Convertidor fotovoltaico con estructura de emisor mejorada basada en componentes de silicio y un método para la producción del convertidor fotovoltaico.

Un convertidor fotovoltaico, que comprende una estructura de emisor hecha de componentes de silicio capaces de convertir fotones de alta energía en electrones libres en particular UV y fotones visibles así como fotones IR,

esta estructura de emisor forma parte de una losa, oblea o chip de material fotovoltaico de tipo p o de tipo n,

- teniendo dicha losa, oblea o chip una superficie superior destinada a ser expuesta a radiación fotónica principalmente a radiación solar, que tiene una unión PN integrada que delimita la parte emisora y una parte de base, que tiene electrodos delanteros y traseros y que comprende al menos un área o región específicamente diseñada o adaptada para absorber fotones de alta energía o energéticos y ubicada adyacente o cerca de una heterointerfaz entre el silicio amorfizado y cristalino (a-Si y c-Si),

- comprendiendo dicho emisor del material fotovoltaico también al menos una región de metamaterial MTM que forma una cavidad de generación de portadores secundarios de baja energía, que es contigua o próxima a la al menos una zona o región de absorción para los fotones energéticos y se somete a un campo eléctrico integrado o aplicado que tiene una intensidad suficiente para retirar y alejar los electrones secundarios liberados por los electrones calientes primarios de sus sitios iniciales dentro de la región de metamaterial MTM en cuestión, a una velocidad suficiente para evitar su retorno a dicha región de metamaterial MTM, formando de este modo una subestructura que realiza conversión de múltiples etapas, en el que la densidad de las lagunas dobles dentro de la o las regiones de metamaterial MTM es mayor que 1018 lagunas dobles/cm3, preferentemente mayor que 1019 lagunas dobles/cm3, de la manera más preferente mayor que 1020 lagunas dobles/cm3 y la conducción entre el metamaterial MTM y el material de tipo n adyacente respectivamente tiene una constante de tiempo que está en el máximo de la misma magnitud que la constante de tiempo de generación de portadores secundarios,

caracterizado porque,

dicha estructura de emisor comprende

- tres capas de material de silicio amorfo enterradas a diferentes profundidades y conformadas por un proceso de inserción, depósito o implantación de iones o electrones en un relieve hecho de una sucesión de salientes separados por huecos o discontinuidades en forma de una o varias capas continuas o discontinuas

- en el que los salientes son tiras, estas tiras están hechas del silicio amorfo a-Si con una superficie superior e inferior modificada que consiste en el metamaterial MTM, en el que las tiras son, cada una de ellas, resultado de al menos un paso de un haz para la implantación de iones o la irradiación de electrones.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2012/000867.

Solicitante: SEGTON Advanced Technology.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 31 Avenue du maréchal Haig 78000 Versailles FRANCIA.

Inventor/es: MEYRUEIS, PATRICK, KUZNICKI,ZBIGNIEW.

Fecha de Publicación: 8 de Mayo de 2019.

Clasificación Internacional de Patentes:

H01L21/26 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 21/00 Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dispositivos semiconductores o de dispositivos de estado sólido, o bien de sus partes constitutivas. › Bombardeo con radiación ondulatoria o de partículas.
H01L21/265 H01L 21/00 […] › produciendo una implantación de iones.
H01L31/0352 H01L […] › H01L 31/00 Dispositivos semiconductores sensibles a la radiación infrarroja, a la luz, a la radiación electromagnética de ondas más cortas, o a la radiación corpuscular, y adaptados bien para la conversión de la energía de tales radiaciones en energía eléctrica, o bien para el control de la energía eléctrica por dicha radiación; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Sus detalles (H01L 51/42 tiene prioridad; dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, diferentes a las combinaciones de componentes sensibles a la radiación con una o varias fuentes de luz eléctrica H01L 27/00). › caracterizados por su forma o por las formas, dimensiones relativas o disposición de las regiones semiconductoras.
H01L31/0376 H01L 31/00 […] › comprendiendo semiconductores amorfos (H01L 31/0392 tiene prioridad).
H01L31/18 H01L 31/00 […] › Procesos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas.
H01L31/20 H01L 31/00 […] › comprendiendo los dispositivos o sus partes constitutivas un material semiconductor amorfo.

PDF original: ES-2737977_T3.pdf

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