DE3213789C2 - - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
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-
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des
Wirkungsgrades von CdSe-Dünnschicht-Solarzellen.
Metall/Isolator/Halbleiter-Dünnschicht-Solarzellen auf
der Basis von CdSe sind bekannt (D. Bonnet, E. Rickus,
"The CdSe Thin Film Solar Cell", Proc. 14th Photovoltaic
Specialists Conf., 1980, S. 629; "Entwicklung einer
Cadmiumselenid-Dünnschicht-Solarzelle", Statusbericht
Sonnenenergie 1980, VDI-Verlag, S. 1055). Solche Solar
zellen bestehen aus einem Rückkontakt aus Chrom, einer
2 bis 3 µm dicken CdSe-Schicht, einer 4 bis 5 nm dicken
ZnSe-Schicht, einem Schottkykontakt aus Gold und einer
Antireflexschicht. Alle Schichten können z. B. im Hoch
vakuum aufgedampft und anschließend bei etwa 200°C ge
tempert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
wirtschaftliches und in den Herstellungsprozeß ohne techni
schen Aufwand integrierbares Verfahren zu entwickeln, mit
dem die Effizienz von Metall/Isolator/Halbleiter-Dünnschicht-
Solarzellen auf der Basis von CdSe wesentlich erhöht werden
kann.
Es hat sich gezeigt, daß sich diese Aufgabe lösen läßt,
wenn zumindest die aktive Fläche der Solarzelle bei Raum
temperatur mit Quanten einer Energie von größer als 3,5 eV
bestrahlt wird. Die Solarzelle wird vorzugsweise nach vor
herigem Tempern mit UV-Licht der Wellenlänge von etwa
250 bis etwa 350 nm bestrahlt. Die Sättigung ist normaler
weise mit einer Bestrahlungsdosis von ca. 1,5 Ws/cm²
erreicht.
Im Stand der Technik ist schon die Behandlung
von halbleitenden Materialien mit ultraviolettem
Licht beschrieben worden. Dabei wird z. B. in
der DE 10 00 935 insbesondere Germanium mit
ultraviolettem Licht bestrahlt, um den Sperrwider
stand zu erhöhen.
Die aus der Strahlung resultierte Erhöhung des Wirkungs
grades nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist zeitlich stabil und kann nur durch Temperatur
behandlung über 150°C rückgängig gemacht werden. Bei der
normalen Betriebstemperatur von Solarzellen von weniger
als 100°C treten demzufolge keine Stabilitätsprobleme auf.
Die Erfindung wird anhand von einem lediglich einen Aus
führungsweg darstellenden Beispiel näher erläutert:
Auf einem Substrat werden in an sich bekannter Weise der
Rückkontakt, die CdSe-Schicht (ca. 2 µm), die ZnSe-Schicht
(ca. 5 nm), der Goldkontakt, das Stromabnahmegitter und
die Antireflexschicht (ZnS) aufgedampft. Nach einer Tem
peraturbehandlung bei 200°C erreicht die 1 cm² große Zelle
bei simulierter Sonnenstrahlung von 100 nW/cm² die folgen
den charakteristischen Daten:
Die in der Schrift DE 25 42 194 beschriebene UV-Bestrahlung
während der Schichtabscheidung, erweist sich bei der Va
kuumverdampfung von Camiumsulfid hinsichtlich der Leistungssteigerung als vorteilhaft, jedoch
werden die Elemente anschließend noch
wärmebehandelt.
Die in dem Artikel von R. M. Feenstra, vgl. J. Appl. Phys. Bd. 50, September 1979,
S. 5624-5629, beschriebene ther
mische Behandlung von Cadmiumselenidschichten führt zu Temperaturen bis nahe an den
Schmelzpunkt, während die erfindungsgemäßen Cadmiumselenid
schichten
durch eine nachträgliche thermische Behandlung die durch die UV-Bestrahlung
erzielten günstigen Schichteigenschaften für Solarzellenanwendungen zerstören würden.
Leerlaufspannung (Uoc): 0,5 V
Kurzschlußstrom (Isc): 17,0 mA
Füllfaktor (FF): 40%
Wirkungsgrad (η): 3,4%
Kurzschlußstrom (Isc): 17,0 mA
Füllfaktor (FF): 40%
Wirkungsgrad (η): 3,4%
Durch Bestrahlung der gesamten aktiven Zellfläche mit UV-
Licht aus einer kommerziellen Xenon-Hochdrucklampe ver
bessern sich die Zellparameter. Bei einer mittleren Bestrah
lungsintensität von 1,5 mW/cm² erreichen sie nach ca. 15 min.
eine Sättigung und haben danach die folgenden Werte:
Leerlaufspannung (Uoc): 0,575 V
Kurzschlußstrom (Isc): 18,2 mA
Füllfaktor (FF): 42,5%
Wirkungsgrad (η): 4,4%
Kurzschlußstrom (Isc): 18,2 mA
Füllfaktor (FF): 42,5%
Wirkungsgrad (η): 4,4%
Der Wirkungsgrad der CdSe-Metall/Isolator/Halbleiter-
Dünnschichtzelle wurde demzufolge um ca. 30% erhöht.
Claims (1)
- Verfahren zur Erhöhung des Wirkungsgrades von CdSe- Dünnschicht-Solarzellen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die aktive Fläche der Solarzelle bei Raum temperatur mit Photonen einer Energie von mehr als 3,5 eV bis 5 eV bestrahlt wird, wobei die Temperatur der Solarzelle kleiner als 100°C bleiben muß, und die Dosis der Bestrahlung von ca. 1 bis 2 Ws/cm², vorzugs weise ca. 1,5 Ws/cm², beträgt und daß die Solarzelle vorher getempert wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823213789 DE3213789A1 (de) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | Verfahren zur erhoehung des wirkungsgrades von cdse-duennschicht-solarzellen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823213789 DE3213789A1 (de) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | Verfahren zur erhoehung des wirkungsgrades von cdse-duennschicht-solarzellen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3213789A1 DE3213789A1 (de) | 1983-10-20 |
| DE3213789C2 true DE3213789C2 (de) | 1989-03-02 |
Family
ID=6160923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823213789 Granted DE3213789A1 (de) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | Verfahren zur erhoehung des wirkungsgrades von cdse-duennschicht-solarzellen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3213789A1 (de) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL97169C (de) * | 1952-09-17 | |||
| ZA755836B (en) * | 1974-09-23 | 1976-10-27 | Dh Baldwin Co | Photovoltaic cell |
| DE2908485A1 (de) * | 1979-03-05 | 1980-09-11 | Licentia Gmbh | Verfahren zum einbetten von halbleiter-bauelementen in kunststoff |
-
1982
- 1982-04-15 DE DE19823213789 patent/DE3213789A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3213789A1 (de) | 1983-10-20 |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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