ES2583412T3 - Dispositivo optoelectrónico y método para producir el mismo - Google Patents

Dispositivo optoelectrónico y método para producir el mismo Download PDF

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ES2583412T3 ES14702923.5T ES14702923T ES2583412T3 ES 2583412 T3 ES2583412 T3 ES 2583412T3 ES 14702923 T ES14702923 T ES 14702923T ES 2583412 T3 ES2583412 T3 ES 2583412T3
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Abstract

Un dispositivo 301 optoelectrónico que comprende: Un sustrato (305) que comprende una primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras y un canal (302) entre ellos Cada ranura de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras tienen una primera (312a) y segunda (312b) cara y una cavidad (314) entre ellas; La cavidad (314) se llena al menos parcialmente con un primer material (316) semiconductor; La primer cara (312a) recubierta con un materia (318) conductor y la segunda cara (312b) recubierta con un segundo material (317) semiconductor; Caracterizada porque una porción de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras y una porción del canal (302) entre ellas son sustancialmente paralelas la una a la otra y en donde el canal (302) también corta transversalmente las ranuras de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo optoelectronico y metodo para producir el mismo
La presente invencion se relaciona con un dispositivo optoelectronico y mas espedficamente con una celda solar fotovoltaica. El documento US 2010/244056A divulga un dispositivo optoelectronico.
El termino fotovoltaico se refiere a la produccion de electricidad, normalmente corriente electrica directa, proveniente de la luz en la union entre dos materiales que se exponen a la luz. La luz es normalmente luz solar y por lo tanto fotovoltaico se refiere a menudo a fotovoltaico solar. Se conoce el uso de semiconductores para los dos materiales. Los materiales semiconductores utilizados exhiben un efecto fotovoltaico.
Los dos materiales son usualmente semiconductores, un material semiconductor tipo p y uno tipo n. Cuando se unen el lfmite o de interfaz entre los dos tipos de materiales semiconductores se denominan como union p-n. Este tipo de union p-n es usualmente creada al dopar un material con el otro material. El dopaje puede ser mediante difusion, implantacion de ion o epitaxia. La ultima involucra hacer crecer una segunda capa de cristal dopada con un tipo de dopante sobre la parte superior de una primera capa de cristal dopada con un tipo diferente de dopante.
La union p-n se puede encontrar en la mayona de los dispositivos optoelectronicos que utilizan semiconductores. Estos dispositivos optoelectronicos incluyen celdas fotovoltaicas o solares fotovoltaicas, diodos emisores de luz (LED) y transistores. La union p-n se puede considerar como el sitio activo donde ocurre la generacion o consumo de energfa electrica.
La demanda de fuentes de energfa renovable ha impulsado mejoras significativas en los costos y eficiencia de las celdas solares fotovoltaicas pero la tecnologfa existente representa aun un metodo relativamente costoso de generar electricidad. Tambien, las celdas solares fotovoltaicas existentes son relativamente ineficientes comparadas con otros metodos para generar electricidad y son relativamente fragiles, esto es, ellas se danan facilmente.
La presente invencion tiene por objeto mitigar una o mas de las desventajas de las celdas solares fotovoltaicas existentes.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invencion se suministra un dispositivo optoelectronico como se cita en la reivindicacion 1.
Puede ser una ventaja de la presente invencion que el canal separe la primera y segunda serie de ranuras de tal manera que se pueda tomar una corriente electrica proveniente o suministrada de una primera serie de ranuras en aislamiento de una segunda serie de ranuras.
La primera y segunda serie de ranuras son tfpicamente ranuras alargadas. El canal entre la primera y segunda serie de ranuras es tfpicamente un canal alargado.
El canal tfpicamente atraviesa las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras en o hacia un extremo de cada ranura. El canal tfpicamente corta transversalmente o cruza las ranuras de la primera serie de ranuras hacia un extremo de cada ranura y luego pasa entre la primera y segunda serie de ranuras antes de cortar transversalmente o cruzar las ranuras de la segunda serie de ranuras hacia un extremo opuesto y/o que se opone de cada una de las ranuras.
La primera y segunda caras de cada una de las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras se puede recubrir con un material conductor. La primera y segunda cara de cada una de las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras se puede recubrir con un segundo material semiconductor.
La segunda cara se puede recubrir con el segundo material semiconductor y la primera cara recubrir con un tercer material semiconductor. El primer material semiconductor que llena al menos parcialmente la cavidad puede ser un semiconductor intrmseco.
La primera y segunda caras de cada una de las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras se puede denominar como la primera y segunda caras integrales, respectivamente. La primera cara integral esta normalmente en un primer angulo con relacion a una normal del sustrato y la segunda cara integral en el segundo angulo con relacion a una normal del sustrato. El primer angulo es normalmente de 45 a menos de 90°. El segundo angulo es normalmente de 45 a menos de 90°.
El primer material semiconductor es tfpicamente un material semiconductor tipo p. El segundo material semiconductor es tfpicamente un material semiconductor tipo n. El semiconductor tipo p esta por lo tanto normalmente en la cavidad de las ranuras.
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En una realizacion alternativa el primer material semiconductor es un material semiconductor tipo n y el segundo material semiconductor es un material semiconductor tipo p.
Los semiconductores tipo n y tipo p pueden comprender uno o mas de silicio, silicio amorfo, silicio amorfo hiperhidrogenado, aluminio, germanio, nitruro de galio, arseniuro de galio, fosfuro de aluminio, arseniuro de aluminio, yoduro de cobre, oxido de zinc y cualquier otro semiconductor.
El semiconductor tipo n comprende tipicamente uno o mas de silicio, germanio, fosforo, selenio, teluro y sulfuro de cadmio.
El semiconductor tipo p tipicamente comprende uno o mas de silicio, germanio, teluro de cadmio, seleniuro de cobre indio galio “(CIGS)”, diseleniuro de cobre indio galio, oxido de cobre, boro, berilio, zinc y cadmio.
Los primeros y segundos materiales semiconductores se pueden encontrar en una interfaz y/o lfmite. La interfaz es tipicamente denominada como una union p-n. Los primeros y segundos materiales semiconductores pueden ser juntos denominados como un material activo.
El material activo se puede depositar en la cavidad y sobre la primera y/o segunda cara de la cavidad y puede suministrar contactos ohmicos y rectificantes para la insercion o extraccion de carga proveniente del material activo. El material activo puede ser uno o mas de fotovoltaico, emisor de luz y conductor de iones.
La segunda cara puede ser recubierta con un material conductor y el segundo material semiconductor. El material conductor recubierto sobre la primera cara puede ser el mismo que el material conductor recubierto sobre la segunda cara pero puede ser diferente. El material conductor recubierto sobre la primera y/o segunda cara puede comprender uno o mas de aluminio, bismuto, cadmio, cromo, cobre, galio, oro, indio, plomo, magnesio, manganeso, samario, escandio, plata, estano y zinc.
El segundo material semiconductor puede ser un material bloqueador de electrones tal como trioxido de molibdeno. El primer material semiconductor puede ser una heterounion que es una mezcla de uno o mas de un semiconductor tipo p, semiconductor tipo n o un material donador aceptador.
El canal se puede extender a traves de la primera y segunda serie de ranuras y tipicamente a traves del extremo de la primera y segunda serie de ranuras. El canal puede extenderse a traves de la primera y segunda serie de ranuras y tipicamente a traves de extremos opuestos de la primera y segunda serie de ranuras.
El canal se puede extender tanto perpendicular como paralelo a la primera y segunda serie de ranuras. Normalmente el canal es perpendicular a la primera y segunda serie de ranuras cuando esta se extiende a traves de los extremos de la primera y segunda serie de ranuras. Normalmente el canal es paralelo a la primera y segunda serie de ranuras cuando este se extiende entre la primera y segunda serie de ranuras. El angulo en el cual el canal se puede extender a traves de los extremos de la primera y segunda serie de ranuras puede ser variable y opcionalmente ser de 0 a 90°, normalmente de 35 a 55° y tipicamente ser de 45°.
Cuando el canal se extiende tanto perpendicular como paralelo a la primera y segunda serie de ranuras, el canal se puede denominar como corriendo en al menos dos direcciones para conectar dichas primeras y segundas series de ranuras.
Cuando el canal se extiende sustancialmente perpendicular y a traves de los extremos de la primera y segunda serie de ranuras, este tambien se puede extender en al menos dos direcciones con relacion a la primera y segunda serie de ranuras. Cuando el canal se extiende en al menos dos direcciones con relacion a la primera y segunda serie de ranuras este tfpicamente tiene una forma de zigzag.
Una superficie del sustrato que comprende la primera y segunda serie de ranuras y un canal entre estas se puede denominar como una superficie estructurada. La superficie estructurada es tfpicamente no plana. El sustrato puede tener otra superficie que sea plana.
El canal se puede denominar como una caractenstica de delineacion. El canal tfpicamente separa la primera y segunda serie de ranuras. El canal tfpicamente tiene una primera y segunda cara y una cavidad de canal entre estas. Al menos la primera cara del canal se puede recubrir con el material conductor y la segunda cara del canal se puede recubrir con el segundo material semiconductor. La segunda cara del canal tambien se puede recubrir con el material conductor. La cavidad del canal entre la primera y segunda caras del canal esta normalmente al menos parcialmente llena con el primer material semiconductor.
El canal tfpicamente tiene una primera cara en un primer angulo con relacion a una normal del sustrato y una segunda cara en un segundo angulo con relacion a una normal del sustrato. La primera cara del canal y la segunda cara del canal pueden ser perpendiculares al plano del sustrato. El primer angulo es normalmente de 45 o menos de 90°. El segundo angulo es normalmente de 45 a menos de 90°.
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El primer material semiconductor en la cavidad, el segundo material semiconductor sobre la segunda cara y el material conductor sobre al menos la primera cara de cada ranura de la primera y segunda serie de ranuras estan normalmente todos en comunicacion electrica. La comunicacion electrica es tal que normalmente una corriente electrica puede fluir entre los primeros y segundos materiales semiconductores y el material conductor.
Usualmente no hay comunicacion electrica entre el primer material semiconductor en la cavidad del canal, el segundo material semiconductor sobre la segunda cara y el material conductor sobre al menos la primera cara del canal.
La profundidad del primer material semiconductor en la cavidad entre la primera y segunda caras de cada una de la primera y segunda serie de ranuras es sustancialmente el mismo o al menos similar a la profundidad del primer material semiconductor en la cavidad del canal entre la primera y segunda caras del canal.
Un primer lado y un segundo lado del canal pueden suministrar los polos positivo y negativo de un circuito electrico. Los primeros y segundos lados pueden estar en comunicacion electrica con el material conductor sobre la primera y segunda caras del canal. La primera cara del canal puede estar en comunicacion electrica, tfpicamente unida a, el polo positivo del circuito electrico. El segundo lado del canal puede estar en comunicacion electrica, tfpicamente unido a, el polo negativo del circuito electrico.
La electricidad en el circuito electrico puede tener una o mas de una corriente de 1 miliamperio a 1 amperio, un potencial de desde 0.1 a 3 voltios y potencia de desde 1x10-6 a 3 vatios.
El primero y segundo lados del canal pueden ser adyacentes al canal. El primero y segundo lados del canal pueden ser al menos sustancialmente paralelas al plano del sustrato.
El canal es tfpicamente no conductor. El canal tfpicamente separa y/o afsla el primero y segundo lado del canal uno del otro.
El dispositivo optoelectronico se puede denominar como un dispositivo de dos terminales. La primera y segunda serie de ranuras se puede denominar como estructuras de ranura en cascada. En uso el dispositivo se puede fabricar en una disposicion en serie y operar en una disposicion en paralelo o en serie y paralelo combinadas.
La cavidad entre la primera y segunda caras de la primera y segunda serie de ranuras puede tener cualquier forma y tiene normalmente la forma de U, la forma de V, o semiesferica. La cavidad entre la primera y segunda caras de la primera y segunda serie de ranuras puede tener una parte inferior plana. La cavidad del canal entre la primera y segunda caras del canal puede tener cualquier forma y tiene normalmente la forma de U, forma de V o semiesferica. La cavidad del canal entre la primera y segunda caras del canal puede tener un fondo plano. La forma de la cavidad entre la primera y segunda caras de la primera y segunda serie de ranuras puede ser igual o diferente a la forma de la cavidad del canal entre la primera y segunda caras del canal.
La parte inferior de la cavidad del canal puede ser plana o puede estar llena de baches. La parte inferior llena de baches de la cavidad del canal se puede denominar como no homogenea o aspera. La parte inferior llena de baches de la cavidad tfpicamente incrementa el area de superficie de la parte inferior de la cavidad del canal. Incrementar el area de superficie de la parte inferior de la cavidad del canal puede ayudar a asegurar que el canal separe y/o aisle la primera y segundas caras del canal una de la otra.
El canal y las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras tfpicamente tiene una profundidad medida desde la superficie superior del sustrato a un punto en el canal o ranura mas alla de la superficie superior.
La profundidad del canal es tfpicamente mayor que la profundidad de las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras. La profundidad del canal puede ser al menos dos veces la profundidad de las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras.
El canal tiene una profundidad y un ancho. La profundidad del canal es tfpicamente dos veces el ancho del canal. La relacion de aspecto para la profundidad al ancho del canal es por lo tanto tfpicamente 2:1.
La primera y segunda serie de ranuras tfpicamente forman una serie de rebordes y cavidades. La primera y segunda serie de ranuras puede comprender de 2 a 500 cavidades.
El inventor de la presente invencion ha apreciado que, en contraste a la tendencia usual hacia reducir el coste o incrementar la eficiencia de los dispositivos optoelectronico, si los costes se reducen significativamente, lo cual puede ser hasta de un orden de magnitud, entonces la eficiencia es menos importante. Cuando el dispositivo optoelectronico es una celda solar fotovoltaica, esta es particularmente util si la durabilidad de las celdas solares fotovoltaicas se puede mejorar de tal manera que la instalacion sea relativamente facil y por lo tanto de bajo coste, y las celdas solares fotovoltaicas tienen un mayor rango de aplicacion.
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El dispositivo optoelectronico de acuerdo con el primer aspecto de la presente invencion puede ser uno o mas del unido, asegurado y aplicado a un vehnculo, por ejemplo un carro o camion, una casa, por ejemplo un techo, y cualquier otra superficie de una estructura permanente. La estructura permanente puede ser hecha por el hombre o natural.
Una superficie a la que el dispositivo electronico es uno o mas de unida, asegurada y aplicada puede ser plana o no homogenea, y es una o mas de aspera, desigual, irregular y/o llena de baches. La superficie puede ser parte de un edificio que incluye una casa y/o un techo domestico.
Cada una de las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras es tfpicamente de 5 a 200 mm de largo, normalmente de 5 a 1000 mm de largo. Cada una de las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras es tfpicamente de 0.1 a 100 pm de ancho, normalmente de 0.3 a 5 pm de ancho.
El sustrato puede comprender una resina curable y en particular una resina curable con V. El sustrato puede comprender uno o mas de una resina acnlica recubierta sobre cloruro de polivinilo (PVC), resina acnlica recubierta sobre tereftalato de polietileno (PET), resina acnlica recubierta sobre naftalato de polietileno (PEN), un biopolfmero recubierto sobre cloruro de polivinilo (PVC), un biopolfmero recubierto sobre tereftalato de polietileno (PET) y un biopolfmero recubierto sobre naftalato de polietileno (PEN).
La primera y segunda serie de estructuras de ranura en cascada puede comprender el sustrato.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion se suministra un metodo para producir un dispositivo optoelectronico como se cita en la reivindicacion 2.
El material semiconductor recubierto sobre la segunda cara se puede denominar como un segundo material semiconductor. El otro material semiconductor que al menos llena parcialmente la cavidad se puede denominar como un primer material semiconductor.
La etapa de recubrir la al menos primera cara con el material conductor y recubrir la segunda cara con el material semiconductor es normalmente antes de la etapa de al menos llenar parcialmente la cavidad con el otro material semiconductor.
El canal tfpicamente tiene una primera y segunda cara y una cavidad de canal entre ellas.
La etapa de al menos llenar parcialmente la cavidad entre la primera y segunda cara de las ranuras con el otro material semiconductor tambien al menos llena parcialmente la cavidad del canal con el otro material semiconductor.
El primer y segundo materiales semiconductores son tfpicamente diferentes. El primer material semiconductor es tfpicamente un material semiconductor tipo p. El segundo material semiconductor es tfpicamente un material semiconductor tipo n.
La etapa de recubrir al menos la primera cara de cada ranura de la primera y segunda serie de ranuras con el material conductor y recubrir la segunda cara de cada ranura de la primera y segunda serie de ranuras con el material semiconductor tfpicamente comprende un proceso de recubrimiento direccional fuera del eje. La etapa de al menos llenar parcialmente la cavidad de cada ranura con el otro material semiconductor tfpicamente comprende uno o mas de un proceso de recubrimiento direccional fuera del eje, proceso de recubrimiento direccional y proceso de recubrimiento uniforme.
La primera y segunda caras y la cavidad de cada ranura de la primera y segunda serie de ranuras se configuran normalmente para ser recubiertas mediante un proceso de recubrimiento direccional fuera de eje.
La etapa del metodo de recubrir al menos la primera cara de cada ranura de la primera y segunda serie de ranuras con el material conductor es tfpicamente antes de la etapa de recubrir la segunda cara de cada ranura de la primera y segunda series de ranuras con el material semiconductor. La etapa del metodo de al menos llenar parcialmente la cavidad con el otro material semiconductor tfpicamente sigue estas etapas de recubrimiento.
El proceso de recubrimiento direccional fuera del eje puede incluir rociar el material conductor y/o el material semiconductor en un angulo con relacion al plano del sustrato, y por lo tanto tambien cada una de las ranuras de la primera y segunda serie de ranuras, de tal manera que la primera y segunda caras de cada ranura de la primera y segunda serie de ranuras esta recubierta. Esto es tfpicamente por que el recubrimiento esta sustancialmente restringido por el angulo de vision a solamente uno de la primera y segunda cara.
El proceso de recubrimiento direccional fuera del eje puede incluir utilizar un escudo para restringir el recubrimiento del material conductor y/o el material semiconductor sobre la al menos primera y/o segunda cara de cada ranura de la primera y segunda serie de ranuras.
El proceso de recubrimiento direccional fuera del eje puede ser repetido utilizando mas de un material conductor y/o 5 material semiconductor.
La etapa de suministrar el sustrato tfpicamente incluye patronar una superficie del sustrato para producir una superficie estructurada.
Las caractensticas opcionales del segundo aspecto de la presente invencion se pueden incorporar al primero, tercero, cuarto, quinto, sexto y/o septimo aspecto de la presente invencion y viceversa.
10 De acuerdo con otro aspecto de los presentes ejemplos se suministra un metodo para producir una superficie estructurada espedficamente disenada para permitir al menos dos dispositivos terminales a ser fabricados en un arreglo en serie pero operados en un arreglo en paralelo o en serie y paralelo combinado, que comprende las etapas de: patronar una superficie para producir una superficie estructurada, en donde dicha superficie estructurada comprende al menos dos series de estructuras de ranura en cascada y una caractenstica de delineacion que corre en al menos dos direcciones para conectar 15 dichas estructuras de ranura en cascada, y utilizar un proceso de recubrimiento direccional fuera del eje para definir las superficies conductoras sobre dichas estructuras de ranura en cascada y dichas caractensticas de delineacion.
Los al menos dos dispositivos terminales comprenden celdas solares, celdas solares fotovoltaicas, dispositivos organicos emisores de luz y celdas electroqmmicas.
Las caractensticas opcionales del adicional, aspecto Thiro de los presentes ejemplos se puede incorporar en el primero, 20 segundo, cuarto, quinto, sexto y/o septimo aspecto de la presente invencion y viceversa.
De acuerdo con otro, cuarto de los presentes ejemplos se suministra una celda solar, un dispositivo organico emisor de luz o dispositivo electroqmmico producido de acuerdo con el tercer aspecto de la presente invencion.
Las caractensticas opcionales de este aspecto de los presentes ejemplos se pueden incorporar en el primero, segundo, tercero, quinto, sexto y/o septimo aspecto de los presentes ejemplos y viceversa.
25 De acuerdo con otro aspecto de los presentes ejemplos se suministra un dispositivo de dos terminales que comprende un material activo entre los dos terminales y dicho dispositivo y ademas comprende una superficie estructurada espedficamente disenada para permitirle a dicho dispositivo ser fabricado en un arreglo en serie pero operado en un arreglo en paralelo o en serie y paralelo combinado, en donde dicha superficie estructurada comprende al menos dos series de estructuras de ranura en cascada y caractensticas de delineacion que corren en al menos dos direcciones para 30 conectar dichas estructuras de ranura en cascada, y adicionalmente en donde dichas estructuras de ranura en cascada y caractensticas de delineacion comprenden superficies conductoras configuradas para ser recubiertas definidas por un proceso de recubrimiento direccional fuera del eje.
Las caractensticas opcionales del quinto aspecto de los presentes ejemplos se pueden incorporar en el primero, segundo, tercero, cuarto, sexto y/o septimo aspecto de los presentes ejemplos y viceversa.
35 De acuerdo con un sexto aspecto adicional de los presentes ejemplos se suministra un metodo para producir una superficie estructurada espedficamente disenada para permitir al menos dispositivos de dos terminales a ser fabricados en un arreglo en serie pero operados en un arreglo en paralelo o en serie y paralelo combinado, que comprende las etapas de: patronar una superficie para producir una superficie estructurada, en donde dicha superficie estructurada comprende al menos dos series de estructuras de ranura en cascada y una caractenstica de delineacion que corre en al menos dos 40 direcciones a dichas estructuras de ranura en cascada, y utilizar un proceso de recubrimiento direccional fuera del eje para definir superficies conductoras sobre dichas estructuras de ranura en cascada y dichas caractensticas de delineacion.
Los al menos dispositivos de dos terminales pueden comprender celdas solares fotovoltaicas, dispositivos organicos emisores de luz y celdas electroqmmicas.
Las al menos dos series de estructuras de ranuras en cascada pueden tener un sustrato en donde cada ranura comprende 45 al menos una primera cara integral en un primer angulo con relacion a una normal del sustrato, al menos una segunda cara integral en un segundo angulo con relacion a una normal del sustrato, con una cavidad en la estructura entre la primera y segunda caras.
Un material activo se puede depositar en dicha cavidad para suministrar contactos ohmicos y rectificantes para la insercion o extraccion de carga proveniente del material activo.
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El material activo puede ser fotovoltaico, emisor de luz o conductor de iones.
El material activo fotovoltaico se puede seleccionar de uno o mas de los siguientes: teluro de cadmio, diseleniuro de cobre indio galio, oxido de cobre, silicio amorfo, silicio amorfo hidrogenado, germanio y otro semiconductor. El material activo fotovoltaico puede ser un semiconductor organico.
La caractenstica de delineacion puede comprender una primera cara en un primer angulo con relacion a una normal del sustrato y una segunda cara en un segundo angulo con relacion a una normal del sustrato.
La primera cara y dicha segunda cara pueden ser perpendiculares al sustrato.
La caractenstica de delineacion puede correr paralela y perpendicular a al menos dos series de estructuras de ranura en cascada.
La caractenstica de delineacion puede correr paralela en un angulo variable a al menos dos series de ranuras en cascadas.
el recubrimiento direccional fuera del eje puede recubrirse secuencialmente con una capa conductora en solo un lado de la estructura de ranura en cascada o la caractenstica de delineacion.
El recubrimiento direccional fuera del eje puede recubrir un primer lado de la estructura de ranura en cascada de dicha caractenstica de delineacion con una primera capa conductora y recubrir un segundo lado de dicha estructura de ranura en cascada o dicha caractenstica de delineacion con una segunda capa conductora.
El recubrimiento direccional fuera del eje puede ser efectuado desde un angulo de tal manera que el recubrimiento este sustancialmente restringido mediante el angulo de vision a solamente un lado de la estructura de ranura en cascada o caractenstica de delineacion.
El recubrimiento direccional fuera del eje puede ademas comprender un escudo que restringe el recubrimiento sobre la estructura de ranura en cascada y la caractenstica de delineacion de tal manera que solamente un lado de la estructura de ranura en cascada o de la caractenstica de delineacion se recubre.
El recubrimiento direccional fuera del eje puede comprender una o una pluralidad de fuentes de recubrimiento.
Al menos una de las capas conductoras pude estar compuesta o incluir uno o mas de los siguientes: aluminio, bismuto, cadmio, cromo, cobre, galio, oro, indio, plomo, magnesio, manganeso, samario, escandio, plata, estano y zinc.
Las caractensticas opcionales del sexto aspecto de los presentes ejemplos se puede incorporar en el primero, segundo, tercero, cuarto, quinto y/o septimo aspecto de los presentes ejemplos y viceversa.
De acuerdo con un septimo aspecto adicional de los presentes ejemplos se suministra un dispositivo de dos terminales que comprende una superficie estructurada espedficamente disenada para permitirle a dicho dispositivo ser fabricado en un arreglo en serie pero operado en un arreglo en paralelo o en serie y paralelo combinado, en donde dicha superficie estructurada comprende al menos dos series de estructura de ranura en cascada y las caractensticas de delineacion que corren en al menos dos direcciones a dichas estructuras de ranura en cascada, y adicionalmente en donde dichas estructuras de ranura en cascada y caractensticas de delineacion comprenden superficies conductoras definidas por un proceso de recubrimiento direccional fuera del eje.
El recubrimiento direccional fuera del eje se puede efectuar desde un angulo de tal manera que el recubrimiento este sustancialmente restringido mediante el angulo de vision a solamente un lado de las estructuras de ranura en cascada y las caractensticas de delineacion.
El dicho dispositivo puede ser una celda solar, dispositivo organico de emisor de luz o un dispositivo electroqmmico.
Las caractensticas opcionales del septimo aspecto de los presentes ejemplos se pueden incorporar en el primero, segundo, tercero, cuarto, quinto y/o sexto aspecto de los presentes ejemplos y viceversa.
Una realizacion de la invencion se describira ahora por via de ejemplo solamente y con referencia a los dibujos que la acompanan, en los cuales:
La Figura 1a es una vista de planta de un dispositivo optoelectronico de la presente invencion;
La Figura 1b es una vista de planta de un dispositivo optoelectronico alternativo de la presente invencion;
La Figura 2 es una vista en seccion transversal de parte del dispositivo optoelectronico mostrado en la Figura 1a;
La Figura 3 es una vista en seccion transversal de un diseno alternativo del dispositivo optoelectronico de la presente invencion;
La Figura 4 es una vista de planta en seccion transversal de un sistema de rodillo a rodillo utilizado para producir el 5 dispositivo optoelectronico de la presente invencion;
La Figura 5 es una vista en seccion transversal del canal del dispositivo optoelectronico de la presente invencion.
La Figura 1a muestra una vista de planta del dispositivo 301 optoelectronico que comprende un sustrato 305. El sustrato 305 tiene una superficie que comprende una primera 304a y una segunda 304b serie de ranuras y un canal 302 entre estos.
10 El dispositivo 301 optoelectronico es una celda solar fotovoltaica. El dispositivo 301 optoelectronico incluye una mezcla de ranuras interdigitadas (conectadas en paralelo) y en cascada (conectadas en serie). El voltaje operativo del dispositivo
301 optoelectronico se puede controlar al cambiar el numero de serie de las ranuras 30a y 304b. Incrementar el numero de serie de las ranuras 304a y 304b incrementa el voltaje operativo del dispositivo 301 optoelectronico. El dispositivo 301 optoelectronico se puede operar en paralelo o en una combinacion de un arreglo de este en serie y en paralelo. Puede
15 ser una ventaja del dispositivo 301 optoelectronico que este retire la necesidad de etapas extra del proceso a ser utilizadas para conectar las estructuras de ranura en cascada en serie para lograr el voltaje de salida deseado.
El canal 302 es un medio para separar pero tambien conectar las ranuras 304a y 304b en cascadas (conectadas en serie) en paralelo, con el fin de hacer posible extraer la carga electrica deseada generada en el voltaje disenado por el numero de estructuras 304a y 304b de ranura en cascada.
20 El canal 302, tambien denominado como la caractenstica de delineacion o de delineacion estructural primero atraviesa la primera serie 304a de ranuras en cascada hacia el borde de la red estructurada y luego cruza un espacio 303 entre las ranuras 304a y 304b en cascada, y posteriormente cruza la segunda serie de ranuras 304b en cascada hacia el borde opuesto de la red estructurada. Ya que muchas de estas caractensticas 302 de delineacion estructural se utilizan, cada serie de ranuras 304a y 304b en cascada, por ejemplo, cruzan hacia cada uno de los bordes mediante elementos de dos 25 caractensticas 302 de delineacion individual sucesiva, tal como se describio en la Figura 1a.
Los espacios 303 se dividen en las primeras 306a y segundas 306b areas. La primera area 306a lleva una carga positiva y la segunda area 306b lleva una carga 306b negativa.
Puede ser una ventaja que el dispositivo optoelectronico de la presente invencion no sufra de la mima sensibilidad para los defectos en su estructura comparada con otros dispositivos optoelectronico conocidos de la tecnica anterior. Cualquier 30 defecto en la estructura de una celda fotovoltaica solar de construccion en emparedado plana conocida tfpica por ejemplo afectara severamente el desempeno total de la celda en el cual se incorpora la construccion en emparedado. Esto significa que los procesos de fabricacion se deben mantener muy limpios y cualquier proceso de recubrimiento posterior debe ser altamente uniforme. Estos requerimientos reducen los rendimientos y producciones del proceso ya que los materiales depositados en la conduccion en emparedado deben ser muy uniformes y esto requiere que el proceso sea controlado 35 cuidadosamente.
Adicionalmente, la construccion en emparedado plana conocida tfpica tiene una capa conductora transparente, que puede ser, por ejemplo, basada en oxido de zinc o en oxido de indio, que es poco costosa. Tambien, cualquier error hecho durante los procesos de elaboracion posteriores para producir los voltajes deseados de la construccion en emparedado son por lo tanto costosos. La capa conductora transparente requiere una alta temperatura para su deposicion con el fin 40 de lograr el desempeno requerido para los productos comerciales, incrementando adicionalmente el costo de fabricacion del dispositivo.
El dispositivo optoelectronico de la presente invencion pude mitigar algunas o todas las desventajas anteriores de las celdas solares fotovoltaicas conocidas que tienen una construccion en emparedado plana. El canal o la caractenstica 302 de delineacion, se crea con las ranuras 304, antes del recubrimiento. Algunos sistemas conocidos producen primero las 45 ranuras, luego recubren las ranuras antes de producir la caractenstica 302 de delineacion.
La Figura 1b muestra una vista de planta de un dispositivo 301 optoelectronico alternativo que comprende un sustrato 305. El sustrato 305 tiene una superficie que comprende una primera 304a y segunda 304b serie de ranuras y un canal
302 entre ellas. Otras caractensticas del dispositivo 301 optoelectronico mostrado en la Figura 1b son iguales a aquellas mostradas en la Figura 1a.
50 La Figura 1b muestra un canal 302 recto entre una primera 304a y segunda 304b serie desfasada de ranuras.
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La Figura 2 muestra una vista en seccion transversal de una parte de un dispositivo 301 optoelectronico mostrado en la Figura 1a.
Cada ranura 310a y 310b por ejemplo, de la primera serie de ranuras 304aatiene una primera cara 312a y una segunda cara 312b y una cavidad 314 entre ellas. Cada ranura 320a y 320b por ejemplo, de la segunda serie de ranuras 304b tiene una primera cara 312a y una segunda cara 312b y una cavidad 314 entre ellas.
El canal 302 tiene una profundidad igual a dos veces la profundidad de las ranuras 310a y 310b y 320a y 320b de la primera 304a y segunda 304b serie de ranuras respectivamente.
Las cavidades 314 son parcialmente llenadas con un primer material 316 semiconductor. La primera cara 312a se recubre con un material 318 conductor y la segunda cara 312b se recubre con un segundo material 317 semiconductor.
La primera cara 312a se recubre con un material 318 conductor y la segunda cara 312b se recubre con un material 317 semiconductor que utiliza una tecnica de recubrimiento fuera del eje. La cavidad 304 esta parcialmente llena con otro material semiconductor que utiliza una tecnica de recubrimiento uniforme.
El recubrimiento direccional fuera del eje requiere que el recubrimiento ocurra desde un angulo con relacion a cada ranura 310a y 310b por ejemplo, de la primera serie de ranuras 304a y tambien cada ranura 320a y 320b por ejemplo, de la segunda serie de ranuras 304b. El recubrimiento se es rociado sobre las ranuras y depositado a cualquier lado de un eje vertical. El recubrimiento direccional fuera del eje se efectua en un vado parcial. El vado parcial asegura que el material de recubrimiento proveniente de la fuente tenga una senda libre media suficiente, esto es una senda directa y no desviada, y que el sustrato este sustancialmente libre de interacciones con moleculas de gas o atmosfericas.
El rociado se utiliza aqu para referirse a cualquier tipo de recubrimiento direccional de elementos individuales y/o gotas, cuyas dimensiones son mas pequenas que las dimensiones de cada ranura 310a y 310b por ejemplo, de la primera serie de ranuras 304a y tambien cada ranura 230a y 320b por ejemplo, de la segunda serie de ranuras 304b.
El recubrimiento direccional fuera del eje significa que el recubrimiento del material 318 conductor y el segundo material 317 semiconductor esta sustancialmente restringido por el angulo de vision a solamente un lado de cada ranura 310a y 310b por ejemplo, de la primera seria de ranuras 304a y un lado de cada ranura 320a y 320b por ejemplo, de la segunda serie de ranuras 304. Los lfmites aceptables del recubrimiento direccional fuera del eje se definen por el tipo de estructura y/o sustrato sobre el cual se deposita el recubrimiento. El recubrimiento puede ser continuo o discontinuo sobre una superficie de la estructura y/o el sustrato que depende de su estructura fina o del tipo de estructura o sustrato utilizado.
La forma de la cavidad 314 formada por y entre la primera y segunda caras 312a y 312b de la primera 304a y segunda 304b serie de ranuras es tal que en angulo de vision esta restringido. El angulo de vision restringido es el resultado de los bordes superiores en la ranura vecina.
El proceso de recubrimiento direccional fuera de eje es ademas descrito en la WO 2012/175902A1. El proceso de recubrimiento direccional fuera del eje se puede denominar como deposicion de angulo oblicuo (GLAD)
El material 318 conductor y el segundo material 317 semiconductor se depositan sobre las superficies 304a y 304b estructuradas de ranura en cascada utilizando recubrimiento direccional fuera del eje, posibilitando la fabricacion de conductores interdigitados sin contacto que han definido las geometnas a lo largo de la superficie presentada a la fuente de los materiales de recubrimiento,
La segunda cara 312b esta a menudo recubierta con un segundo material conductor (no mostrado) y luego el material 317 semiconductor. Ambos recubrimientos se aplican utilizando una tecnica de recubrimiento fuera de eje. El material 317 semiconductor es luego recubierto sobre la parte superior del segundo material conductor (no mostrado). El material 318 conductor y el segundo material conductor (no mostrado) se utilizan entonces como conexiones, algunas veces para conexiones de entrada y salida, a los primeros 316 y segundos 317 materiales semiconductores depositados en el espacio entre el material 318 conductor y el segundo material conductor (no mostrado) sobre la superficie estructurada, que es la superficie del sustrato.
El recubrimiento de direccional fuera del eje recubre tanto las ranuras 304a y 304b y caractenstica 302 de delineacion que corre paralela la una a la otra y las porciones 306a y 306b de la caractenstica 302 de delineacion perpendicular a las ranuras 304a y 304b. Esto es usualmente una operacion simple (como se mostro en la Figura 1a)
Las superficies estructuradas de ranura en cascada manejan algunos de los problemas asociados con los dispositivos construidos en emparedado planos estandar, sin embargo estas superficies estructuradas de ranura en cascada de la tecnica anterior son interdigitadas (conectadas en paralelo) o en cascada (conectadas en serie). El dispositivo 301 optoelectronico suministra una mezcla de estructuras de ranura interdigitadas y en cascada. Esto permite que el voltaje de operacion del dispositivo 301 optoelectronico sea disenado y controlado por el numero de series de ranuras, por
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ejemplo 304a y 304b. Cualquier numero de serie de ranuras, por ejemplo 304a y 304b, se puede producir y operar en paralelo para suministrar la salida de voltaje deseada y en serie para suministrar la salida de corriente deseada. El numero de ranuras afecta el voltaje y el numero de serie de la ranuras afecta la corriente.
Una tecnica pos desmetalizacion del recubrimiento direccional fuera del eje convencional requiere espacio significativo paras ser apartado entre una serie de estructuras de ranura en cascada de tal manera que se pueden mantener las dos propiedades. La primera propiedad es una ffsica porque debe tener suficiente espacio para acomodar la caractenstica de delineacion entre una serie de estructuras de ranura en cascada y tambien suficiente espacio para permitir las tolerancias de registro de la tecnica seleccionada para la tecnica de desmetalizacion, que puede ser, por ejemplo, una tecnica laser. La segunda propiedad es que el espacio dejado despues del proceso de pos desmetalizacion de recubrimiento direccional fuera de eje aun necesita ser capaz de pasar corriente de suficiente conductancia para permitir el uso eficiente de los dispositivos en cascada.
Cuando se utilice una tecnica de pos desmetalizacion del recubrimiento direccional fuera del eje, la caractenstica de delineacion o la region entre una serie de ranuras en cascada se podna formar, por ejemplo mediante corte con laser a traves del material conductor depositado mientras que se evita el corte a traves del sustrato de soporte o mediante la impresion del material con aguafuerte metalico sobre los metales depositados. Luego del uso de estas tecnicas, la caractenstica de delineacion resultante evita el cortocircuito de la salida positiva de una serie de ranuras en cascada con la salida negativa de la siguiente serie de ranuras en cascada y evita la conduccion lateral de las ranuras en cascada individuales a los contactos de borde.
El espacio requerido para la caractenstica de delineacion a ser introducida despues de la metalizacion del recubrimiento direccional fuera del eje es relativamente grande y no tiene funcion activa. Por lo tanto, existe una reduccion en el area de la ranura en cascada activa ya que la caractenstica de delineacion y las areas de extraccion de carga resultantes deben ser suficientemente grandes para permitir tanto el registro de la caractenstica de delineacion con sus tolerancias asociadas como suministrar una senda de resistencia suficientemente baja de tal manera que la carga se pueda extraer sin excesivas perdidas internas. Consecuentemente, para la celda solar fotovoltaica, esta region reduce el area activa del producto fabricado rodillo a rodillo total.
El dispositivo 301 optoelectronico incrementa la velocidad y disminuye los costos de elaboracion de los dispositivos de tal manera que las celdas solares fotovoltaicas, con un incremento concomitante en el rendimiento del producto debido al desperdicio reducido durante el proceso de manufactura.
La Figura 3 muestra una vista en seccion transversal de un diseno alternativo del dispositivo 301 optoelectronico. El dispositivo 301 optoelectronico tiene una superficie 340 estructurada y una superficie 342 plana. La primera 304a y segunda 304b series de estructuras de ranura en cascada descansan a cualquier lado de la caractenstica 404 de delineacion. Los conductores 406a y 406b de extraccion de carga en combinacion con la caractenstica 404 de delineacion son relativamente compactos y reducen el ancho total sobre la superficie del sustrato que se requiere comparado con otros sustratos planos conocidos. La caractenstica 404 de delineacion representa una area inactiva del dispositivo 301 optoelectronico, y por lo tanto entre mas pequena sea el area inactiva mejor.
El area inactiva se muestra aqrn como el area plana entre la ranuras 304a por ejemplo, y la caractenstica 404 de delineacion. El tamano del area inactiva puede sin embargo ser reducida adicionalmente y como tal puede ser un pico entre las ranuras, por ejemplo 304a y la caractenstica 404 de delineacion.
Se utiliza el recubrimiento direccional fuera del eje para fabricar la caractenstica 404 de delineacion, en particular el recubrimiento direccional fuera del eje se utiliza para aplicar los materiales conductores, los conductores 406a y 406b de extraccion de carga a las superficies superiores y adyacentes a la caractenstica 404 de delineacion.
La caractenstica 404 de delineacion es sustancialmente perpendicular al plano del sustrato y por lo tanto reduce el area y/o la region entre las ranuras 304a y 304b tambien denominadas como cascadas activas y por lo tanto incrementan el area activa efectiva del sustrato. La caractenstica 404 de delineacion estructural se crea en el punto de o antes de la etapa de el recubrimiento direccional fuera de eje y reduce de esta manera el ancho del area inactiva en mas de un 50%, comparado con cuando se introduce una caractenstica de delineacion despues, tambien denominada como pos desmetalizacion del recubrimiento direccional fuera el eje.
La extraccion de carga se puede lograr a traves de la caractenstica 404 de delineacion y como la caractenstica de delineacion de una realizacion de la presente invencion esta verticalmente orientada o sustancialmente orientada de manera vertical, la cantidad de area necesaria para soportar suficiente material 406a y 406b conductor requerido para la extraccion de carga eficiente se reduce. Por lo tanto, el area inactiva introducida por una tecnica de pos desmetalizacion de recubrimiento direccional fuera del eje se reduce significativamente en tamano cuando la creacion de la caractenstica de delineacion se combina con el proceso de recubrimiento direccional fuera del eje.
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La celda 301 solar fotovoltaica de la presente invencion posibilita los voltajes positivos y negativos producidos a traves de cada una de las series de las ranuras 304a y 304b en cascada a ser conectadas en paralelo, un proceso que se requiere para poder extraer la carga deseada generada, en el voltaje disenado por el numero de estructura de ranura en cascada. Esta retira ventajosamente la necesidad de etapas de proceso extra a ser utilizados para conectar las estructuras de ranura en cascada en serie para lograr el voltaje de salida deseado. El dispositivo optoelectronico de la presente invencion ayuda a incrementar la velocidad y disminuir el costo de elaboracion de los dispositivos de dos terminales tal como las celdas solares fotovoltaicas, con el incremento concomitante en el rendimiento del producto debido a una menor cantidad de desperdicio durante el proceso de elaboracion.
Una vez fabricado los conductores 406a y 406b de extraccion de carga de la caractenstica 404 de delineacion forman conexiones de entrada y salida al material semiconductor (no mostrado) en las cavidades de las estructuras 304a y 304b de ranura en cascada. De manera ventajosa, esto permite que cualquier longitud de la red o de la celda 301 solar fotovoltaica sea cortada, aunque teniendo las salidas positiva y negativa disponibles en los bordes opuestos de la red.
La Figura 4 muestra una vista de planta y en seccion transversal de un sistema de rollo a rollo utilizado para producir el dispositivo optoelectronico de la presente invencion.
El angulo 501 es el angulo de vision de la fuente 502 a la caractenstica 503 de delineacion en la aproximacion mas cercana en donde esta presente el angulo mas grande posible. El angulo 501 corresponde al angulo 607 en la figura 5. El angulo 607 en la Figura 5 es el angulo de interaccion maximo que mantendra la separacion del recubrimiento en ambas caras de la caractenstica de delineacion.
El escudo 504 restringe el recubrimiento sobre las estructuras 505 de ranura en cascada y la caractenstica 503 de delineacion de tal manera que las consideraciones geometricas de tanto la 505 como la 503 puedan ser satisfechas en la medida de que ellas son presentadas en todas las posiciones del rodillo en la medida en que este pasa alrededor del tambor 506. Se puede utilizar cualquier numero de escudos 504, incluyendo 1, 2, 3, 4 hasta una pluralidad de escudos. Esto posibilita la tecnologfa de recibimiento selectiva desplegada para crear los conductores 508 y 509 de extraccion de carga (mostrados como 406a y 406b en la Figura 3 y 306a y 306b en la Figura 2) de la caractenstica 507 de delineacion al mismo tiempo que el recubrimiento direccional fuera del eje de las ranuras 505 (marcadas 304a y 304b en las Figuras 2 y 3). La region 507 de la caractenstica de delineacion es la region especifica en la medida en que esta cruza a traves de la red 510 y separa los dos conductores 508 y 509.
El patron del compuesto de las series multiples de ranura 505 en cascada y la caractenstica 506 de delineacion estructural a gran escala relativa se puede producir en un tambor 506 simple, o se pueden desplegar dos patrones de tambor separados, uno para las series multiples de ranuras en cascada y uno para la caractenstica de delineacion estructural a gran escala. Por lo tanto, el segundo patron, a saber la caractenstica de delineacion se puede incluir antes o durante la creacion del patron de ranura en cascada en la etapa de patronamiento que produce la superficie estructurada de las series multiples de ranuras en cascada.
El patron resultante de la serie de ranuras en cascada y las caractensticas de delineacion es tal que este tiene superficies orientadas y cuando el recubrimiento de estas superficies desde un angulo, a saber fuera del eje, los materiales conductores y/o semiconductores se pueden depositar a cualquier lado del patron en tanto que la estructura sobre la cual ellos son recubiertos y las posiciones relativas de las fuentes cumplan necesariamente los requisitos geometricos. Estos requisitos son que el recubrimiento sea sustancialmente restringido por el angulo de vision a solamente un lado o faceta o cara de la estructura de superficie. Por lo tanto, el resultado final del recubrimiento direccional fuera del eje es que no existe o existe poca conduccion electrica entre cualquiera de las dos superficies opuestas de la caractenstica de delineacion. Puede ver alguna conduccion electrica entre cualquiera de las dos superficies opuestas o a traves de la caractenstica de delineacion pero esta es minima y el efecto parasito desventajoso de esta conduccion electrica a traves de la caractenstica de delineacion puede ser tenido en cuenta en el diseno del dispositivo optoelectronico.
Crear la caractenstica 507 de delineacion al tiempo de estructurar la superficie, que es antes de el recubrimiento direccional fuera del eje opuesto al pos recubrimiento direccional fuera del eje por una tecnica de desmetalizacion tal como un laser o un aguafuerte metalico, significa que se mitigan los requisitos estrictos para la tolerancia del registro laser, y el ancho total de la caractenstica de delineacion se reduce, minimizando asf el tamano de la region inactiva.
El area inactiva producida utilizando el metodo de la presente invencion es menor del 50% del area inactiva producida por las tecnicas de pos desmetalizacion de recubrimiento direccional fuera del eje. Existe por lo tanto un incremento en el rendimiento del producto debido a la menor cantidad de desperdicio durante el proceso de elaboracion de la presente invencion.
La Figura 5 muestra una vista en seccion transversal del canal 302 del dispositivo 301 optoelectronico mostrado en la Figura 1a.
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La altura 601 vertical, el ancho 602 horizontal, el angulo 603 de partida, el angulo 604 de giro y el ancho 605 efectivo de la caractenstica 302 de delineacion simple en la direccion del rodillo son todas mostradas en la Figura 5.
El angulo 606 en la base de la estructura del lado cuadrado asumida define al angulo en el cual la mitad de la caractenstica 302 de delineacion sera recubierto con material que llega a ese angulo. El angulo 607 en el fondo de la caractenstica 302 de delineacion es el angulo en el cual se recubre un lado vertical solamente.
Estos criterios se basan en las relaciones de aspecto de la caractenstica 301 de delineacion y los angulos 603 y 604. Las relaciones geometricas entre estos angulos y la relacion de aspecto se puede utilizar para calcular el ancho 605 de la caractenstica de delineacion y asf el giro de la caractenstica en el angulo 604, esta longitud se dobla y por lo tanto el angulo critico mostrado como 607 es el angulo maximo que se puede permitir que ocurra.
[0139]Para propositos de ejemplificacion, es posible para el angulo 603 igualar 0 grados, en cuyo escenario, la caractenstica 301 de delineacion correna tanto paralela como perpendicular a la superficie que esta siendo recubierta. Puede haber una mayor posibilidad de conexion electrica cuando la caractenstica 301 de delineacion corre perpendicular.
Para un uso eficiente del material, se ha encontrado que un angulo 603 de 45 grados es util. Cuando este angulo se acopla con una relacion de aspecto de 2:1 para la altura 601 al ancho 605 de la caractenstica de delineacion, se ha mostrado que existe un excelente rendimiento con el grosor de los recubrimientos que son comparables con aquellos requeridos para los dispositivos comercialmente utiles.
Para el angulo 607 critico, es deseable un mayor angulo de tamano con el fin de producir buena separacion de las caras recubiertas. El angulo 607 critico se define mediante la siguiente ecuacion:
[0142] En el cual D607 es al angulo 607 critico, 601 es la altura vertical de la caractenstica de delineacion, 602 es el ancho horizontal de la caractenstica de delineacion, y D603 es el angulo de partida de la caractenstica de delineacion, como se definio anteriormente. En una realizacion, un angulo de 5 grados se agrega al resultado de la operacion tangente inversa como un factor de seguridad. Dependiendo de la aplicacion, sin embargo, este factor de seguridad podna, en realizaciones alternativas, ser mayor o mas pequeno.
[0143] Asf, y para propositos adicionales de ejemplificacion, con una relacion de aspecto de 1:1 para la altura al ancho de la caractenstica de delineacion, cuando el angulo 603 es igual a 75 grados, el angulo 607 igual a 44 grados y cuando el angulo 603 es igual a 15 grados, el angulo 607 es igual a 14 grados. Con una relacion de aspecto de 2:1 para la altura al ancho de la caractenstica de delineacion, cuando el angulo 603 es igual a 15, el angulo 607 igual a 62 grados y cuando el angulo 603 igual a 75 grados, el angulo 607 es igual 27 grados. Con una relacion de aspecto de 3:1 para la altura al ancho de la caractenstica de delineacion, cuando el angulo 603 es igual a 75 grados, el angulo 607 es igual a 37 grados. Con una relacion de aspecto de 4:1 para la altura al ancho de la caractenstica de delineacion, cuando el angulo 603 es igual a 75 grados, el angulo 607 es igual a 45 grados. Los angulos calculados anteriormente asumen que la superficie plana del sustrato representa 0 grados.
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Claims (14)

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    Reivindicaciones
    1. Un dispositivo 301 optoelectronico que comprende:
    Un sustrato (305) que comprende una primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras y un canal (302) entre ellos
    Cada ranura de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras tienen una primera (312a) y segunda (312b) cara y una cavidad (314) entre ellas;
    La cavidad (314) se llena al menos parcialmente con un primer material (316) semiconductor;
    La primer cara (312a) recubierta con un materia (318) conductor y la segunda cara (312b) recubierta con un segundo material (317) semiconductor;
    Caracterizada porque una porcion de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras y una porcion del canal (302) entre ellas son sustancialmente paralelas la una a la otra y en donde el canal (302) tambien corta transversalmente las ranuras de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras.
  2. 2. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en la reivindicacion 1 en donde el canal (302) corta transversalmente las ranuras de la primera serie de ranuras (304a) hacia un extremo de cada ranura y luego pasa entre la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras, cortando transversalmente las ranuras de la segunda serie de ranuras (304b) hacia un extremo opuesto de cada ranura.
  3. 3. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en la reivindicacion 1 o reivindicacion 2, en donde la primera (312a) y segunda (312b) caras de cada una de las ranuras de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras son recubiertas con el material (318) conductor.
  4. 4. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en cualquier reivindicacion precedente, en donde el primer material (316) semiconductor es un material semiconductor tipo p y el segundo material (317) semiconductor es un material semiconductor tipo n.
  5. 5. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en cualquier reivindicacion precedente, en donde los primeros (316) y segundos (317) materiales semiconductores son juntos denominados como un material activo, el material activo depositado en la cavidad (314) y sobre la primera (312) y/o segunda (312b) cara de la cavidad (314) suministran contactos ohmicos y de rectificacion para la insercion o extraccion de la carga proveniente del material activo.
  6. 6. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en cualquier reivindicacion precedente, en donde el angulo en el cual el canal (302) corta transversalmente los extremos de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras es variable de 0 a 90 grados.
  7. 7. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en cualquier reivindicacion precedente, en donde el primer material (316) semiconductor en la cavidad (314), el segundo material (317) semiconductor sobre la segunda cara (312b) y el material (318) conductor sobre al menos la primera cara (312a) de cada ranura de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras estan independiente todas en comunicacion electrica.
  8. 8. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en cualquier reivindicacion precedente, en donde el canal (302) tiene una primera y segunda cara y una segunda cavidad de canal entre ellas, la primera y segunda caras del canal estan recubiertas con el material (318) conductor.
  9. 9. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en la reivindicacion 8, en donde un primer lado y un segundo lado del canal (302) suministran los polos positivo y negativo de un circuito electrico, el primer y segundo lados estan en comunicacion electrica con el material (318) conductor sobre la primera y segunda caras del canal (302)
  10. 10. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en cualquier reivindicacion precedente, en donde la profundidad de canal (302) es al menos dos veces la profundidad de las ranuras de las primeras (304a) y segundas (304b) series de ranuras.
  11. 11. Un dispositivo optoelectronico tal como se reivindico en cualquier reivindicacion precedente, en donde la profundidad del canal (302) es tfpicamente dos veces el ancho del canal (302).
  12. 12. Un metodo para producir un dispositivo (301) optoelectronico el metodo incluye las etapas de:
    Suministrar un sustrato (305) que comprende una primera (304a) y una segunda (304b) series de ranuras y un canal (302) entre ellas, cada ranura de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras tiene una primera (312a) y una segunda (312b) cara y una cavidad (314) entre ellas, una porcion de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras y una porcion del canal (302) entre ellas es sustancialmente paralela la una a la otra y en donde el canal (302) tambien cortas 5 transversalmente las ranuras de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras;
    Recubrir al menos la primera cara (312a) con un material (318) conductor y recubrir la segunda cara (312b) con un material (317) semiconductor;
    Caracterizado porque el metodo ademas incluye la etapa de al menos llenar parcialmente la cavidad (314) con otro material (316) semiconductor.
    10 13. Un metodo de acuerdo a la reivindicacion 12, en donde el material (317) semiconductor es un material semiconductor
    tipo p y el otro material (316) semiconductor es un material semiconductor tipo n.
  13. 14. Un metodo de acuerdo a la reivindicacion 12 o reivindicacion 13, en donde la etapa de recubrir al menos la primera cara (312a) de cada ranura de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras con el material (318) conductor y recubrir la segunda cara (312b) de cada ranura de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras con el material
    15 (317) semiconductor comprende un proceso de recubrimiento direccional fuera del eje.
  14. 15. Un metodo de acuerdo a la reivindicacion 14, en donde el proceso de recubrimiento direccional fuera del eje incluye rociar el material (318) conductor y el material (317) semiconductor en un angulo relativo al plano del sustrato (305), y por lo tanto tambien cada una de las ranuras de la primera (304a) y segunda (304b) serie de ranuras, de tal manera que solo la primera (312a) o segunda (312b) cara de cada ranura de la primera (304a) y la segunda (304b) serie de ranuras esta
    20 recubierta.
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