Analýza a optimalizace selektivních technologických procesů pro kontakty krystalických křemíkových solárních článků

Abstract

Dizertační práce pojednává o metodách přípravy a analýzy kontaktů krystalických křemíkových článků se zaměřením na využití selektivních procesů při jejich přípravě. Maskovací schopnosti nitridu křemíku jsou využity pro selektivní leptání křemíku, selektivní difúzi fosforu a selektivní depozici kontaktů na bázi chemického niklu. Elektrické vlastnosti zárodečných kovových kontaktů jsou analyzovány pomocí metod založených na čtyřbodovém měření. Morfologie zárodečných a zesílených kontaktů pomocí optické a elektronové mikroskopie. Dosažených výsledků je využito při výrobě křemíkového solárního článku s inovačním typem přední metalizace se strukturou: chemický nikl, vodivé lepidlo, měděný drátek. Tento přístup umožňuje snížit zastínění přední plochy FV článku převážně díky vynechání sběrných elektrod-tzv. busbarů. Další výhodou tohoto přístupu je nahrazení stříbra levnější mědí alespoň ve 2/3 průřezu vodiče přední elektrody fotovoltaického článku. Pro selektivní odstranění vrstvy nitridu křemíku je použito infračerveného laserového svazku.

The submitted work deals with the methods for manufacturing and analysis of contacts on crystalline silicon solar cells. It is focused on selective processes for the production of solar cells metal contacts. The masking feature of silicon nitride is used for selective silicon etching, selective phosphorus diffusion and selective electro-less nickel deposition. Properties of metal contacts precursors are investigated using optical microscopy and their electrical properties using methods based on a four-point probe method. Results are used for the manufacturing of silicon, solar cell with an innovative type of the structure of the front side metallization: chemical nickel, conductive adhesive and copper wire. This approach allows to reduce shading of the front area of PV cells with the ability to avoid usage of busbars. The another advantage of this approach is in replacement of costly silver in at least 2/3 cross section of the front side metallization. Selective ablation of silicon nitride layer was conducted by means of IR laser beam.