Oblea/cristal de cinta y procedimiento para su fabricación.

Procedimiento para tratamiento de un cristal de cinta, comprendiendo dicho procedimiento:

proporcionar un cristal de cinta de hilo, y eliminar al menos un borde del cristal de cinta de hilo, donde el cristal de cinta incluye una pluralidad de granos grandes, una pluralidad de granos pequeños y una pluralidad de portadores, teniendo la pluralidad de portadores una longitud de difusión, teniendo la pluralidad de granos grandes dimensiones exteriores las menores de las cuales son mayores que alrededor de dos veces la longitud de difusión de los portadores, comprendiendo la acción de eliminación dejar la mayoría de los granos grandes en el cristal de cinta eliminando la mayoría de los granos pequeños del cristal de cinta.

Oblea/cristal de cinta y procedimiento para su fabricación.

Campo de la invención [0001] La invención se refiere de forma general a cristales de cinta y más particularmente la invención se refiere a los contornos de obleas formadas a partir de los cristales de cinta.

Antecedentes de la invención [0002] Los cristales de cinta de hilo, tales como los revelados por la Patente EE.UU. número 4.689.109 (editada en 1987 y nombrando a Emanuel M. Sachs como único inventor) puede formar la base de una variedad de dispositivos electrónicos. Por ejemplo Evergreen Solar, Inc. de Marlborough, Massachusetts forma células solares a partir de cristales de cinta de hilo convencionales.

Como se discute en gran detalle en la patente indicada, los procedimientos convencionales forman cristales de cinta de hilo, pasando dos o más hilos a través de silicio fundido. Debido a la naturaleza del procedimiento, un cristal de cinta de hilo crece con un ancho irregular. Por consiguiente, más que configurar una forma generalmente plana lisa, los bordes mayores de los cristales se configuran a menudo una forma irregular. Por consiguiente, cuando se procesan en células solares, su separación está habitualmente más alejada de las obleas adyacentes de lo que estarían si los bordes fueran substancialmente planos y lisos, por tanto reduciendo la energía total producida por la célula por unidad de área. Tal resultado es contrario a la meta de maximizar la energía producida por área unitaria de una célula solar.

Además, también como resultado de este crecimiento no uniforme, las porciones próximas a los borde de los cristales habitualmente forman una alta densidad de grano y, consecuentemente, una gran densidad de contornos de grano. Como se conoce por dicha técnica anterior, los contornos de grano generalmente reducen la eficacia eléctrica de la oblea actuando como “trampas de electrones”. Además, muchos en la técnica anterior consideran que los granos pequeños y los bordes irregulares no son estéticamente agradables.

Cuando se usa para formar células solares, las obleas habitualmente tienen electrodos posteriores para transmitir electrones. Debido a la fluctuación y a la relativamente desconocida forma de los bordes, sin embargo, los de la técnica anterior no forman electrodos posteriores en gran parte del área de la oblea. En su lugar, aquellos de la técnica anterior habitualmente forman electrodos posteriores en una pequeña área de la oblea; a saber, separados por una distancia relativamente grande de los bordes de la oblea. De esta forma, esta práctica reduce la eficacia eléctrica total de la oblea.

Hahn et al. (ver Hahn et al. (2001) , 17th E.C. Photovoltaic solar energy conference, Munich, Alemania, 22 a 26 Oct., 2001; [Proceedings of the international photovoltaic solar energy conference] Munich: WIP-Renewable Energies, DE, Vol. Conf. 17, 22 Octubre 2001, pp. 1719-1722, ISBN: 978-3-936338-08-9) , revelan células solares de cristal de cinta con amplias áreas serigrafiadas con 14% de eficacia y revelan en este contexto, bordes de aislamiento de células de cinta de hilo, donde principalmente los dos lados contienen los hilos de un cristal de cinta de hilo son objeto de un mecanismos de derivación (ver Hahn et al., p. 1719, titulo y resumen) . El procedimiento para aislamiento de borde en Hahn et al. (2001) pueden comprender la mecanización láser de ranuras en la parte posterior, ranuras láser en la parte anterior, cortado de los 4 lados, cortado de dos lados cortos (no hilos) y cortado de dos lados largos (hilos)

De forma similar, Kaes et al. (ver Kaes et al., Photovoltaic specialist conference, Conference Record of the Thirty-First IEEE Lake Buena Vista, FL, EEUU, Enero. 2005, Piscataway, NJ, USA, IEEE, US, 3 enero 2005, pp. 923926, ISBN: 978-0-7803-8707-2) solo revela el “pasivado” del grueso de silicio de cinta, utilizado una capa PECVD SiN rica en hidrógeno, seguido de activación en lugar de aumento de minorías portadoras de longitudes de difusión en comparación con la hidro-generación utilizando MIRHP aplicado al proceso fotolitográfico (ver Kaes et al. (2005) ,

p. 926, columna derecha sección "Summario") . Kaes et al. (2005) también muestra el procesamiento de obleas de cinta de hilo por medio de corte por láser. (ver p. 923, columna derecha párrafo. 2) .

El documento JP 62-108797 es un resumen de patente de Japón y simplemente revela la producción de un cristal de tira y un dispositivo para ello. En el documento JP 62-108797 un hilo de carbono 8 es estirado desde un fundido 2 (ver el resumen en inglés del documento JP 62-108797) . El documento JP 62-108797, no revela la eliminación de un borde superior.

Volviendo al documento EEUU 5.122.504 dicho documento menciona la preparación del material superconductor fuente basado en Bi utilizando dos alambres de soporte de platino paralelos (ver el resumen de del documento EEUU 5.122.504) .

Finalmente, el documento EP 0079567 revela un cristal de cinta pero no un cristal de cinta de hilo. El documento EP 0079567 solo revela una lámina de silicio policristalino, producida aplicando silicio a las dos superficies principales de una lámina de carbono (ver documento EP 0079567, p. 1, 11. 20 a 31) .

Ninguno de estos documentos revela que la pluralidad de granos grandes con dimensiones exteriores la más pequeña de las cuales serán mayores que alrededor de dos veces la longitud de difusión de los portadores.

Resumen de la invención [0012] De acuerdo con una realización de la invención, un procedimiento de tratamiento de un cristal de cinta proporciona un cristal de cinta de hilo, y elimina al menos un borde del cristal de cinta de hilo, donde el cristal de cinta incluye una pluralidad de granos grandes, una pluralidad de granos pequeños y una pluralidad de portadores, teniendo la pluralidad de portadores una longitud de difusión, teniendo la pluralidad de granos grandes dimensiones exteriores las más pequeñas de las cuales son mayores que alrededor de dos veces la longitud de difusión de los portadores, la acción de eliminación comprende dejar la mayoría de los granos grandes en el cristal de cinta, eliminando la mayoría de los granos pequeños del cristal de cinta.

El procedimiento también puede eliminar el hilo con el borde, o eliminar la porción entre el hilo y el borde. Además, la eliminación del borde puede formar en el cristal un borde substancialmente plano o un borde no plano. El procedimiento también puede eliminar dos o más bordes del cristal de cinta de hilo.

Además para eliminar al menos un borde, el procedimiento puede dividir el cristal de cinta en una pluralidad de obleas individuales después de eliminar al menos un borde. Después de formar las obleas, el procedimiento puede formar superficies posteriores de contacto en el cristal de cinta de hilo de, al menos, una de las obleas. Alternativamente, el procedimiento puede primero formar superficies posteriores de contacto en un cristal de cinta de hilo antes de eliminar, al menos, un borde del cristal de cinta de hilo, y luego dividir el cristal de cinta en una pluralidad de obleas individuales. En cualquier caso, la eliminación del borde original forma un nuevo borde, y la superficie posterior de contacto puede extenderse esencialmente hasta el nuevo borde. En otras realizaciones, sin embrago, la superficie posterior de contacto está distanciada del nuevo borde.

Entre otras formas, el cristal de cinta puede ser proporcionado haciendo crecer el cristal de cinta a partir de silicio fundido (por ejemplo polisilicio) . Cuando se proporciona el cristal mientras crece, la eliminación del borde puede incluir la eliminación de, al menos, un borde en tanto crece el cristal, o eliminar el borde después de que el cristal de cinta ha terminado de crecer.

El procedimiento de forma preferida elimina el borde el cristal de cinta hasta tal punto que mejora el rendimiento final del dispositivo. Por ejemplo, si el cristal de cinta tiene un contorno de grano, entonces el procedimiento pude eliminar, al menos, una porción de dicho contorno de grano.

Algunas realizaciones forman por tanto una oblea de cinta de hilo que tiene un cuerpo con granos grandes. El cuerpo también puede estar exento de hilo en, al menos, un lado y tener un borde que es substancialmente plano o, en algunas realizaciones, tener un patrón irregular y sin hilo.

De acuerdo con otra realización de la invención, el procedimiento de procesado de un cristal de cinta proporciona un cristal de cinta de hilo, y luego divide el cristal en una pluralidad de obleas. Después de dividir el cristal el procedimiento elimina, al menos, un borde de, al menos, una de la pluralidad de obleas.

De acuerdo con... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para tratamiento de un cristal de cinta, comprendiendo dicho procedimiento:

proporcionar un cristal de cinta de hilo, y eliminar al menos un borde del cristal de cinta de hilo, donde el cristal de cinta incluye una pluralidad de granos grandes, una pluralidad de granos pequeños y una pluralidad de portadores, teniendo la pluralidad de portadores una longitud de difusión, teniendo la pluralidad de granos grandes dimensiones exteriores las menores de las cuales son mayores que alrededor de dos veces la longitud de difusión de los portadores, comprendiendo la acción de eliminación dejar la mayoría de los granos grandes en el cristal de cinta eliminando la mayoría de los granos pequeños del cristal de cinta.

2. Procedimiento como se define por la reivindicación 1, donde el al menos un borde comprende un hilo, comprendiendo la acción de eliminación, eliminar la mayor parte del hilo del borde.

3. Procedimiento como se define por la reivindicación 1 o 2, que además comprende: dividir el cristal de cinta en una pluralidad de obleas individuales después de eliminar al menos un borde del cristal de cinta de hilo.

4. Procedimiento como se define por la reivindicación 3, que además comprende:

formar en el cristal de cinta de hilo una superficie posterior de contacto antes de eliminar, al menos, un borde del cristal de cinta de hilo, dividiendo el cristal de cinta en una pluralidad de obleas individuales después de formar la superficie posterior de contacto.

5. Procedimiento como se define por la reivindicación 3, que además comprende:

formar una superficie posterior de contacto en, al menos, una de las obleas, donde la acción de eliminación forma un nuevo borde, extendiéndose la superficie posterior de contacto esencialmente hasta el nuevo borde.

6. Procedimiento como se define por la reivindicación 3, que además comprende:

formar una superficie posterior de contacto en al menos una de las obleas, donde la acción de eliminación forma un nuevo borde, estando la superficie posterior de contacto separada del nuevo borde.

7. Procedimiento como se define por la reivindicación 1 o 2 en el que la acción de proporcionar comprende hacer crecer el cristal de cinta a partir de silicio fundido, comprendiendo la acción de eliminación, eliminar el, al menos, un borde durante el crecimiento del cristal.

8. Procedimiento como se define por la reivindicación 1 o 2 en el que la acción de proporcionar comprende hacer crecer el cristal de cinta a partir de silicio fundido, comprendiendo la acción de eliminación, eliminar el, al menos, un borde después de que el crecimiento de cristal termine.

9. Procedimiento como se define por la reivindicación 1 donde el, al menos, un borde comprende un hilo, la acción de eliminación comprende eliminar esencialmente todo el hilo del borde.

10. Oblea de cinta de hilo que comprende:

un cuerpo que incluye una pluralidad de granos que comprende una pluralidad de granos grandes y una pluralidad de granos pequeños, teniendo también dicho cuerpo una pluralidad de portadores que tienen una longitud de difusión, teniendo la pluralidad de granos grandes dimensiones exteriores las menores de las cuales son mayores que aproximadamente dos veces la longitud de difusión de los portadores, siendo granos grandes la mayoría de la pluralidad de granos, estando el cuerpo esencialmente desprovisto de hilo.

11. Oblea de cinta de hilo como se define por la reivindicación 10, en la que una pluralidad de granos grandes tienen una dimensión exterior de entre alrededor de 2 a 5 veces la longitud de difusión de los portadores.

12. Oblea de cinta de hilo como se define por la reivindicación 10 o 11, donde el cuerpo comprende un borde que es substancialmente plano.

13. Oblea de cinta de hilo como se define por la reivindicación 10 o 11, donde el cuerpo comprende un borde que tiene un patrón irregular.

14. Oblea de cinta de hilo obtenible por el procedimiento de la reivindicación 1, en la que el cristal de cinta incluye una pluralidad de granos grandes, una pluralidad de granos pequeños y una pluralidad de portadores, teniendo la

pluralidad de portadores una longitud de difusión, teniendo la pluralidad de granos grandes dimensiones exteriores las menores de las cuales son mayores que alrededor de dos veces la longitud de difusión de los portadores, comprendiendo la acción de eliminación dejar la mayoría de los granos grandes en el cristal de cinta eliminando la mayoría de los granos pequeños de dicho cristal de cinta.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• US 4689109 A [0002] • US 11741372 B [0035]

• JP 62108797 A [0008] • US 20080134964 A [0035]

• US 5122504 A [0009] • US 11925169 B [0035]

• EP 0079567 A [0010] • US 20080102605 A [0035]

Documento de literatura no patente citados en la descripción

• HAHN et al. 17th E.C. Photovoltaic solar energy • KAES et al. Photovoltaic specialist conference. conference, 22 October 2001 [0006] Conference Record of the Thirty-First IEEE Lake Buena

• Proceedings of the international photovoltaic solar Vista, 03 Januar y 2005, ISB.

97. 0-7803-8707-2, energy conference] Munich: WIP-Renewable Energies.

92. 926 [0007] 22 October 2001, vol. Conf. 17, ISB.

97. 3-936338-08

9, 1719-1722 [0006]