibližně 5,4185 Angstrómů. Typické základní tvary habitusu krystalů pyritu se vyskytují jako krychle, jako krychlový tvar, jako pětiúhelníkový dvanáctistěn nebo jako osmistěn. Další výhodou této polovodičové součástky je její šetrnost k životnímu prostředí.
0 ···· «ι·ι
000 000 0000
0 000 « · 000 0 · · ·
0 000 0 ·0 000 00«
00000 0 0·
000 «· *00 *· ··
-5Ve vztahu k způsobu působení vynálezeckého slunečního článku 10 se stanou podle všeobecně platných pravidel kvantové mechaniky účinnými pouze taková světelná kvanta, jejichž energie se rovná šířce zakázané zóny a nanejvýše se rovná rozdílu energie mezi spodní hranou valenčního pásma a horní hranou vodivého pásma. Množství vyrobených nosičů nábojů v polovodiči závisí mimo na energii a na počtu jednotek plošného obsahu vzárených fotonů, na absorpčním koeficientu a polovodiče. Pyrit má v porovnání s běžnými polovodičovými materiály velmi vysoký absorpční koeficient, dosahující u hlavice pásma pro vlnovou délku λ < Ιμιη absorpční koeficient α > 105 cm'1. Provedením polovodičové součástky jO podle vynálezu se tato vlastnost pyritu plně využila.
Na obrázku 2 je patrné rozštěpení energie Fe d-stavů v oktaedrickém Oh a znetvořeně oktaedrickém D3d ligandovém poli. Rozštěpením Fe d-stavů na obsazené t2g a neobsazené eg stavy se přitom vytváří mezera pásma základního polovodičového materiálu, přičemž mezera tohoto pásma činí až 0,7 eV nebo více. Valenční pásmo má šířku 0,8 eV nebo více a pod ním ležící skupina je oddělená mezerou dosahující rovněž přibližně 0,8 eV. Stavy nad vodivým pásmem mají svůj původ v Fe 4s a 4p stavech. V oblasti teorie molekulové dráhy se energetická mezera u pyritu vytváří rozštěpením 3dslavů železa na energeticky níže obsazené t2g- a neobsazené ep -stavy. Rozštěpení je způsobeno oktaedrickým ligandovým polem síry, které je lehce znetvořené a způsobuje zde však nepodstatné rozštěpení energetické hladiny.
Obrázek 3 opět ukazuje v příčném řezu schematické znázorněni vynálezecké polovodičové součástky 50, která je složená z horní vrstvy pyritu 5i, který vytváří polovodičový materiál 40, z vrstvy boru 52 a z vrstvy fosforu 53. Pyrit 5f je zde uspořádán na horní straně, na kterou dopadá působící ozáření sluncem nebo obdobné ozáření nejdříve. U tohoto uspořádání vrstev se podle vynálezu vytváří opět sloučení případně vestavba fosforu 53 a boru 52 se sousedícím, případně do sousedícího základního materiálu pyritu 5L Vodivé prvky mohou býti uspořádané tak, že se odpovídajícím Způsobem dotýkají vrstev 5i, 52, 53, což není blíže znázorněné • Φ «· φ φ φ · « φ * φ φ φφφ φφφ φ · φ· ··
-6φφ φφφφ • φ φ φ φ φφφ • · φ φ · · φ · φ · · ·» φφφφ φ · φ φ φφφφ φ φ φ φ φ φ φφ φφφ
Na rozdíl od na obrázku 3 do vrstev sestaveného polovodičového základního materiálu 40, mohou býti jedna nebo více vrstev boru a/nebo jedna nebo více vrstev fosforu uspořádané příčně v například jako monokrystal vyrobených terčících pyritu.
Polovodičové základní materiály 20 a 40 k těmto vynálezeckým slunečním článkům 10, 50 mohou býti vyrobené různými způsoby. Pyrit ve složení FeS2 se může získávat z přírodních zdrojů nebo se může synteticky vyrobit nebo pěstovat z železa a síry.
Při použití přírodních krystalů pyritu jako polovodičového základního materiálu 20, se musí tento pyrit, který má nettokoncentraci nosičů náboje přibližně 1015 cm 3, celkem známým způsobem několikrát pásmově čistit, aby dosáhl definovaný stupeň Čistoty 99,9 9%. Stejně tak je nutné opatřit slučovací případně dotovací materiály fosfor a bor rovněž nejvyšším stupněm Čistoty 99,9 9%, aby se z nich mohly vyrobit články nejvyšší kvality.
Pro umělou výrobu nebo pěstování základního polovodičového materiálu pyritu se í dají použít různé metody, přičemž jsou výchozí materiály již rovněž ošetření vícenásobným pásmovým čištěním, aby byla po jejich chemickém sloučení dosažena nejvyšší možná čistota.
Jako výrobní způsob se hodí mimo jiných transport v plynné fázi (CVT), při kterém by teplotní gradient pro vytváření sloučeniny železa a síry měl býti mezi 250° a 1200°C.
Používá-li se pyrit jako výchozí přírodní surovina, může na studenější straně kolísat teplota mezi 250° a 850°C. Jako transportní prostředek pro osázení síry v železe se například může použít brom (Br2, FeBrO nebo jiný materiál.
Řízená krystalizace probíhá například v roztoku polysulfidu sodného. Pyrit lze pěstovat z vyčištěných výchozích prvků železa a síry mimo ve standardních teplotních gradientech mezi 250° a 1200°C také v gradientu od 200° do 1400°C. Tato metoda CVT nabízí zvýšenou reprodukovatelnost při výrobě a mohou se jí získávat absolutně Čisté krystaly.
ft* ftftftft ·· ftftftft ftft ftft ft·· ·*· ftftftft ft * ftftft « · ftftft · ftft · • ft ««ftft ·· ·«· ··· ···· ftft ftft ftftft ftft ftftft ftft ··
-ΊPro dosažení velkých monokrystalických kousků pyritu se přednostně používá jako výrobní způsob rozpouštění tavením s tellurem, BrCl2, Na, S2 nebo podobnými materiály.
Další výrobní variantou pyritu je RF-naprašování. To se provádí v naprašovacím zařízení, ve kterém se terčík pyritu naprašuje argon-sírovou plazmou. Proud argonu dosahuje zpravidla 0,1 až 300 ml/min a síra se přidává odpařováním elementární síry. Při vylučování se dodržoval pracovní tlak 0,01 mbar nebo více nebo také méně. Použitý SelfBias-DC-Potential byl nastavený na 0 až 400 voltů. Teplota substrátu byla zvolená od 80° do 950°C. Tímto způsobem se v zásadě dá vyrábět také polykrystalická struktura.
Pro výrobu vynálezeckých polovodičových součástek ve tvaru tenkých vrstev se může používat nekongruentní materiálový systém. Je vhodné reaktivní naprašování pyritového terčíku, metoda MOCVD a Spray-pyrolýza. Mimoto se může metodou termického odpařování pomocí dopravního systému, který zanáší stále malá množství práškové směsi do horkého zdroje odpařování, zaručit, že se materiál vlivem vysoké teploty téměř zcela odpaří. Při tomto způsobu odpařování je předností, že se může J ovlivňovat stechometrie a možné dotování, protože se například může dotovací látka přidávat přímo k práškové směsi. Při sulfidování tenkých vrstev železa, ať už termicky nebo pomocí plazmy, je možné vycházet z velmi Čistých výchozích materiálů
Tloušťka aktivní vrstvy má velký vliv na účinnost slunečního článku. Pro odhad účinnosti a příslušných potřebných parametrů článků se dají stanovit mezní hodnoty.
Pro dotování nebo pro sloučeni polovodičového základního materiálu s fosforem nebo borem se tyto prvky používají přednostně v rozmezí od 10° do 20 hmotnostních procent základního materiálu. To záleží na požadovaných vlastnostech zhotovované polovodičové součástky.
Vynálezecká polovodičová součástka by se mohla vyrábět i jako t.z. tandemový článek. Zde by mohla například spolupůsobit dotovaná vrstva z pyritu a další P- nebo Nvrstva z jiného polovodičového krystalu, například z křemíku, z arsenidu gallia nebo z
ΒΒ ΒΒΒΒ ΒΒ ΒΒΒΒ ΒΒ ΒΒ • ΒΒ ΒΒΒ ΒΒΒΒ « Β ΒΒΒ Β « ΒΒΒ Β · · ·
ΒΒ Β » Β · ΒΒ ΒΒΒ ΒΒΒ «ΒΒΒΒ ♦ Β
ΒΒ ΒΒΒ ΒΒ ΒΒΒ Β· ΒΒ
-8jiného volitelného materiálu. Takovou polovodičovou součástkou by se mohlo dosáhnout maximální využití slunečního spektra, došlo-Ii by těmito rozdílnými polovodičovými základními materiály k zakrytí energetické mezery mezi 1,0 a 1,8 eV.
Podle obrázku 4 se mohou v rámci předloženého vynálezu používat i heteropřechody mezi rozdílnými polovodičovými materiály, jak je to již výše podrobně vysvětleno u prováděcího způsobu podle obrázku 3. Předpokladem však je, aby se u obou látek mřížkové konstanty a jejich tepelné koeficienty roztaživosti příliš od sebe nelišily. Příkladně by se mohl podle vynálezu P-polovodiě 31 z pyritu kombinovat s N-vodivým polovodičem 32 z jiného materiálu. Tímto heteropřechodem byla vyvolaná diskontinuita pásma, pomocí které se může novým způsobem působit na transport nosičů nábojů. S oběmi oddělenými polovodičovými materiály 31 a 32 jsou pásmové mezery EG, výstupní práce φ3 a elektronové afinity χ rozdílné.
Pro vytváření heteropřechodů jsou známé speciálně vyvinuté způsoby epitaxie, které se vzhledem k používaným polovodičovým základním materiálům také používají v předloženém vynálezu. Jednak existuje epitaxie proudu molekul (MBE) a jednak epitaxie z plynné fáze (MOCVD) ve formě odlučování z plynné fáze z kovoorganických sloučenin.
V tenkovrstvém slunečním článku s heteropřechodem sc zabudovává nebo dotuje fosfor a bor do povrchu polovodičového základního materiálu pyritu implantací iontů, která se provádí urychlovačem Částic. Přitom se dotovacím atomům po ionizaci uděluje vysoká energie a vstřeluji se do základního materiálu, ve kterém se zabrzdi po charakteristické hloubce vnikaní a v této zůstanou. V tomto implantačním procesu se značně poškodí mřížka polovodičového krystalu a musí se termickým ošetřením regenerovat. Přitom difundují implantované defekty a současně se zabudují do mřížky. Tím vznikají směsné profily z implantace iontů a difúze defektů
U způsobu epitaxie proudu molekul (MBE) se jedná o speciální napařovací způsob. Odpařovaný materiál se odpařuje ve vytápěných válcovitých trubkách s malým
ΦΦ I··· • * φ Φ·· φφ φφφφ φφ ·· φφφ φ φ φ · φ φ φφφ φ · · · φφ φφφφ φφ φφφ φφφ φφφφφφ φφ φφ φφφ >φ φφφ «φ φφ
-9otvorem na Čelní straně. Velikost otvoru a vytápěním nastavený tlak par v pecích určují transport materiálu k terčíku. Ultravysoké vakuum kontrolované hmotnostním analyzátorem a ochlazované clonící plechy dávají vzniknout velmi čistým vrstvám krystalů. Struktura těchto vrstev krystalů se může takzvanými měřeními RHEED (Reflected High Energy Electron Diffraction) kontrolovat quasi Online a jejich tloušťka vrstvy se může nastavit s přesností jedné vrstvu atomů regulací teploty a rychlými uzávěry.
Polovodičová součástka může u vícevrstvové struktury vykazovat až přibližně sto vrstev. Tak by bylo například myslitelné, že by polovodičová součástka podle obrázku 3 mohla býti sestavená z více než ze tří rozdílných vrstev, například by zde mohlo býti více vrstev z pyritu a případně také více vrstev z boru, případně fosforu.
Jako pyrit používaná polovodičová součástka se může -jak o tom byla již výše zmínka- vytvářet v rámci vynálezu ne jen jako jedno- nebo vícevrstvový sluneční Článek z pevné hmoty, ale také jako tenkovrstvý sluneční článek, jako MlS-sluneční článek, jako fotochemický Článek a podobně. 1
Průmyslová využitelnost
Velmi výhodně se používá polovodičová součástka podle vynálezu jako sluneční článek, protože jako takový dosahuje mimořádně vysokou účinnost. Samozřejmě by se mohla tato polovodičová součástka používat i pro jiné účely, například jako dioda, transistor, tyristor a podobně.
Polovodičová součástka podle vynálezu by mohla teoreticky fungovat i tehdy, kdyby se vyrobila vrstva pyritu a sloučenina s tímto na bázi boru (B) a fosforu (P).

Claims (18)

1. Polovodičová součástka, zejména sluneční článek, s aspoň jedním z mono- nebo polykrystalické struktury tvořeným základním materiálem (20,40), který je aspoň částečně tvořen pyritem s chemickým složením FeS2 a který je pro dosažení definovaného stupně čistoty vyčištěn, vyznačující se tím, že aspoň částečně z pyritu v chemickém složení FeS2 vytvořený polovodičový základní materiál (20,40) je sloučen nebo dotován s borem (52) a/nebo s fosforem (53).
2. Polovodičová součástka podle nároku 1,vyznačující se tím, že polovodičový základní materiál FeS2 je sloučen nebo dotován s borem (B) a s fosforem (P).
3. Polovodičová součástka podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m , že polovodičový základní materiál (40) je složen z minimálně jedné vrstvy pyritu (51), minimálně jedné vrstvy boru (52) a minimálně jedné vrstvy fosforu (53). J
4. Polovodičová součástka podle nároku 1,vyznačující se tím, že u vícevrstvového polovodičového základního materiálu se předvídá minimálně jedna P- nebo N-vrstva z pyritu (31) a minimálně jedna N- nebo P-vrstva z jiného polovodiče (32).
5. Polovodičová součástka podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se t í m , že koncentrace do polovodičového základního materiálu (20, 40) zabudovaných prvků leží vždy mezi 10'6 a 20 hmotnostními procenty.
6. Polovodičová součástka podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se t í m, že polovodičová součástka je provedená jako jednovrstvý nebo vícevrstvový sluneční článek, jako tenkovrstvý sluneční článek, jako MIS sluneční článek, jako fotochemický článek nebo obdobný.
·· ···· »· ··«· ·· ·· • · · «»· ···· • · ··· · · ··· · · · · • · *··« · · ··· ··« ·*···· · · • a ··· ·· ··· ·· ··
-117. Polovodičová součástka podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se t í m, že pyrit má součinitel roztažnosti při 90 až 300 Κ 4,5xlO‘6K'1 a při 300 až 500 K 8,4xl0V.
8. Polovodičová součástka podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se t i m, že chemické složení FeS2 vykazující pyrit má elementární mřížku z 12 atomů a délku elementární mřížky přibližně 5,4185 Angstróm, přičemž základní tvary habitusu krystalu pyritu se vyskytují jako krychle, jako krychlový tvar, jako pentagondodekaeder nebo jako octaeder.
9. Polovodičová součástka podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se t í m , že z pyritu vytvořený polovodičový základní materiál je vícenásobně pásmově čištěn a má přednostně stupeň čistoty 99,9Ú%
10. Polovodičová součástka podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se t í m , že polovodičová součástka vykazuje při vícevrstvové struktuře až přibližně f sto vrstev.
11. Způsob výroby polovodičové součástky, zejména slunečního Článku podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se t i m , že se pro polovodičový základní materiál používá buď v přírodě se vyskytující nebo z železa a síry synteticky vyrobený pyrit v chemickém složení FeS2, který je sloučen nebo dotován minimálně s borem (52) a/nebo fosforem (53).
12. Způsob podle nároku 11, vyznačuj í cí se t í m , že pyrit nebo výchozí materiály železo a síra při synteticky vyrobeném pyritu, jsou pásmově čištěné pro dosaženi vysokého stupně čistoty 99,9 9%
13. Způsob podle nároku 11, vyznačující se t i m , že pyrit se vyrábí hydrotermální metodou, mokrou chemickou metodou (CVT).
• 4 4444 «4 *4#4 «· ··
4 4 4 «44 4444
4 · 444 4 4 444 4 4 4 4
4 4444 44444 444
44*44# 44
44 444 4* 444 44 44
-1214
Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím,že pyrit se vyrábí tellurovou, NaS2 nebo FeCI2 tavnou metodou.
15. Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím,že pyrit se vyrábí nebo dotuje metodou transportu plynné fáze.
16. Způsob podle nároku 15, vyznačuj í cí se t í m, že se při transportu plynné fáze používá transportní prostředek Br2.
17. Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím,že výroba pyritu se provádí sulfídací v plazmě, termickou sulfidací, způsobem MOCVD, reaktivním naprašováním, spray-pyrolysou nebo jiným způsobem.
18. Způsob podle nároku 11, vyznačuj í cí se t í m, že bor a/nebo fosfor se spojuje nebo dotuje se základním materiálem pyritem epitaxiálním způsobem.
19. Způsob podle nároku 11, v y zn a č uj í c í se t í m , že bor a/nebo fosfor se spojuje nebo dotuje se základním pyritovým materiálem způsobem implantace iontů.
20. Způsob podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že bor a/nebo fosfor se před slučováním s pyritem vyčistí na stupeň čistoty 99,9 9%.
CZ0150499A 1998-04-29 1998-10-23 Polovodicová soucástka, zejména slunecní clánek azpusob jeho výroby CZ298589B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98810382A EP0954033A1 (de) 1998-04-29 1998-04-29 Halbleiterbauelement, insbesondere eine Solarzelle, mit einer Schicht aus Pyrit, sowie Verfahren zu dessen Herstellung
PCT/CH1998/000455 WO1999056325A1 (de) 1998-04-29 1998-10-23 Halbleiterbauelement, insbesondere eine solarzelle, sowie verfahren zu dessen herstellung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ150499A3 true CZ150499A3 (cs) 2000-05-17
CZ298589B6 CZ298589B6 (cs) 2007-11-14

Family

ID=8236060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0150499A CZ298589B6 (cs) 1998-04-29 1998-10-23 Polovodicová soucástka, zejména slunecní clánek azpusob jeho výroby

Country Status (26)

Country Link
US (1) US6635942B2 (cs)
EP (2) EP0954033A1 (cs)
JP (1) JP3874429B2 (cs)
KR (1) KR100613524B1 (cs)
CN (1) CN1218405C (cs)
AR (1) AR019111A1 (cs)
AT (1) ATE287576T1 (cs)
AU (1) AU756671B2 (cs)
BG (1) BG64069B1 (cs)
BR (1) BR9808074B1 (cs)
CA (1) CA2275298C (cs)
CZ (1) CZ298589B6 (cs)
DE (1) DE59812504D1 (cs)
DK (1) DK1032949T3 (cs)
ES (1) ES2239406T3 (cs)
HU (1) HU227655B1 (cs)
IL (1) IL131534A (cs)
MY (1) MY124379A (cs)
NO (1) NO993552L (cs)
NZ (1) NZ336848A (cs)
PL (1) PL192742B1 (cs)
PT (1) PT1032949E (cs)
RU (1) RU2219620C2 (cs)
TR (1) TR199903266T1 (cs)
TW (1) TW434915B (cs)
WO (1) WO1999056325A1 (cs)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300375C (zh) * 2004-12-07 2007-02-14 浙江大学 电沉积氧化及热硫化合成二硫化铁薄膜的方法
JP4938314B2 (ja) * 2006-01-16 2012-05-23 シャープ株式会社 光電変換装置および半導体接合素子の製造方法
US8093684B2 (en) * 2006-01-16 2012-01-10 Sharp Kabushiki Kaisha Iron sulfide semiconductor doped with Mg or Zn, junction devices and photoelectric converter comprising same
US20110240108A1 (en) 2010-04-02 2011-10-06 Matt Law Method To Synthesize Colloidal Iron Pyrite (FeS2) Nanocrystals And Fabricate Iron Pyrite Thin Film Solar Cells
US10680125B2 (en) * 2011-11-15 2020-06-09 Nutech Ventures Iron pyrite nanocrystals
JP5377732B2 (ja) * 2012-09-14 2013-12-25 シャープ株式会社 半導体、p型半導体、半導体接合素子、pn接合素子、および光電変換装置
US10790144B2 (en) 2013-06-24 2020-09-29 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Method to produce pyrite
US9705012B2 (en) * 2014-03-18 2017-07-11 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Method of passivating an iron disulfide surface via encapsulation in zinc sulfide
US10181598B2 (en) 2015-01-05 2019-01-15 University Of Florida Resarch Foundation, Inc. Lithium ion battery cathodes, methods of making, and methods of use thereof
CN105140338B (zh) * 2015-07-29 2017-07-04 云南师范大学 一种低成本FeS2薄膜太阳电池的制备方法
EP3418719A1 (en) 2017-06-23 2018-12-26 Cellix Limited System and method for improved identification of particles or cells
EP3418717A1 (en) 2017-06-23 2018-12-26 Cellix Limited A microfluidic apparatus for separation of particulates in a fluid
EP3418721A1 (en) 2017-06-23 2018-12-26 Cellix Limited A microfluidic chip

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3852563A (en) * 1974-02-01 1974-12-03 Hewlett Packard Co Thermal printing head
US4131486A (en) * 1977-01-19 1978-12-26 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Back wall solar cell
US4710786A (en) * 1978-03-16 1987-12-01 Ovshinsky Stanford R Wide band gap semiconductor alloy material
JPS59115574A (ja) * 1982-12-23 1984-07-04 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光電変換装置作製方法
US4589918A (en) * 1984-03-28 1986-05-20 National Research Institute For Metals Thermal shock resistant thermoelectric material
CA1265922A (en) * 1984-07-27 1990-02-20 Helmut Tributsch Photoactive pyrite layer and process for making and using same
DE3526910A1 (de) * 1984-07-27 1986-02-13 Hahn-Meitner-Institut für Kernforschung Berlin GmbH, 1000 Berlin Photoaktive pyritschicht, verfahren zu deren herstellung und verwendung derartiger pyritschichten
US4766471A (en) * 1986-01-23 1988-08-23 Energy Conversion Devices, Inc. Thin film electro-optical devices
FR2694451B1 (fr) * 1992-07-29 1994-09-30 Asulab Sa Cellule photovoltaïque.
CA2110097C (en) * 1992-11-30 2002-07-09 Soichiro Kawakami Secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP3874429B2 (ja) 2007-01-31
KR20000070571A (ko) 2000-11-25
DK1032949T3 (da) 2005-05-23
AU756671B2 (en) 2003-01-23
US20030107099A1 (en) 2003-06-12
CN1218405C (zh) 2005-09-07
KR100613524B1 (ko) 2006-08-16
US6635942B2 (en) 2003-10-21
BG64069B1 (bg) 2003-11-28
EP1032949A1 (de) 2000-09-06
PL337092A1 (en) 2000-07-31
NZ336848A (en) 2001-10-26
BR9808074B1 (pt) 2010-02-09
EP1032949B1 (de) 2005-01-19
HU227655B1 (en) 2011-10-28
AU9527598A (en) 1999-11-16
EP0954033A1 (de) 1999-11-03
TW434915B (en) 2001-05-16
WO1999056325A1 (de) 1999-11-04
PL192742B1 (pl) 2006-12-29
HUP0004391A3 (en) 2004-01-28
RU2219620C2 (ru) 2003-12-20
IL131534A0 (en) 2001-01-28
ATE287576T1 (de) 2005-02-15
NO993552L (no) 1999-11-04
HUP0004391A2 (en) 2001-03-28
TR199903266T1 (xx) 2002-01-21
AR019111A1 (es) 2001-12-26
PT1032949E (pt) 2005-06-30
MY124379A (en) 2006-06-30
JP2002516651A (ja) 2002-06-04
DE59812504D1 (de) 2005-02-24
BG103706A (bg) 2000-05-31
IL131534A (en) 2004-06-01
CZ298589B6 (cs) 2007-11-14
CA2275298A1 (en) 1999-10-29
NO993552D0 (no) 1999-07-20
CA2275298C (en) 2005-07-19
CN1253665A (zh) 2000-05-17
BR9808074C2 (pt) 2000-09-05
ES2239406T3 (es) 2005-09-16
BR9808074A (pt) 2000-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baby et al. The effect of in-situ and post deposition annealing towards the structural optimization studies of RF sputtered SnS and Sn2S3 thin films for solar cell application
EP1255305A2 (en) Method of producing Cu (In, Ga) (Se,S)2 semiconductor film
CZ150499A3 (cs) Polovodičová součástka, zejména sluneční článek a způsob jeho výroby
Choi et al. Tuning the electronic band structure and optoelectrical characteristics of ALD-grown Zn (O, S) buffer layers for SnS solar cells
WO2011087753A1 (en) Photovoltaic device comprising compositionally graded intrinsic photoactive layer
Yamaguchi et al. Thin films of CuInSe2 produced by RF sputtering with intentional oxygen doping
Öztaş et al. Effect of Zn: Se ratio on the properties of sprayed ZnSe thin films
Siebentritt Shallow defects in the wide gap chalcopyrite CuGaSe2
Kauk-Kuusik et al. Nano-scale sulfurization of the Cu 2 ZnSnSe 4 crystal surface for photovoltaic applications
Meng et al. Growth of Zn1− xMgxO films with single wurtzite structure by MOCVD process and their application to Cu (InGa)(SSe) 2 solar cells
Boiko et al. Thermal oxidation of CuInSe2: experiment and physico-chemical model
Summers et al. Molecular beam epitaxial growth of CdTe, HgTe, and Hg1− x Cd x Te alloys
Shimpi et al. Co-Sublimated Polycrystalline Cd 1-x Zn x Te Films for Multi-junction Solar Cells
Wei et al. The effect of Ag incorporation on the phase stability, crystallinity and band structure on the (Cu, Ag) 2ZnSn (S, Se) 4 kesterite solar cells
Liyanage Improving Performance in Cadmium Telluride Solar Cells: From Fabrication to Understanding the Pathway Towards 25% Efficiency
Bloss et al. Polycrystalline II-IV-related thin film solar cells
Jang Bandgap Engineering and Doping in ZnCdO Thin Films
He et al. Structural and optical characterization of RF reactively sputtered CuInS2 thin films
Fukuzawa et al. Characterization of β-FeSi 2 films as a novel solar cell semiconductor
Kwatra et al. Fabrication of CZTS thin films based solar cells using vacuum deposition techniques: a status review
RAMIREZ SANCHEZ OPTOELECTRONIC PROPERTIES OF CU (IN, GA) SE2 SINGLE CRYSTALS WITH ALKALI POSTDEPOSITION TREATMENTS
MXPA99008281A (en) Semiconductor element, especially a solar cell, and method for the production thereof
Contreras et al. Thin-film polycrystalline Ga 1− x In x Sb materials
Plyatsko et al. Narrow gap IV–VI thin films produced by quasi-continuous-wave CO2-laser-induced evaporation
KHEMIRI Compendium of Publications

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20161023