DE2901954C2 - Verfahren zur Herstellung einer photovoltaischen Zelle - Google Patents

Description

— daß die Cadmiumsulfidschicht als Doppelschicht (3,4) gebildet wird,

— daß die eine Schicht (3) der Doppelschicht bei einer ersten Temperatur {Ti) von 200 bis 550⁰C abgelagert wird,

— daß die andere Schicht (4) der Doppelschicht bei einer zweiten Temperatur (T₂), die mindestens 20⁰C bis etwa 100⁰C unter der ersten Temperatur (Ti) liegt, abgelagert wird und

— daß dkl andere Schicht (4) mit der Sperrschicht (5) den Heteroübergang (6) bildeL

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerung der anderen Cadmiumsulfidschicht (4) bei einer zweiten Temperatur (T₂) von etwa 30⁰C bis 60⁰C unter der ersten Temperatur (Ti), bei der die eine Cadmiumsulfidschicht (3) abgelagert wird, vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Cadmiumsulfidschicht (4) bei einer zweiten Temperatur (T₂) abgelagert wird, die etwa 50⁰C unter der ersten Temperatur (Ti) liegt, bei der die eine CadmKimsuIfioschicht (3) abgelagert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Cadmiumsulfidschicht (4) bei einer zweiten Temperatur (T₂) von etwa 200 bis 450° C und die eine Cadmiumsulfidschicht (3) bei einer ersten Temperatur (Ti) von etwa 300 bis 500° C abgelagert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf dem Substrat zunächst die Cadmiumsulfidschicht und anschließend die Sperrschicht abgelagert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die eine Schicht (3) der Cadmiumsulfid-Doppelschicht (3, 4) auf dem Substrat (1) und anschließend die andere Schicht (4) der Cadmiumsulfid-Doppelschicht auf der einen Schicht (3) abgelagert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Sperrschicht (5) auf dem Substrat (1), dann die andere Schicht (4) der Cadmiumsulfid-Doppelschicht (3, 4) auf der Sperrschicht (5) und schließlich die eine Schicht (3) der Cadmiumsuifid-Doppelschicht auf der anderen Schicht (4) abgelagert werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer photovoltaischen Zelle, bei dem auf einem elektrisch leitfähigen Substrat ein HeteroÜbergang zwischen einer Sperrschicht aus einem ersten Halbleitermaterial und einer bei erhöhter Temperatur abgelagerten Cadmiumsulfidschicht gebildet wird.

Cadmiumsulfid enthaltende photovoltaische Zellen sind bekannt Die US-PS 28 20 841 beschreibt eine typische, Cadmiumsulfid enthaltende photovoltaische Zelle. Im allgemeinen enthalten die Cadmiumsulfid-Zellen eine Schicht aus polykristallinem Cadmiumsulfid und eine photovoltaische Sperrschicht aus einem Metall-Chalcogenid der Gruppe 1B des periodischen Systems der Elemente in physikalischem Kontakt eirtlang eines wesentlichen Grenzflächenbereiches. Die Zeile enthält weiterhin Elektroden, die mit den Schichten verbunden sind. Der Grenzflächenkontakt zwischen der Cadmiumsulfidschicht und der Sperrschicht, gewöhnlich Kupfersulfid, ist als photovoltaischer Übergang wirksam. Es wird angenommen, daß dieser Obergang ein Übergang vom P-N-Typ ist und daß der Mechanismus der photovohaisehen Stromerzeugung die Bildung von Elektron-Loch-Paaren in der Cadmiumsulfidschicht als Reaktion auf einfallende Strahlung mit absorbierbaren Wellenlängen umfaßt. Die Ladungsträger diffundieren über den Übergang, wobei sie eine Potentialdifferenz hervorbringen, weiche wiederum bewirkt, daß ein elektrischer Strom in einem äußeren Stromkreis fließt Der Umwandlungswirkungsgrad der Zellen hängt u. a. von den elektrischen und optischen Eigenschaften der Cadmiumsulfidschicht und der Sperrschicht ab.

Aus der US-PS 28 20 841 ist bekannt daß der spezifische Widerstand der Cadmiumsulfidschicht durch Dotierung mit Indium oder Gallium vermindert werden kann, wodurch die Sihicht dunkler wird, was sie im roten Ende des Spektrums stärker lichtabsorbierend macht. Auf diese Weise wird die Leistungsfähigkeit der Zelle erhöht. Vorzugsweise ist das Dotiermittel als Film auf die Cadmiumsulfidschicht aufgebracht. Wenn die Zelle zur Aktivierung des Übergangs mit Wärme behandelt wird, vermischen sich das Dotiermittel und das Cadmiumsulfid. Präzise Überwachung der Dauer und der Temperatur der Aktivierungsstufe ist kritisch, um die Zerstörung des Übergangs durch Vermischen der Sperrschicht und der Cadmiumsulfidschicht oder durch Diffusion von zuviel des Dotiermittels zu vermeiden.
In der US-PS 38 80 633 wird ein Verfahren der eingangs genannten Art beschrieben. Gemäß diesem Verfahren wird auf Glas eine Zinnoxid-Schicht als Elektrode aufgebracht. Nachdem die Elektrode gebildet ist, wird über die Zinnoxid-Elektrode eine Lösung von Cadmiumchlorid und Ν,Ν-Dimethylthioharnstoff oder Thioharnstoff in Wasser, dotiert mit Aluminiumchlorid, gesprüht.

Die in den US-PS 28 20 841 und 38 80 633 beschriebenen Verfahren liefern Zellen mit verbessertem Wirkungsgrad. Der Zefienwirkungsgrad, d. h. das Verhältnis von elektrischer Ausgangsenergie zur aufgenommenen Solarenergie, wurde auf etwa 5% verbessert. Wenn jedoch Solarzellen für eine Produktion von Energie im großen Maßstab verwendet werden sollen, sind Flächen solcher Zellen gemessen in km² erforderlich. Auf dieser Basis hängt die ökonomische Ausführbarkeit von Solarzellsystemen in großem Maßstab von der fortgesetzten Entwicklung von leistungsfähigeren Zellen ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren derart weiterzubilden, daß der Wirkungsgrad der photovoltaischen Zelle erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Cadmiumsulfidschicht als Doppelschicht gebildet wird, daß die eine Schicht der Doppelschicht bei einer ersten Temperatur von 200 bis 550°C abgelagert wird, daß die andere Schicht der Doppelschicht bei einer zweiten Temperatur, die mindestens 2O⁰C bis etwa 100⁰C unter der ersten Temperatur liegt, abgelagert

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wird, und daß die andere Schicht mit der Sperrschicht den HeteroÜbergang bildet.

Bei einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten photovoltaischen Zelle ist insbesondere die Leerlaufspannung höher als bei mit bekannten Verfahren hergestellten Zellen.

Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform einer photovoltaischen Zelle und

Fig.2 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer photovoltaischen Zelle.

Es wurde gefunden, daß der Wirkungsgrad einer Cadmiumsulfid enthaltenden photovoltaischen Zelle durch Bildung einer Doppelschicht, die zwei Cadmiumsulfidschichten enthält, signifikant verbessert werden kann, wenn die endgültige Cadmiumsulfidschicht in Grenzflächenkontakt mit einer Sperrschicht bei einer Temperatür abgelagert wird, die mindestens etwa 20⁰C unter der Ablagerungstemperatur der ersten Cadmiumsuifidschicht liegt

Die photovoltaische Zelle umfaßt daher eine Cadmiumsulfid enthaltende Doppelschicht, die durch die Ablagerung von zwei Schichten von Cadmiumsulfid gebildet wird, wobei die zweite Schicht von Cadmiumsulfid bei einer niedrigeren Temperatur abgelagert wird. Die speziellen Gründe für den verbesserten Wirkungsgrad einer eine Cadmiumsulfid-Doppelschicht enthaltenden photovoltaischen Zelle sind nicht bekannt Es wird angenommen, daß die untere Cadmiumsulfidschicht die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Cadmiumsulfid-Durchdringung durch die Sperrschicht bewirkt, und daß die Differenz in der Ablagerungstemperalur der beiden Cadmium enthaltenden Schichten besonders wirksame kristalline Strukturen bewirkt. Insbesondere wurde beobachtet, daß die Geschwindigkeit der Bildung von Kristallisationskernen von Cadmiumsulfidkristallen zunimmt, wenn die Ablagerungstemperatur ansteigt Daher enthält die anfängliche Schicht der Cadmium enthaltenden Doppelschicht, die bei der höheren Temperatur abgelagert wird, Cadmiumsulfid-Mikrokristalle mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 0,02 μπι bis etwa 0,1 μπι. Die zweite Schicht von Cadmiumsulfid, die bei der tieferen Temperatur abgelagert wird, enthält Cadmiumsulfid-Kristalle, die einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 0,1 μπι bis etwa 0,5 μπι aufweisen.

Cadmiumsulfid enthaltende photovoltaische Zellen bestehen im allgemeinen aus einer laminierten, zusammengesetzten Struktur mit 5 planaren Schichten von im wesentlichen gleicher Ausdehnung. Die 5 Schichten sind

1. ein Substrat,

2. eine Elektrode,

3. eine Cadmiumsulfidschicht,

4. eine Sperrschicht und

5. eine Elektrode.

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Die Cadmiumsulfidschicht wurde so modifiziert, daß sie zwei miteinander vermischte Schichten von Cadmiumsulfid, die bei verschiedenen Temperaturen hergestellt werden, umfaßt. Wie hierin erläutert, werden diese beiden Cadmiumsulfid-Schichten zusammen als die »Doppelschicht« bezeichnet. Die beiden Teile der Doppelschicht können verschiedene Dicke besitzen und verschiedene chemische Zusammensetzungen aufweisen.

Zum Beispiel kann eine Aluminium enthaltende Verbindung der Cadmiumsulfidschicht, die in Grenzflächenkontakt mit der Sperrschicht abgelagert wurde, zugesetzt werden, wie in der US-PS 38 80 633 beschrieben.

In F i g. 1 ist eine erste Ausführungsform einer unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten photovoltaischen Zelle im Querschnitt dargestellt Die Dicken-Dimensionen der Schichten sind zu Erläuterungszwecken stark übertrieben dargestellt

Die Bezugszahl 1 bezieht sich auf die unterste Schicht die ein Trägersubstrat ist und z. B. aus einer Glaspiatte besteht Das Substrat wird durch Behandlung von mindestens einer Oberfläche mit einer chemisch inerten Substanz unter Bildung einer Elektrode 2 elektrisch leitfähig gemacht Die Elektrode muß chemisch inert sein, hohen Temperaturen widerstehen und gegenüber jenen Wellenlängen, gegenüber denen der photovoltaische Obergang empfindlich ist, transparent sein, wenn die Elektrode zwischen der Cadmium-Doppelschicht und der Quelle, der einfallenden Strahlung orientiert ist Zinn-IV-oxid, Cadmium-Oxid und In-.vam-Oxid sind geeignete Materialien, wobei Zinn-IV-öxid bevorzugt ist Leitfähiges Glas, das an einer Oberfläche Zinn-IV-Oxid enthält, ist handelsüblich erhältlich. Die Zinn-IV-oxid-Schicht wird dadurch abgelagert, daß man eine Lösung von Zin^-II-chlorid-Pentahydrat und Formaldehyd auf ein Glassubstrat, daß auf etwa 500⁰C erhitzt wurde, sprüht Die Dicke der Elektrode wird dadurch bestimmt, daß man seine Indifferenzfarbe während des Sprühverfahrens beobachtet Das Sprühen wird gestoppt, wenn rot 4. Ordnung (etwa 540 mm) erreicht ist Der Widerstand eines solchen Films beträgt etwa 50 Ohm/Quadrat

In F i g. 1 ist die Zelle so orientiert, daß die Elektrode 2 in innigem physikalischem Kontakt mit der unteren anfänglichen Cadmiumsulfidschicht 3 der Doppelschicht von Cadmiumsulfid ist Die anfängliche Cadrniumsülfidschicht 3 besteht aus einem sehr dünnen, z. B. 0,2 bis 10 μπι dicken Film. Die Schicht besitzt mit der Elektrode 2 im wesentlichen gleiche Ausdehnung. Bei der Herstellung der Zelle wird die Cadmiumsulfidschicht 3 durch Sprünpyrolyse einer Lösung von Cadmiumsulfid abgelagert, eine Methode, die in der Technik gut bekannt ist Die genaue Temperatur der Ablagerung ist nicht kritisch; sie liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 200⁰C bis etwa 550⁰C, vorzugsweise von etwa 350" bis etwa 500⁰C. Gemäß der in Fi g. 1 dargestellten Ausführungsform wird eine zweite Cadmiumsulfidschicht 4 über der anfänglichen Cadmiumsulfidschicht 3 abgelagert, um eine Doppelschicht von Cadmiumsulfid zu bilden. Die Cadmiumsulfidschicht 4 wird ebenfalls durch Sprühpyrolyse bei einer Temperatur von etwa 200 bis etwa 450⁰C, vorzugsweise von etwa 300 bis 450⁰C, abge'age: t -und besteht aus einem dünnen polykristallinen Film. Zur Erzielung einer Zelle mit verbessertem Wirkungsgrad, wird die Cadmiumsulfidschicht 4 bei einer Temperatur abgelagert, die mindestens etwa 20 bis 100⁰C unter der Ablagerungstemperatur der anfänglichen Cadmiumsulfidschicht 3 liegt. Vorzugsweise liegt die Differenz der Ablagerungstemperatur im Bereich von etwa 30 bis etwa 60°C und beträgt insbesondere etwa 50° C.

Eine der Cadmiumsulfidschichten 3 oder 4 kann dotiert sein, vorzugsweise mit Aluminium. Wie in den US-PS 28 20 841 und λ8 80 633 erläutert, dienen die Dotier-Mittel dazu, den spezifischen Widerstand der Cadmiumsulfidschicht zu reduzieren, wodurch der Wirkungsgrad der Zelle verbessert wird. Zusätzlich wirkt

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das Dotier-Mittel als Verunreinigung, wodurch die Geschwindigkeit der Bildung von Cadmiumsulfid-Kristallisationskernen erhöht wird. Daher wird, wenn die anfängliche, bei hoher Temperatur abgelagerte Cadmiumsulfidschicht 3 dotiert wird, angenommen, daß die Geschwindigkeit der Bildung von Kristallisationskernen relativ zu der zweiten, bei tiefer Temperatur abgelagerten Schicht 4 durch die Effekte von sowohl der höheren Temperatur als auch der Verunreinigung erhöht wird. So liegen die Mikrokristalle von Cadmiumsulfid in der anfänglichen Schicht 3, die ein Dotier-Mittel enthält, im Bereich von etwa 0,01 μπι bis 0,05 μίτι.

Die Reinheit der Cadmiumsulfidschicht 4 sollte relativ hoch sein, jedoch hängt die genaue Reinheit von der beabsichtigten Anwendung der Zelle ab. Die normale Farbe von polykristallinen! Cadmiumsulfid hoher Reinheit ist kanariengelb und es werden Wellenlängen unter 520 nm absorbiert.

Zur Vervollständigung des photovoltaischen Übergangs wird die Cadmiumsulfid-Doppeischichi mii einem mikroskopisch dünnen Film von etwa 0,01 bis 0,1 μπι Dicke eines Sperrschichtmaterials, umfassend einwertige Kationen eines Metalls der Gruppe IB des Periodischen Systems der Elemente, d. h. Kupfer, Silber oder Gold, mit im wesentlichen gleicher Ausdehnung versehen. Vorzugsweise ist die Sperrschicht 5 aus einer Kupfer-I-Verbindung, wie Kupferoxid oder Kupfersulfid zusammengesetzt. Die spezifische Dicke dieser Schicht ist im allgemeinen nicht kritisch. Wenn jedoch die einfallende Strahlung die Sperrschicht passiert, bevor sie den Übergang erreicht, muß sie dünn genug sein, daß sie nicht die optische Absorption durch die Verarmungszone nahe der Doppelschicht stört. In F i g. 1 ist die Zelle so orientiert, daß einfallende Strahlung zu der Doppelschicht Zugang hat, bevor sie die Sperrschicht passiert. So ist die in Fig. 1 dargestellte Zelle gegenüber der Dicke der Sperrschicht nicht besonders empfindlich. Die Grenzfläche β der Sⁿerrschicht 5 und der Do^nr*elschicht, die aus den beiden Cadmiumsulfidschichten 3 und 4 besteht, bildet den photovoltaischen Übergang. Die Oberflächen 7 und 8 der Schichten 5 bzw. 3 sind charakteristisch als die »äußeren« Oberflächen bekannt. Mindestens eine der Oberflächen 7 und 8 muß geeignet sein, um der photowirksamen Strahlung ausgesetzt werden zu können, welche wiederum zu der Doppelschicht durch Schicht 3 und nachfolgend Schicht 4 Zugang hat. Ungeachtet der Richtung der einfallenden Strahlung muß die Verarmungszone dick genug sein, um im wesentlichen alle photowirksame Strahlung unter Ladungsträgerbildung zu absorbieren. Die abschließende oberste Schicht 9 der in F i g. 1 dargestellten Zelle ist eine Elektrode, vorzugsweise aus einem Material, das in der Lage ist, ohmschen oder nicht-rektifizierenden Kontakt mit der Sperrschicht herzustellen, wie z. B. Indium oder Gallium. Die Dicke der Schicht 9 ist nicht kritisch.

Die in F i g. 1 beschriebene und dargestellte Zelle umfaßt die wesentlichen Elemente einer wirksamen photovoltaischen Zelle. Eine andere Ausführungsform ist in F i g. 2 dargestellt. Die in F i g. 2 dargestellte Zelle umfaßt die gleichen wesentlichen Elemente (bezeichnet durch die gleichen Bezugszahlen) wie die in F i g. 1 dargestellte Zelle. Jedoch veranschaulicht die in F i g. 2 dargestellte Zeile, die eine Sperrschicht 5 und die die Schichten 3 und 4 enthaltende Doppelschicht in umgekehrter Reihenfolge in bezug auf das Substrat 1 enthält, daß die Schichten zur Bildung einer wirksamen Zelle in anderer Reihenfolge angeordnet sein können. Zusätzlich ist die in F i g. 2 dargestellte Zelle mit Leitungskabeln 10 und 11, die an den Elektroden angeordnet sind, ausgestattet, um einen geeigneten elektrischen Stromkreis zu vervollständigen.

Als allgemeine Richtschnur bei der Herstellung einer Zelle, wie sie in den F i g. 1 und 2 dargestellt wird, wird das kontinuierliche Verfahren, das in der US-PS 38 80 633 beschrieben wird, welches eine Fioatglasplatte und eine Reihe von Ablagerungen durch Sprüh-Pyrolyse verwendet, bevorzugt. Auf die Bedingungen und die

ίο Methode des in der US-PS 38 80 633 beschriebenen Verfahrens wird hierin Bezug genommen. Natürlich muß das Verfahren der Fabrikation einer photovoltaischen Zelle, die eine Cadmiumsulfid-Doppelschicht enthält, falls nötig durch Zusatz einer zweiten Cadmiumsulfid-Sprühablagerung und durch Kontrollieren der Ablagerungstemperatur, um sicher zu stellen, daß die kritische Temperaturdifferenz während der Bildung der Doppelschicht aufrecht erhalten wird, angepaßt werden.

Λ) Nach den Ablagerungen der Spci'i'SCiiiCni Und uei Doppelschicht wird die Zelle einer Wärmebehandlung unterworfen, welche den photovoltaischen Übergang aktiviert. Die Wärmebehandlung bewirkt offensichtlich Diffusion im festen Zustand zwischen der Sperrschicht und der Doppelschicht, wobei das Material vom F-Tyρ gebildet wird, welches mit der Cadmium-Doppelschicht vom N-Typ einen P-N-Übergang bildet. Zusätzlich bewirkt die Aktivierungsstufe die Diffusion zwischen den beiden Cadmiumsulfid enthaltenden Schichten. So sind.

während die F i g. 1 und 2 eine Zellstruktur veranschaulichen, die wohl definierte Schichten aufweisen, die Grenzflächen der Schichten tatsächlich in gewissem Ausmaß unscharf. Die durch Aktivierung bewirkte Diffusion muß kontrolliert werden, um eine vollständige Zerstörung der Grenzflächen zu vermeiden, und kann durch periodisches Überprüfen des elektrischen Potentials, das durch die Zelle entwickelt wird, unter Verwendung einer entsⁿrechenden ⁿhotowirkssmcn Beüchtun⁰ beobachtet werden.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

Ein Stück Glas, das vorher mit einem transparenten Film von Ιη2θ3 beschichtet worden war, wurde gereinigt und auf 400°C erhitzt, woraufhin eine Lösung von 0,032 Mol/Liter Cadmiumchlorid und 0,039 Mol/Liter Thioharnstoff langsam innerhalb von 160 Minuten auf die beschichtete Oberfläche gesprüht wurde.

Danach wurde ein Stück der Glasplatte 30 Minuten bei 475° C wärmebehandelt, auf Raumtemperatur abgekühlt und in eine Lösung getaucht, die aus 700 ml Wasser, 3,8 g Kaliumchlorid, 1.5 g Weinsäure, 1,5 g Kupfer-I-Chlorid, 1,0 g CeSO₄ ■ 2H₂O und 23 ml O^molare Salzsäure bestand. Nach Eintauchen und Spülen wurden die Proben 2 Minuten bei 250°C getrocknet und dann wurde eine metallische Elektrode auf die Zelle aufgebracht Die Elektrode war 1,0 cm² in der Fläche und bestand aus einer unteren Schicht von Kupfer, das auf die Cu₂S-Sperrschicht vakuum-aufgedampft wurde, gefolgt von einer Schicht von Gold, das auf das Kupfer vakuum-aufgedampft wurde. Der Zweck des Goldes war der, das Kupfer vor der Oxidation durch Luft zu schützen.

Schließlich wurde die Solarzelle 10 Minuten einer Wärmebehandlung bei 220⁰C unterworfen und mit wasser-filtriertem Kunstlicht getestet Seine Intensität war 75 Miliiwatt/cm². Diese Solarzelle hatte eine Leerlauf-

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spannung von 0,173VoIt und einen Kurzschlußstrom von 17,7 Milliampere.

Beispiel 2

Eine Solarzelle wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß d'" Cadmiumsulfid-Schicht in zwei Sektionen durch Sprühen abgelagert wurde, wobei die untere 80 Minuten bei 450°C und die obere Schicht 120 Minuten bei 400° C abgelagert wurde. Die längere Gesamtablagerungszeit wurde verwendet, um die vorher beobachtete Tatsache, daß die Cadmiumsulfid-Ablagerungsgeschwindigkeit bei höheren Temperaturen geringer ist, zu kompensieren. Wenn die Zelle ebenso präzis getestet wurde, wie die in Beispiel 1 beschriebene Zelle, so war die Leerlaufspannung höher, 0,283 Volt und der Kurzschlußstrom war nahezu unverändert, 17,2 Milliampere.

B e i s ρ i e 1 3

Eine Solarzelle wurde wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, mit der Ausnahme, daß Aluminiumchlorid als Dotier-Mittel einem Teil der Sprühlösung zugesetzt wurde. Die Zusammensetzung der Sprühlösung war folgende:

0,024 Mol/Liter Cadmiumchlorid, 0,008 Mol/Liter Aluminiumchlorid, und 0,044 Mol/Liter Thioharnstoff. Diese Lösung wurde innerhalb von 105 Minuten bei 400° C gesprüht. Anschließend wurde eine Lösung der in Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung innerhalb von weiteren 35 Minuten bei 400⁰C gesprüht. Nach Beendigung und Testen wie in Beispiel 1 beschrieben hatte diese Solarzelle eine Leerlaufspannung von 0,413 Volt, einen Kurzschlußstrom von 20,3 Milliampere und ihr Füllfaktor betrug 0,45. Der Wirkungsgrad betrug 5,0%.

Beispiel 4

Eine Solarzelle wurde in der gleichen Art und Weise wie Beispiel 3 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Sprüh-Ablagerungstemperatur 450°C anstelle von 400°C betrug. Diese Solarzelle wurde wie in Beispiel 1 beschrieben getestet. Sie hatte eine Leerlaufspannung von 0392 Volt, einen Kurzschlußstrom von 15,3 Milliampere und ihr Füllfaktor betrug 0,62. Der Wirkungsgrad betrug 5,0%.

Beispiel 5

Eine Solarzelle wurde in der gleichen Art und Weise, wie in Beispiel 3 beschrieben, hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Aluminium enthaltende untere Schicht innerhalb von 180 Minuten bei einer Temperatur von 450° C abgelagert wurde. Die längere Zeit wurde verwendet, um die langsamere Abscheidungsgeschwindigkeit bei dieser Temperatur zu kompensieren. Wurde diese Zelle wie in Beispiel 1 beschrieben getestet, so wurde gefunden, daß diese Solarzelle eine Leerlaufspannung von 0,405 Volt, einen Kurzschlußstrom von 19,6 Milliampere und einen Füllfaktor von 0,63 besaß. Der Wirkungsgrad war 6,7%.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)

29 Ol 954 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer photovoltaischen Zeile, bei dem auf einem elektrisch teitfähigen Substrat ein HeteroÜbergang zwischen einer Sperrschicht aus einem ersten Halbleitermaterial und einer bei erhöhter Temperatur abgelagerten Cadmiumsulfidschicht gebildet wird, dadurch gekennzeichnet,