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1. WO2014009061 - VERWENDUNG VON MIKROPORÖSEN ANIONISCHEN ANORGANISCHEN GERÜSTSTRUKTUREN ENTHALTEND DOTIERSTOFFKATIONEN FÜR DIE HERSTELLUNG VON DÜNNSCHICHTSOLARZELLEN

Veröffentlichungsnummer WO/2014/009061
Veröffentlichungsdatum 16.01.2014
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2013/061551
Internationales Anmeldedatum 05.06.2013
IPC
H01L 31/0392 2006.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
31Halbleiterbauelemente, die auf Infrarot-Strahlung, Licht, elektromagnetische Strahlung kürzerer Wellenlänge als Licht oder Korpuskularstrahlung ansprechen und besonders ausgebildet sind, entweder für die Umwandlung der Energie einer derartigen Strahlung in elektrische Energie oder für die Steuerung elektrischer Energie durch eine derartige Strahlung eingerichtet sind; Verfahren oder Vorrichtungen, besonders ausgebildet für die Herstellung oder Behandlung dieser Halbleiterbauelemente oder Teilen davon; Einzelheiten dieser Bauelemente
0248gekennzeichnet durch die Halbleiterkörper
036gekennzeichnet durch die kristalline Struktur oder besondere Orientierung der Kristallflächen
0392mit dünnen Schichten, die auf metallischen oder isolierenden Substanzen aufgebracht sind
CPC
H01L 31/0284
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
31Semiconductor devices sensitive to infra-red 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
0248characterised by their semiconductor bodies
0256characterised by the material
0264Inorganic materials
028including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
0284comprising porous silicon as part of the active layer(s)
H01L 31/0322
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
31Semiconductor devices sensitive to infra-red 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
0248characterised by their semiconductor bodies
0256characterised by the material
0264Inorganic materials
032including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
0322comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
H01L 31/0323
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
31Semiconductor devices sensitive to infra-red 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
0248characterised by their semiconductor bodies
0256characterised by the material
0264Inorganic materials
032including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
0322comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
0323characterised by the doping material
H01L 31/0326
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
31Semiconductor devices sensitive to infra-red 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
0248characterised by their semiconductor bodies
0256characterised by the material
0264Inorganic materials
032including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
0326comprising AIBIICIVDVI kesterite compounds, e.g. Cu2ZnSnSe4, Cu2ZnSnS4
H01L 31/0327
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
31Semiconductor devices sensitive to infra-red 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
0248characterised by their semiconductor bodies
0256characterised by the material
0264Inorganic materials
032including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
0326comprising AIBIICIVDVI kesterite compounds, e.g. Cu2ZnSnSe4, Cu2ZnSnS4
0327characterised by the doping material
H01L 31/03923
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
31Semiconductor devices sensitive to infra-red 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
0248characterised by their semiconductor bodies
036characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
0392including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
03923including AIBIIICVI compound materials, e.g. CIS, CIGS
Anmelder
  • ROBERT BOSCH GMBH [DE]/[DE]
Erfinder
  • HERGERT, Frank
  • PROBST, Volker
Gemeinsamer Vertreter
  • ROBERT BOSCH GMBH
Prioritätsdaten
10 2012 211 894.209.07.2012DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (de)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) VERWENDUNG VON MIKROPORÖSEN ANIONISCHEN ANORGANISCHEN GERÜSTSTRUKTUREN ENTHALTEND DOTIERSTOFFKATIONEN FÜR DIE HERSTELLUNG VON DÜNNSCHICHTSOLARZELLEN
(EN) USE OF MICROPOROUS ANIONIC INORGANIC FRAMEWORK STRUCTURES CONTAINING DOPANT CATIONS FOR PRODUCING THIN FILM SOLAR CELLS
(FR) UTILISATION DE STRUCTURES D'OSSATURE INORGANIQUES ANIONIQUES MICROPOREUSES, EN PARTICULIER CONTENANT DES CATIONS D'AGENTS DOPANTS, POUR FABRIQUER DES CELLULES OU MODULES SOLAIRES À COUCHES MINCES, CELLULES SOLAIRES À COUCHES MINCES PHOTOVOLTAÏQUES CONTENANT DES STRUCTURES D'OSSATURE INORGANIQUES ANIONIQUES MICROPOREUSES, AINSI QUE PROCÉDÉ DE FABRICATION DE TELS MODULES SOLAIRES À COUCHES MINCES PHOTOVOLTAÏQUES
Zusammenfassung
(DE) Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von mikroporösen anionischen anorganischen Gerüststrukturen, insbesondere Gerüstsilikaten oder Gerüstgermanaten, in Dünnschichtsolarzellen oder -modulen, insbesondere basierend auf einer Glassubstratschicht, für die Aufnahme von Verunreinigungen aus diesen Dünnschichtsolarzellen bzw. - modulen sowie für die Herstellung einer mit einwertigen Dotierstoffkationen versehenen Halbleiterabsorberschicht einer Dünnschichtsolarzelle bzw. eines - moduls, insbesondere basierend auf einer Glassubstratschicht. Ferner betrifft die Erfindung eine photovoltaische Dünnschichtsolarzelle, enthaltend, insbesondere in mindestens einer Rückelektrodenschicht, mindestens einer Kontaktschicht und/oder mindestens einer Halbleiterabsorberschicht, mikroporöse anionische anorganische Gerüststrukturen, insbesondere Gerüstsilikate oder Gerüstgermanate. Die Halbleiterabsorberschicht wird dabei im Zuge des Herstellungsverfahrens der Dünnschichtsolarzelle durch den Austausch von Metallionen oder Verunreinigungen der Halbleiterabsorberschicht mit ursprünglich aus den Gerüststrukturen stammenden einwertigen Dotierstoffkationen, insbesondere Alkaliionen, dotiert. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Dünnschichtsolarmodul enthaltend erfindungsgemäße Dünnschichtsolarzellen. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Dünnschichtsolarzellen und -module.
(EN) The invention relates to the use of microporous anionic inorganic framework structures, in particular framework silicates or framework germanates, in thin film solar cells or modules, in particular based on a glass substrate layer, for absorbing impurities from said thin film solar cells and/or modules, and for producing a semiconductor absorber layer of a thin film solar cell and/or module provided with monovalent dopant cations, in particular based on a glass substrate layer. The invention further relates to a photovoltaic thin film solar cell containing, in particular in at least one back electrode layer, in at least one contact layer, and/or in at least one semiconductor absorber layer, microporous anionic inorganic framework structures, in particular framework silicates or framework germanates. Preferably, the semiconductor absorber layer, in particular in exchange with metal ions of the semiconductor absorber layer, is doped using monovalent doping cations originating from the framework structures, in particular alkali ions. The invention further relates to a thin film solar module, having thin film solar cells according to the invention. Lastly, the invention relates to a method for producing thin film solar cells and modules according to the invention.
(FR) L'invention concerne l'utilisation de structures d'ossature inorganiques anioniques microporeuses, en particulier des tectosilicates ou des tectogermanates, dans des cellules ou modules solaires à couches minces, en particulier à base d'une couche substrat en verre, afin d'absorber les impuretés de ces cellules ou modules solaires à couches minces, ainsi que pour réaliser une couche absorbante semi-conductrice contenant des cations d'agents dopants monovalents d'une cellule ou d'un module solaire à couches minces, en particulier à base d'une couche substrat en verre. L'invention concerne en outre une cellule solaire à couches minces photovoltaïque contenant, en particulier dans au moins une couche d'électrode arrière, au moins une couche de contact et/ou au moins une couche absorbante semi-conductrice, des structures d'ossature inorganiques anioniques microporeuses, en particulier des tectosilicates ou des tectogermanates. De préférence, ici, la couche absorbante semi-conductrice, en particulier dans l'échange avec des ions métalliques de la couche absorbante semi-conductrice, est dopée avec des cations d'agents dopants monovalents provenant initialement des structures d'ossature, en particulier des ions alcalins. L'invention concerne en outre un module solaire à couches minces contenant des cellules solaires à couches minces selon l'invention. Enfin, l'invention concerne un procédé de fabrication de cellules et modules solaires à couches minces selon l'invention.
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