CÉLULAS FOTOVOLTAICAS QUE TIENEN ENVOLTURA METÁLICA PASANTE Y PASIVACIÓN MEJORADA.

Células fotovoltaicas que tienen envoltura metálica pasante y pasivación mejorada Campo de la invención La presente invención se refiere a dispositivos fotovoltaicos tales como células solares. Más particularmente, se refiere a células solares de envoltura metálica pasante, mejoradas por esquema de pasivación específico, y a un método de coste conveniente para fabricarlas. Tecnología básica ES 2 365 679 T3 La mayoría de las células solares descritas en la técnica anterior pueden ser subdivididas en varias categorías de acuerdo con su estructura general. Una de estas categorías es el grupo de las denominadas células solares de contacto trasero, lo que significa que ambos contactos óhmicos a las regiones adulteradas opuestamente de las células solares están situados en la superficie trasera o no iluminada de la célula solar. Este concepto evita o reduce las pérdidas por sombreado, causadas por la rejilla delantera de contacto de metal en células solares estándar. El modo más directo de fabricar células solares de contacto trasero consiste en colocar la unión colectora de corriente portadora entre regiones semiconductoras de adulteración o dopaje opuesto próximo a la superficie trasera de la célula (célula de unión trasera). El documento 1127.5-Percent Silicon Concentrator Solar Cells (R. A. Sinton, Y. Kwark, J. Y. Gan, R. M. Swanson, IEEE Electron Device Letters, Vol. ED-7. No. 10, octubre de 1986) describe un tal dispositivo. Puesto que la mayoría de los fotones son siempre absorbidos cerca de la superficie delantera de la célula, las corrientes portadoras generadas en estas regiones tienen que difundirse a través de toda la región de base de la célula hacia la unión colectora de corriente portadora próxima a la superficie trasera. Para este concepto, es necesario material de elevada calidad con longitudes minoritarias de difusión de corriente portadora mayores que el espesor de la célula, lo que hace esta solución no aplicable para la mayor parte de los materiales de calidad solar que tienen generalmente cortas longitudes de difusión. Adicionalmente, se requiere una perfecta pasivación o neutralización de la superficie delantera para células que tienen la unión colectora de corriente próxima a la superficie trasera. El grupo más grande de células solares tiene la unión colectora de corriente próxima a su superficie delantera. La corriente procedente de estas células solares es recogida por un contacto de metal para la región adulterada en la superficie delantera y por un segundo contacto para la región adulterada opuestamente en la superficie trasera. Aunque esta estructura de rejilla delantera se puede hacer óptima de manera relativamente fácil con el fin de obtener elevadas eficacias de recogida, el compromiso entre pérdidas de resistencia y pérdidas por sombreado necesita una cobertura de la superficie delantera del 6-12% del área total. Otro grupo de células solares combina las dos soluciones. Tales células solares tienen ambos contactos externos a las regiones opuestamente adulteradas en la superficie trasera y la unión colectora próxima a la superficie delantera. La corriente recogida desde la superficie delantera es conducida a través de aberturas que se extienden a través de la totalidad de la plaqueta hasta la superficie trasera. Usando esta estructura, se reducen considerablemente las pérdidas por sombreado procedentes normalmente de la rejilla de metalización delantera. El documento WO 1998/054763 (EP 0 985 233 B1) describe una tal estructura, en lo que sigue denominada Envoltura de Metal Pasante (MWT: Metal Wrap Through). A pesar de su área de sombra disminuida, las células solares de MWT son todavía de eficacia generalmente limitada debido a la excesiva recombinación como derivación que sucede en la vía y bajo las barras bus de emisor trasero (como se describe, por ejemplo, en los documentos: Tratamiento y amplia caracterización de células Solares de Envoltura de Metal Pasante (MWT) de MC-Si, Clement et al., Actuaciones de la 22 Conferencia Europea de Energía Solar Fotovoltaica, Milán Italia (2007), p1400-1402; Estudios de tiempo útil en vías perforadas por láser para aplicación en Células Solares de Envoltura Pasante de emisor, Mingirulli et al., Actuaciones de la 22 Conferencia Europea de Energía Solar Fotovoltaica, Milán, Italia (2007), p1415-1418). La solicitud de patente de Estados Unidos US2007186971 y la patente Estados Unidos US3903427 dan a conocer células solares de Envoltura de Metal Pasante, en las que la capa dieléctrica que cubre la superficie interior de la vía para aislar la trayectoria conductora de la capa semiconductora está dispuesta en la superficie trasera de la capa semiconductora y el contacto trasero se extiende a través de la capa dieléctrica hasta el semiconductor. La solicitud de patente alemana DE 19650111, la solicitud de patente Europea EP528311 y la solicitud PCT WO8905521 describen células solares de Envoltura de Metal Pasante, en las que el contacto trasero no está hecho a través de la capa dieléctrica y no tienen contacto delantero para recoger corriente sobre la superficie delantera. 2 Finalidad de la Invención Es un objeto de esta invención proporcionar células fotovoltaicas y un método para producir una célula fotovoltaica, que alivia o evita algunos problemas de la técnica anterior. Sumario de la Invención En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un dispositivo fotovoltaico como, por ejemplo, una célula solar, teniendo el dispositivo fotovoltaico una capa semiconductora que tiene una superficie delantera para recibir luz incidente, por ejemplo luz solar, y una superficie trasera opuesta a la superficie delantera, un contacto delantero, así mismo denominado contacto de emisor, para recoger corriente sobre la superficie delantera, una barra bus o general trasera, denominada también barra bus de emisor, en la parte trasera del dispositivo, por ejemplo en la superficie trasera para extraer corriente del lado delantero, una vía a través de la capa semiconductora, teniendo la vía una trayectoria conductora para acoplar el contacto delantero a la barra bus trasera, una capa dieléctrica en la superficie trasera del substrato, es decir, en la superficie trasera de la capa semiconductora, que se extiende a través de la capa dieléctrica hasta la capa semiconductora, en el que la capa dieléctrica cubre también una superficie interior de la vía para aislar la trayectoria conductora de la capa semiconductora. En comparación con los diseños existentes que tienen vías, disponiendo el mismo dieléctrico dentro de la vía, en lugar de tener algún otro aislamiento específico en la vía, no es necesario prever pasos para alineación y enmascaramiento, para mantener el dieléctrico apartado de la vía. Por lo tanto, la fabricación puede ser más barata o más rápida. Además, el dieléctrico en la vía ayuda a reducir la necesidad de tener una región de unión próxima a la vía y en la superficie trasera, de manera que existe menos daño de taladrar la vía presente en o cerca de la región de unión. Esto ayuda a reducir corrientes de recombinación no deseadas, mejorando así la eficacia. De ese modo el dieléctrico puede cumplir múltiples fines, tales como pasivación de superficie y masa, protección contra daño térmico causado por incendio, reflexión de superficie trasera para mejorar la eficacia y aislamiento del metal con respecto al semiconductor en la vía. Células solares de contacto por atrás experimentan usualmente más efecto de arco que las células solares convencionales, ya que no hay una barra bus en el frente para compensar la elevada tensión inducida por pasta de Al en la parte trasera. Aquí, gracias a la pila dieléctrica, las células solares producidas muestran en mucho menor grado el problema del efecto perjudicial de arco. Otro aspecto de la invención proporciona un método de fabricar un dispositivo fotovoltaico que tiene una capa semiconductora que tiene una superficie delantera para recibir luz incidente, por ejemplo luz solar, y una superficie trasera opuesta a la superficie delantera, teniendo el método los pasos de: formar una vía a través de la capa semiconductora, formar una capa dieléctrica en la superficie trasera del substrato, es decir, en la superficie trasera de la capa semiconductora, de tal manera que la capa dieléctrica cubre también una superficie interior de la vía, formar una trayectoria conductora a través de la vía, para recoger corriente procedente de la superficie delantera, y aislada de la capa semiconductora por medio de la capa dieléctrica, formar una barra bus trasera en la parte trasera del dispositivo, por ejemplo en la superficie trasera del mismo para acoplar la trayectoria conductora a través de la vía, y un contacto trasero para la superficie trasera de la capa semiconductora,... 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1. Un dispositivo fotovoltaico provisto de una capa semiconductora (29) que tiene una superficie delantera para recibir luz incidente, y una superficie trasera opuesta a la superficie delantera, un contacto delantero (23) para recoger corriente sobre la superficie delantera, una barra bus trasera (33) en la parte trasera del dispositivo, para la corriente recogida en el lado delantero, una vía (25) a través de la capa semiconductora, teniendo la vía una trayectoria conductora para acoplar el contacto delantero a la barra bus trasera, una capa dieléctrica (39) sobre la superficie trasera de la capa semiconductora, un contacto trasero (31) para la superficie trasera de la capa semiconductora, que se extiende a través de la capa dieléctrica hasta la capa semiconductora, en el que la capa dieléctrica cubre también una superficie interior de la vía para aislar la trayectoria conductora con respecto a la capa semiconductora. 2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la capa semiconductora tiene una región de difusión (20) formada por difusión desde la superficie delantera de manera que la región de difusión no se extiende más profundamente en la capa semiconductora en la proximidad de la vía. 3. El dispositivo de la reivindicación 1 o la 2, en el que la capa dieléctrica comprende una capa de óxido de baja calidad que comprende uno cualquiera de óxido de APCVD, óxido pirolítico, óxido centrifugado, óxido rociado, óxido inmerso, un óxido de silicio, TiO2, TiO2 depositado por solgel, o aleaciones seudo binarias (PBAs) de Al2O3/TiO2. 4. El dispositivo de la reivindicación 3, que tiene una capa de pasivación (28) del lado trasero, sobre la capa dieléctrica. 5. El dispositivo de la reivindicación 4, en el que la capa de pasivación del lado trasero se extiende al menos en parte en el camino hacia la vía. 6. El dispositivo de la reivindicación 5, en el que la capa de pasivación del lado trasero comprende SiN hidrogenado. 7. El dispositivo de la reivindicación 6, en el que la capa de SiN hidrogenado tiene un espesor mayor que 100 nm. 8. El dispositivo de cualquier reivindicación precedente, en el que la capa dieléctrica se extiende sobre la superficie trasera alrededor de la vía sin que esté modelada y alineada con la vía. 9. Un método de fabricar un dispositivo fotovoltaico que tiene una capa semiconductora con una superficie delantera para recibir luz incidente, y una superficie trasera opuesta a la superficie delantera, comprendiendo el método los pasos de: formar una vía a través de la capa semiconductora, formar una capa dieléctrica sobre la superficie trasera de la capa semiconductora, de tal manera que la capa dieléctrica cubre también una superficie interior de la vía, formar una trayectoria conductora a través de la vía, para recoger corriente de la superficie delantera, y aislada de la capa semiconductora por la capa dieléctrica, formar una barra bus trasera en la parte trasera del dispositivo para acoplar la trayectoria conductora a través de la vía, y formar un contacto trasero para la superficie trasera de la capa semiconductora, que se extiende a través de la capa dieléctrica hasta la capa semiconductora. 10. El método de la reivindicación 9, que comprende el paso de formar una región de difusión (20) en la capa semiconductora por difusión desde la superficie delantera de manera que la región de difusión no se extiende más profunda en la capa semiconductora en la proximidad de la vía. 11. El método de la reivindicación 9 o la 10, en el que el paso de formar el dieléctrico implica la deposición de una capa de óxido que comprende uno cualquiera de óxido de APCVD, óxido pirolítico, óxido centrifugado, 13 ES 2 365 679 T3 óxido rociado, óxido de inmersión, un óxido de silicio, TiO2, TiO2 depositado por solgel, o aleaciones seudo binarias (PBs) de Al2O3/TiO2. 12. El método de la reivindicación 11, que comprende el paso de formar una capa de pasivación (28) del lado trasero sobre la capa dieléctrica. 5 13. El método de la reivindicación 12, en el que la capa de pasivación del lado trasero se extiende al menos en parte del camino hacia la vía. 14. El método de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en el que la capa dieléctrica se forma para extenderse sobre la superficie trasera alrededor de la vía sin que sea modelada y alineada con la vía. 15. El método de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, en el que los contactos traseros se forman 10 practicando orificios en la capa dieléctrica y la capa de pasivación, y llenando los orificios con material de contactos eléctricamente conductor. 16. El método de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, que comprende la operación de cocer el dispositivo para crear los contactos traseros. 14 ES 2 365 679 T3 ES 2 365 679 T3 16 ES 2 365 679 T3 17 ES 2 365 679 T3 18 ES 2 365 679 T3 19 ES 2 365 679 T3