ES2331495T3 - Procedimiento de texturizacion de la superficie de silicio multicristalino de tipo p y celula solar que comprende silicio multicristalino de tipo p. - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA CELULA SOLAR QUE COMPRENDE SILICIO MULTICRISTALINO, O UNA DE SUS ALEACIONES, QUE PRESENTA UNA SUPERFICIE DESTINADA A RECIBIR LA RADIACION LUMINOSA, CARACTERIZADA POR EL HECHO DE QUE DICHA SUPERFICIE DE SILICIO LLEVA UNA MULTITUD DE AGUJEROS DE FORMA ALVEOLAR, DE PROFUNDIDAD COMPRENDIDA ENTRE 0,1 (MU)M Y 10(MU)M, DE DIAMETRO COMPRENDIDO ENTRE 0,1 (MU)M Y 10 (MU)M, Y CUYA RELACION DE DICHA PROFUNDIDAD CON DICHO DIAMETRO ES SUPERIOR A 1, OCUPANDO LA SUPERFICIE DE DICHOS AGUJEROS MAS DE LA MITAD DE DICHA SUPERFICIE DE SILICIO.
Description
Procedimiento de texturización de la superficie
de silicio multicristalino de tipo p y célula solar que comprende
silicio multicristalino de tipo p.
El silicio cristalino tiene numerosas
aplicaciones en los siguientes ámbitos: fotoelectrecidad,
fotovoltaico, óptico, térmico, microelectrónico, y en la industria
de los semiconductores. La presente invención se refiere a una
célula solar o fotopila cuya superficie receptora de la radiación
luminosa está constituida por silicio multicristalino. Se refiere
más concretamente a una célula solar que incluye silicio cuya
superficie se modificó por un tratamiento de texturización con el
fin de aumentar los resultados ópticos.
La texturización consiste en crear una rugosidad
en la superficie del material con el fin de permitir un
multireflexión de la luz incidente sobre su superficie, que conduce
a una absorción más importante de la luz en el interior del
material. La rugosidad así obtenida tiene dos efectos
complementarios. El primer efecto es una reducción del factor de
reflexión o reflectividad óptica de la superficie; el segundo es un
aumento del camino óptico recorrido por la luz incidente en el
interior del material. En el caso de una fotopila, el aumento de la
absorción de la luz en el silicio se traduce en un aumento de la
eficacia de la transformación de la luz en corriente eléctrica.
Varios métodos permiten alcanzar este resultado
y conducen a una texturización uniforme de la superficie revelando
planos cristalográficos bien definidos. Se pueden citar métodos
tales como el grabado mecánico, el grabado láser, la
fotolitografía, el enmascaramiento, etc, pero su empleo es complejo
y costoso. El método de texturización de superficie actualmente
conocido y empleado a escala industrial consiste en utilizar a
elevada temperatura una solución acuosa alcalina a base de
hidróxido de sodio (NaOH) o de potasio (KOH). Estas soluciones
tienen la propiedad de atacar el silicio de manera anisótropa según
la orientación cristalográfica de los granos situados en
superficie, y modificar así la morfología de superficie del silicio.
La velocidad de ataque es alrededor de cien veces más rápida sobre
los planos de orientación cristalográfica [100] que sobre los planos
[111]. Resulta una texturización de la superficie en forma de
pirámides regulares situadas sobre los planos [100] que captan la
luz incidente, y que se designa bajo el término de
"macrotexturización". En lo que se refiere al silicio
multicristalino, se estima que un 20% solamente de la superficie
está constituida por granos que tienen esta orientación
cristalográfica, lo que implica una eficacia menor del tratamiento
frente a la reflectividad óptica. Este método solo es, por lo
tanto, enteramente eficaz más que en el caso particular del silicio
monocristalino con una orientación cristalográfica [100] que es la
de la superficie que se debe tratar.
Para reducir de manera más importante la
reflectividad óptica de una superficie de silicio monocristalino de
tipo n, se efectuaron trabajos referentes a un ataque
fotoelectroquímico en medio ácido por A. LAGOUBI et al (11th
Photovoltaic Solar Energy Conference, Montreux, 1992 Págs.
250-253). Se revela la superposición de una capa
externa nanoporosa (poros de diámetro inferior a 50 nm) y de una
capa interna macroporosa (poros de diámetro superior a 50 nm) por
la disolución de la capa nanoporosa. La superficie revestida de la
capa macroporosa presenta una reflectividad reducida con respecto a
la superficie no tratada.
Estos trabajos presentan el inconveniente de
referirse solamente a un silicio monocristalino de tipo n. Además,
un método fotoelectroquímico no es de utilización fácil en medio
industrial.
Los usuarios tienen, por lo tanto, que disponer
industrialmente de un método aplicable a nivel industrial para
realizar la texturización homogénea de la superficie del silicio
multicristalino cualquiera que sea la orientación cristalográfica
de los granos en su superficie. Así, trabajos presentados en
"Solar energy materials and cells" (vol. 37, nº 1, abril 1995,
Ámsterdam NL, Págs. 13-24) y en ``23rd IEEE
Photovoltaic specialists conference (10-14 mayo
1993, Louisville, USA, Págs. 287-293) describen la
formación de una capa anti-reflejo en la superficie
del silicio multicristalino de tipo p por ataque químico de la
superficie por medio de una solución de HF/HNO_{3}. La superficie
de silicio presente entonces una estructura nanoporosa que disminuye
la reflectividad de la célula y aumenta así su eficacia. La
anti-reflectividad así como las características de
absorción de la superficie por esta texturación química todavía no
son óptimas.
La invención tiene por objeto proponer una
célula solar que incluye silicio multicristalino del que la eficacia
se mejora con respecto a las células solares conocidas y utilizadas
en la actualidad.
Otro objetivo de la presente invención es
proponer un procedimiento de texturización de la superficie del
silicio multicristalino de tipo p que sea eficaz y económico y que
permita reducir la reflectividad óptica de manera significativa y
aumentar su absorción efectiva.
La presente invención tiene por objeto un
procedimiento de texturización de una superficie de silicio
multicristalino de tipo p y de sus aleaciones, que incluye una
etapa de oxidación química parcial isotrópica de dicha superficie
por una solución oxidante que contiene, por otro lado, iones flúor,
con el fin de crear en dicha superficie de silicio una capa porosa
superficial caracterizado porque dicha etapa de oxidación se realiza
de modo que dicha capa porosa superficial defina con el núcleo de
material un interfaz que tiene una superficie microtexturizada que
incluye una multitud de agujeros de forma alveolar de profundidad y
de diámetro comprendido entre 0,1 \mum y 10 \mum y en el que la
relación entre dicha profundidad y dicho diámetro es superior a 1 y
porque comprende, por otro lado, una segunda etapa que consiste en
disolver dicha capa porosa superficial hasta revelar dicha
superficie micro-texturizada.
Otro objeto de la presente invención es una
célula solar que incluye silicio multicristalino, de tipo p, o una
de sus aleaciones, que presenta una superficie destinada a recibir
la radiación luminosa estando esta superficie texturizada por el
procedimiento de la invención, dicha superficie de silicio incluye
una multitud de agujeros de forma alveolar, de profundidad
comprendida entre 0,1 \mum y 10 \mum, de diámetro comprendido
entre 0,1 \mum y 10 \mum, y en el que la relación entre dicha
profundidad y dicho diámetro es superior a 1, ocupando la
superficie de dichos agujeros más de la mitad de dicha superficie de
silicio.
Las células solares según la invención se
realizan a partir de un silicio multicristalino, denominado también
policristalino, de conducción de tipo p, o de una de sus aleaciones,
en particular, con el germanio. El silicio se puede presentar bajo
la forma maciza, por ejemplo en placas finas de algunos centenares
de micrones de espesor, o bien bajo la forma de una banda o de una
capa fina de espesor del orden de 50 \mum.
El silicio de las células según la invención
presenta una superficie cribada de cavidades de forma regular,
designadas por la expresión "agujeros alveolares", distribuidos
de manera homogénea y de la cual la situación es independiente de
la orientación cristalográfica de los granos de superficie. La
relación entre la profundidad del agujero y su diámetro es uno de
los parámetros principales que determinan la eficacia de la
captación de la luz incidente en el interior del material. Para la
absorción de la luz, la eficacia es tanto mejor que la profundidad
del agujero es lo más grande posible pero inferior a 15 \mum, y
que la relación profundidad/diámetro es la más elevada posible y
superior a 1.
Según otro modo de realización de la invención
dicha superficie de silicio está recubierta de una capa
antireflejo.
La superficie que se debe tratar, se obtiene, en
particular, pero no exclusivamente por aserrado. Una superficie en
bruto de aserrado es limpia y libre de impurezas que corre el riesgo
de inhibir la oxidación química. No requiere decapado químico para
obtener una superficie que presenta un pulido químico. En otros
casos, un pulido químico con ayuda de una solución comercial es
posible.
El silicio poroso se obtiene durante la primera
etapa por una oxidación por vía química en lugares localizados de
la superficie del silicio multicristalino de tipo p. Esta operación
consiste en oxidar una parte del silicio formando un complejo
fluorado que se disuelve, dejando una capa superficial que contiene
vacíos llamados poros. La oxidación isotrópica del silicio se
obtiene exclusivamente en presencia de iones flúor. La velocidad de
corrosión es controlada parcialmente por la concentración en ion
flúor en el ámbito de concentración comprendida entre 0,01 M y 25
M. En estas condiciones, la corrosión del silicio no es homogénea
sino localizada lo que se traduce en la formación de silicio
poroso.
Según una primera forma de ejecución de la
invención, dicha solución oxidante es una solución acuosa ácida que
contiene, por otro lado, iones flúor. Preferentemente el pH de la
solución es inferior a 5.
Según una segunda forma de ejecución de la
invención, dicha solución oxidante es una solución orgánica que
contiene, por otro lado, iones flúor, por ejemplo el medio orgánico
puede estar constituido por acetonitrilo
CN-CH_{3}.
Preferentemente, la oxidación es realizada por
una solución que contiene un agente oxidante elegido entre el ion
cromato a CrO_{3}^{-} procedente por ejemplo del ácido crómico
HCrO_{3}, el ion bromato BrO_{3}^{-} proporcionado por
ejemplo por el bromato de potasio KBrO_{3}, el ion nitrato
NO_{3}^{-} procedente por ejemplo del ácido nítrico HNO_{3},
el ion nitrito NO_{2}^{-} proporcionado por ejemplo por el
nitrito de sodio NaNO_{2}, el ion amina procedente por ejemplo de
la etilendiamina, un par redox metálico tal como, por ejemplo, los
pares Cu^{2+}/Cu^{+}, Fe^{2+}/Fe^{3+}, I^{3-}/I^{-},
Mn^{7+}/Mn^{2+} o S^{7+}/S^{6+}, y sus mezclas. Con el fin
de evitar una perturbación excesiva de la superficie, es preferible
utilizar bajas concentraciones de oxidante.
Para un mejor control de la reacción, se puede
añadir a la solución oxidante un agente inhibidor con el fin de
ralentizar la velocidad de corrosión del silicio, tal como, por
ejemplo, el ácido acético CH_{3}COOH o cualquier otro compuesto
compatible con las condiciones de la reacción y que posee una
constante dieléctrica del mismo orden de magnitud que el ácido
acético.
Después de la segunda etapa, la disolución
controlada del silicio poroso revela una superficie cribada de
agujeros de forma alveolar. Este aspecto será designado más tarde
con el término "microtexturización".
Dicha segunda etapa consiste en una disolución
de silicio poroso en una solución elegida entre una solución acuosa
alcalina, una solución orgánica de etilenglicol y una solución
orgánica de hidracina. En el caso de una solución acuosa alcalina,
dicho alcalino se elige preferentemente entre el hidróxido de sodio
NaOH, el hidróxido de potasio KOH, el amoníaco NH_{4}OH y sus
mezclas.
Esta etapa de disolución tiene por objeto
eliminar la capa porosa superficial con el fin de evidenciar el
interfaz entre esta capa y el núcleo del material. Se trata, por lo
tanto, de disolver de manera controlada la capa porosa formada en
la primera etapa. La velocidad de disolución está vinculada a la
concentración de la solución disolvente que es ventajoso elegir
baja. En efecto, es importante controlar el desarrollo de la
reacción con el fin de no perturbar la morfología de la nueva
superficie revelada por la disolución del silicio poroso.
\newpage
Según una forma de ejecución preferencial, dicha
segunda etapa se realiza en una solución acuosa alcalina cuya
concentración en alcalino está comprendida entre 0,001 M y 2 M a una
temperatura comprendida entre 0ºC y 30ºC. Un contacto rápido
comprendido entre 1 segundo y 5 minutos es generalmente
suficiente.
La disolución se puede prolongar hasta que la
superficie no presente casi más microtexturización. Medidas de
reflexión ponen de manifiesto que la superficie es cada vez menos
reflexiva a medida que el tiempo de disolución aumente, para
alcanzar un valor mínimo de reflectividad que corresponde a una
superficie microtexturizada según la invención. Luego, la
reflectividad aumenta de nuevo cuando la superficie se vuelve más
lisa.
Según una variante, dicho procedimiento incluye
además antes de dicha primera etapa, una etapa previa de ataque
químico limitada de dicha superficie por una solución acuosa
alcalina a una temperatura superior a 30ºC. Esta etapa consiste en
disolver una parte del silicio de la superficie. Este tratamiento
similar al procedimiento conocido por el estado de la técnica
anterior conduce a una macrotexturización de la superficie del
silicio en forma de estructuras definidas por los planos
cristalográficos [111], que son pirámides en el caso de una
superficie orientada [100]. Se procede a continuación a la
realización de la primera, luego de la segunda etapa del
procedimiento según la invención. La disolución de la capa porosa de
silicio evidencia una microtexturización que se añade a la
macrotexturización obtenida en la etapa previa para aumentar la
eficacia.
Según otra variante, dicho procedimiento
incluye, además, después de dicha segunda etapa, una tercera etapa
que consiste en la deposición de una capa antirreflejos sobre dicha
superficie texturizada. Los resultados obtenidos con superficies
texturizadas, según el procedimiento de la invención que permiten en
algunos casos evitar el empleo de capa antirreflejos, reduciendo ya
el coste de fabricación.
El procedimiento de la invención tiene por
ventaja aumentar la difusión de la radiación luminosa en el silicio
a partir de la superficie microtexturizada. El confinamiento óptico
se mejora lo que autoriza el empleo de un material de menor calidad
electrónica y más económica. La topología regular de la superficie
texturizada permite la realización de deposiciones finas, por
ejemplo por serigrafía, en particular, para la colección de la
corriente eléctrica. Así, la célula solar según la presente
invención presenta un rendimiento de conversión fotovoltaico
mejorado para un coste reducido.
\vskip1.000000\baselineskip
Se comprenderá mejor la invención y otras
ventajas y particularidades aparecerán con la lectura de los
ejemplos siguientes de modos de realización, dados con carácter
ilustrativo y de ninguna manera limitativa, acompañados del dibujo
anexo en el cual:
- la figura 1 es una fotografía realizada por
microscopía electrónica de barrido (0,5 cm = 1 \mum), que
representa la superficie del silicio parcialmente microtexturizada
por el procedimiento según la presente invención,
- la figura 2, similar a la figura 1, representa
la superficie del silicio macrotexturizada por el método del estado
de la técnica anterior,
- la figura 3, similar a la figura 1, representa
la superficie del silicio texturizada por el procedimiento según la
invención que incluye la etapa previa de ataque químico,
- la figura 4 muestra la tasa de reflexión de la
radiación luminosa que incide sobre la superficie del silicio en
función de su longitud de onda, según que esta superficie haya sido
texturizada por el método del estado de la técnica anterior o por
el procedimiento según la presente invención, la tasa de reflexión R
en decenas de % (o sea x 10%) se da en ordenada y en abscisa la
longitud de onda incidente L en nm,
- la figura 5 es un corte esquemático de una
célula solar según la invención,
- la figura 6 da la variación de la corriente en
función de la tensión de la célula solar según que ésta incluya
silicio cuya superficie haya sido texturizada por el método del
estado de la técnica anterior o por el procedimiento según la
presente invención, la intensidad I en mA figura en ordenada
mientras que la tensión V en mV se da en abscisa,
- la figura 7 muestra el histograma de
distribución de los rendimientos de conversión fotovoltaica
obtenidos durante la fabricación industrial de un lote de células
solares según la presente invención, el número N de células está en
ordenada y el rendimiento de conversión R se da en forma de clases
(referenciadas de a a 1) en abscisa,
- la figura 8 es similar a la figura 7 para un
lote de células solares fabricadas según el procedimiento del
estado de la técnica anterior.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realiza la texturización de la superficie de
una muestra A de silicio multicristalino de tipo p según el
procedimiento de la invención. La superficie de la muestra A se pone
en contacto parcialmente con una solución acuosa que contiene ácido
nítrico HNO_{3} y ácido fluorhídrico HF en una relación igual a 3.
La duración del tratamiento es de aproximadamente 5 minutos a
temperatura ambiente. El silicio de la superficie tratada se vuelve
así poroso. Esta capa porosa se disuelve a continuación por un
contacto rápido con una solución alcalina de hidróxido de sodio
NaOH en una concentración de aproximadamente 0,12 M.
Se obtiene entonces una superficie
microtexturizada que presenta agujeros alveolares cuyo diámetro y
profundidad son del orden de 10 \mum.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realiza la texturización de la superficie de
una muestra B de silicio multicristalino de tipo p según el
procedimiento de la invención. La superficie se pone en contacto con
una solución acuosa que contiene ácido fluorhídrico HF y nitrito de
sodio NaNO_{2} en un relación igual a 400. La capa de silicio
poroso que se forma es homogénea sobre toda la superficie y su
espesor es del orden de 0,6 \mum. Esta capa porosa se disuelve a
continuación tal como se describe en el ejemplo 1.
La figura 1 muestra la zona 10 de la superficie
de la muestra A de silicio que se trató. La superficie
microtexturizada está constituida por agujeros alveolares cuyo
tamaño está comprendido entre 0,1 \mum y 0,3 \mum, muy superior
a la de los poros del silicio poroso formado durante la primera
etapa. La zona 11 contigua no sufrió tratamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realiza la texturización de la superficie de
dos muestras C y D de silicio multicristalino de tipo p.
La superficie de las muestras se pone en
contacto con una solución alcalina de hidróxido de sodio NaOH, de
concentración 0,5 M, a la temperatura de 80ºC. La figura 2 muestra
las pirámides 20 que aparecieron a la superficie de las muestras
después del tratamiento de macrotexturización según el procedimiento
conocido.
Luego la superficie de la muestra D se pone en
contacto con una solución acuosa que contiene ácido fluorhídrico HF
y nitrito de sodio NaNO_{2} tal como se describe en el ejemplo 2.
La capa porosa es disuelta a continuación con una solución alcalina
tal como se describe en el ejemplo 1.
La figura 3 muestra la superficie de la muestra
D después del tratamiento de microtexturización según la invención.
Se ve que la forma de las pirámides 30 se ha modificado ligeramente,
las aristas están menos netas, en particular, en la base de las
pirámides, y su superficie presenta un aspecto algodonoso. La
microtexturización está presente sobre toda la superficie y el
diámetro de los agujeros de forma alveolar es del orden de 0,1
\mum a 0,2 \mum. Esta microtexturización es similar a la
observada en la muestra B del ejemplo 2.
Se efectuaron algunas medidas de reflexión total
sobre las muestras C y D anteriormente preparadas. Los resultados
obtenidos están representados en la figura 4. Ponen de manifiesto
que la texturización efectuada en la muestra D según el
procedimiento de la presente invención (curva 40) conduce a una
mejor absorción de la luz en el ámbito del visible que la
macrotexturización sola realizada en la muestra C por el
procedimiento del estado de la técnica anterior (curva 41).
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparan las muestras E y F respectivamente
similares a las muestras C y D del ejemplo 3, a excepción del hecho
de que se revisten a continuación de una capa antirreflejos.
Se efectuaron algunas medidas de reflexión total
sobre la muestra F de la misma manera que en el ejemplo 3. En la
figura 4, se ve que la deposición de una capa antirreflejos sobre la
muestra F cuya texturización se efectuó según el procedimiento de
la presente invención conduce a una mejor absorción de la luz en el
ámbito del visible (curva 42) que la microtexturización sola
realizada sobre la muestra D por el procedimiento de la invención
(curva 40).
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizan células solares a partir de las
muestras G, H y J preparadas de la siguiente manera. Las muestras
se presentan bajo la forma de placas finas de silicio
multicristalino de tipo p que posee dos caras de gran superficie.
Cada cara se texturiza. La muestra G se trata por el procedimiento
del estado de la técnica anterior en condiciones similares a las
utilizadas para la muestra C del ejemplo 3. Las muestras H y J
fueron preparadas por el procedimiento según la invención de manera
similar a la muestra D del ejemplo 3. Por dopaje según un
procedimiento conocido, se realiza una unión n-p
sobre una cara de las placas. Luego la muestra J se reviste sobre
esta cara de una capa antirreflejos. Se adaptan a continuación a las
muestras medios clásicos para la colección de la corriente
eléctrica producida bajo el efecto de la radiación luminosa.
\newpage
Una célula solar según la invención, que incluye
silicio multicristalino de tipo p preparado de manera similar a la
muestra J, está representada en corte esquemático sobre la figura 5.
Se presenta bajo la forma de una placa cuadrada de 10 cm de lado y
de 200 \mum de espesor. Después de la texturización de una de las
caras de la placa de silicio multicristalino de tipo p, se realiza
en su superficie una difusión de impurezas (átomos de fósforo, de
arsénico, etc) que permiten dopar el silicio multicristalino de tipo
p en tipo n sin modificar el aspecto de la superficie. La placa
consta entonces de un núcleo 1 de silicio multicristalino de tipo p
cuya cara texturizada se cubre superficialmente de una capa 2 de
bajo espesor de silicio multicristalino de tipo n. El espesor de
esta capa 2 es del orden de 0,1 a 1 \mum. Se realiza así una unión
n-p. Esta superficie, destinada a recibir la
radiación luminosa, se reviste de una capa antirreflejos 3, por
ejemplo de TiO_{2}. Por serigrafía, se deposita una rejilla 4
colectora de corriente a base de polvo de plata que constituye el
polo negativo de la célula. Así mismo la cara opuesta se reviste de
una rejilla colectora 5 que constituye el polo positivo de la
célula.
Los resultados de las células solares son
evaluados por los métodos siguientes y los resultados obtenidos se
recogen en la tabla I siguiente.
La característica
corriente-tensión de la célula se determina
imponiendo una variación de tensión de 0 mV a 600 mV bajo una
energía incidente 1 KW/m^{2} según la norma
C.E.I.904-3 (o I.E.C. 904-3) que da
una referencia de la distribución espectral de iluminancia
solar.
Esta característica está representada en la
figura 6 por la curva 60 para la muestra H según la invención y por
la curva 61 para la muestra G según el estado de la técnica
anterior. Se deducen así los valores máximos en corriente Imax y en
tensión Vmax que puede proporcionar la célula.
La medida de la corriente de cortocircuito
I_{cc} se efectúa a temperatura ambiente (25ºC) para una tensión
nula V = 0.
El rendimiento de conversión fotovoltaico R se
calcula como la relación entre la energía eléctrica restituida y la
energía luminosa incidente.
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\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados de las células solares según la
invención se traducen en un aumento del rendimiento de conversión
fotovoltaico R de 6,4% con respecto al estado de la técnica
anterior. Una ganancia suplementaria de 26% se obtiene con estas
células por la adición de una capa antirreflejos. Así mismo la
corriente de cortocircuito I_{cc} de las células de la invención
es superior del 5,4% con respecto a las células del estado de la
técnica anterior.
\vskip1.000000\baselineskip
Se fabrican industrialmente dos lotes que
incluyen cada uno aproximadamente 400 células solares,
respectivamente con las muestras J y K. Se describe la preparación
de la muestra J en el ejemplo 5. La muestra K se prepara de manera
similar a la muestra G del ejemplo 5, a excepción del hecho de que
se reviste de una capa antirreflejos de la misma manera que la
muestra J.
Las células realizadas se evalúan por un ensayo
eléctrico. El ensayo consiste en imponer a cada célula una tensión
de 450 mV y en medir la corriente que proporciona. Según el
rendimiento de conversión fotovoltaico R obtenido, las células se
ordenan por clases, referenciadas de a a l, donde a es
la clase que corresponde al rendimiento más elevado (R superior o
igual a 14%) y donde la clase l corresponde a las células de más
bajo rendimiento (R comprendido entre 11,50 y 11,25%).
Los histogramas de distribución están
representados en las figuras 7 y 8 que corresponden respectivamente
a las muestras J y K.
En el lote fabricado con las muestras K del
estado de la técnica anterior, centrado en la clase d (R comprendido
entre 13,50 y 13,25%), las células se encuentran en su mayoría en
las clases de rendimiento c a e (R comprendido entre 13,75 y 13%).
Hay que señalar que se encuentran muy pocas células en las clases a
y b que corresponden a los rendimientos más elevados (R superior o
igual a 13,75%).
El lote que utiliza las muestras J según la
presente invención incluye una mayoría de células que presentan
rendimientos situados en las clases a a c (R superior
o igual a 13,50%) que corresponden a los rendimientos más
elevados.
Por supuesto, las distintas aplicaciones
numéricas proporcionadas sólo lo son como ejemplo, y la presente
invención no se limita a los modos de realización descritos sino es
susceptible numerosas variantes accesibles al experto en la
técnica. En particular las condiciones paramétricas de las distintas
etapas del procedimiento, tal como, por ejemplo, la duración o la
temperatura, se pueden adaptar sin salir del marco de la presente
invención.
Claims (12)
1. Procedimiento de texturización de una
superficie de silicio multicristalino de tipo p y de sus aleaciones,
que incluye una etapa de oxidación química parcial isotrópica de
dicha superficie por una solución oxidante que contiene, por otro
lado, iones flúor, con el fin de crear en dicha superficie de
silicio una capa porosa superficial caracterizado porque
dicha etapa de oxidación se realiza de modo que dicha capa porosa
superficial define con el núcleo del material un interfaz que tiene
una superficie microtexturizada que incluye una multitud de
agujeros de forma alveolar de profundidad y de diámetro comprendido
entre 0,1 \mum y 10 \mum y cuya relación entre dicha
profundidad y dicho diámetro es superior a 1 y porque comprende, por
otro lado, una segunda etapa que consiste en disolver dicha capa
porosa superficial hasta revelar dicha superficie
microtexturizada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual dicha solución es una solución acuosa ácida.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual dicha solución es una solución orgánica.
4. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el cual dicha solución contiene un
agente oxidante elegido entre el ion cromo, el ion bromato, el ion
nitrato, el ion nitrito, el ion amino, un par redox metálico y sus
mezclas.
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el cual dicha solución contiene por otro
lado un agente inhibidor.
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el cual dicha segunda etapa consiste en
una disolución en una solución elegida entre una solución acuosa
alcalina, una solución orgánica de etilenglicol y una solución
orgánica de hidracina.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en
el cual dicha disolución se efectúa en una solución acuosa alcalina
en la que la concentración en alcalino está comprendida entre 0,001
M y 2 M.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 6 y 7, en el cual dicho alcalino se elige entre el
hidróxido de sodio, el hidróxido de potasio, el amoníaco y sus
mezclas.
9. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, que incluye además antes de dicha etapa de
oxidación química una etapa previa de ataque químico limitado de
dicha superficie por una solución acuosa alcalina a una temperatura
superior a 30ºC.
10. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, que incluye además después de dicha segunda
etapa, una tercera etapa que consiste en la deposición de una capa
antirreflejos sobre dicha superficie.
11. Célula solar que incluye silicio
multicristalino de tipo p, o una de sus aleaciones, que presenta una
superficie destinada a recibir la radiación luminosa, siendo esta
superficie texturizada por el procedimiento según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 9, incluyendo dicha superficie una multitud
de agujeros de formas alveolares, de profundidad comprendida entre
0,1 \mum y 10 \mum, de diámetro comprendido entre 0,1 \mum y
10 \mum, y que la relación entre dicha profundidad y dicho
diámetro es superior a 1, ocupando la superficie de dichos agujeros
más de la mitad de dicha superficie de silicio.
12. Célula solar según la reivindicación 11, en
la cual dicha superficie de silicio se cubre de una capa
antirreflejos.
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| DE3324232A1 (de) * | 1983-07-05 | 1985-01-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von aus kristallinem silizium bestehenden koerpern mit einer die oberflaeche vergroessernden struktur, sowie deren anwendung als substrate fuer solarzellen und katalysatoren |
| JPH0383339A (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 結晶シリコン表面テクスチヤー形成方法 |
| JP2894153B2 (ja) * | 1993-05-27 | 1999-05-24 | 信越半導体株式会社 | シリコンウエーハの製造方法、およびその装置 |
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