Последние успехи, достигнутые в области промышленного производства фотоэлектрических преобразователей, страница 3

Для проведения термических операций в производстве ФЭП все большее применение находят печи с быстрой термической обработкой (RTP печи). В RTP печах тепло от источника передается излучением. В качестве источника тепла используются оптические лампы с коротковолновым диапазоном излучения, имеющие пик в области 0,2-1,0 мкм. При обработке в RTP печах  кремниевых пластин, избирательно поглощающих излучение, происходит их нагрев, в то время как окружающие детали оборудования остаются относительно холодными. Обычная скорость обработки в RTP печах составляет 50-300 °С/сек. Диффузия примеси при формировании эмиттера в RTP печи осуществляется за очень короткое время - менее 1 мин. В результате образуются p-n переходы с глубиной залегания 0,15-0,25 мкм. Такие неглубокие переходы обычно реагируют в диапазоне 420-460 нм, если фронтальная поверхность элемента достаточна пассивирована. Хорошие результаты были получены с двукратным осаждением легирующего вещества с двумя различными концентрациями фосфора и одним отжигом в RTP печи. При этом высоколегированная область имела концентрацию фосфора 10²⁰ атомов/см³, а низколегированная область – 3х10⁹ атомов/см³ [3]. Такой излучатель прекрасно подходит для трафаретной металлизации при экономически эффективном производстве солнечных элементов

Лучшие результаты по эффективности ФЭП из монокристаллического и поликристаллического кремния, полученные с использованием селективного эмиттера, отжига в RTP печи и металлизацией контактов трафаретной печатью, приведены в таблице 2.

Таблица 2 Характеристики солнечных элементов из монокристаллического и поликристаллического кремния площадью 100см² [3].

Оптимизация процессов, связанных с пассивацией поверхности – одно из направлений  развития технологии получения высокоэффективных элементов. Как известно, кремниевые пластины чувствительны к высоким температурам при сухом окислении в печи, поэтому поверхность элементов может пассивироваться посредством осаждения оксидов из газовой фазы при более низких температурах. Отличная пассивация фронтальной поверхности получается путем применения просветляющего покрытия PECVD³ – SiN_х с одновременным отжигом металлического контакта.

Перечисленные выше совершенствования технологии трафаретной печати: просветляющее покрытие Si₃N₄, текстурирование поверхности подложки, одноэтапное селективное легирование позволили получить показатели эффективности ФЭП[3]:

-  16,3-16,8% для поликристаллического кремния,

-  17,9-18% для монокристаллического кремния

Совершенствование элементов со скрытым контактом. Совершенствование технологии элементов со скрытыми контактами было направлено на создание структуры с контактами p и n типа на задней стороне пластины. Благодаря новой структуре повышается уровень автоматизации сборки модуля и уменьшается затенение фронтальной поверхности. В настоящее время разработаны 2 новые структуры фотоэлектрических преобразователей под названиями:

1)  FMWT – фронтальная металлизация через отверстие,

2)  MWA – металлизация через края пластин.

В новых структурах электрические шины расположены на тыльной стороне, а узкие полоски контактной сетки остаются с фронтальной стороны пластины и соединяются с шинами через отверстия 1) или металлизированные края пластин 2). ФЭП, имеющие структуры типа FMWT и MWA имеют параметры аналогичные параметрам стандартных ФЭП с возможностью увеличения фактора заполнения. В таблице 3 представлены лучшие результаты солнечных элементов со структурами FMWT и MWA [5].

Таблица 3 Параметры солнечных элементов с задним контактом площадью 100мм²