Fabricación de obleas

Fabricación de celdas solares


andrés alanís

31 de marzo de 2013

andrés alanís Fabricación de celdas solares


1 Fabricación de obleas

2 Dopado de semiconductores

3 Depósito de películas delgadas

4 Formación de contactos eléctricos



Fabricación de obleas: Si, Ge, GaAs

Obtención de la materia primaen forma de sales, óxidos, etc.

Filtrado y re�nado del material:reducción del dióxido de silicio,se elimina el oxígeno, etc. Gradometalúrgico (MGS): 98% Si

Obtención del material en gradoelectrónico (EGS): 7N o99.99999% p-Si

Este EGS es usado para crecermaterial cristalino con unaorientación especí�ca (100) o(111)



Impurezas del silicio de grado metalúrgico (MGS)

El dióxido de silicio -contaminado con metales- se hornea enatmósfera de carbón a temperaturas entre 1500 -2000 oC.



Impurezas del silicio de grado electrónico (EGS)

Para separar al silicio (del Al, P, B, Fe, Cu y Au) se introduce HCl,y se calienta a temperaturas de 300 oC.

Se obtienen metales en forma de cloruros: FeCl3, AlCl3, etc.El paso �nal es agregar hidrógeno para separar al silicio (EGS o7N), para ello se emplean temperaturas de 1100 oC, durante variashoras.



Silicio de grado electrónico (EGS)

Para ello se utilzan cuartos limpios con sistemas de re-circulación ypuri�cación de aire.P.ej., en un cuarto limpio 'Clase 10' no se permiten más de 10partículas de diámetro d > 0.5 µm por ft3.



Silicio de grado solar (SGS)

Las celdas solares son más tolerantes a las impurezas, por elloexiste un grado intermedio de pureza: Silicio de grado solar



Silicio de grado solar (SGS)

Cambio en la e�ciencia en función de la concentración deimpurezas.



Proceso de fabricación de obleas: Si, Ge, GaAs, etc.



Fabricación de obleas: Método de 'Czochralski' (CZS)



Método de 'Czochralski'

Calentamiento mediante bobinas o barras de carbón.Los gradientes de temperatura se controlan de manera precisa.



Obtención del lingote de semiconductor



Obleas altamente puras y libres de defectos

Algunas muestras se someten a pruebas de rayos-x y utrasonidopara garantizar la calidad de las obleas.



Corte de obleas a partir del lingote

Obtención de obleas individuales.Corte mediante discos y/o hilos dediamante.



Pulido y redondeo de los bordes

Los bordes de la oblea se redondean y la super�cie se pule hastaobtener un 'acabado espejo'.



Pulido y redondeo de los bordes



Identi�cación de las obleas: zonas planas y muescas



Evolución del tamaño de las obleas

Para celdas solares lasobleas se cortan de formacuadrada.



Lingotes tipo N o P

Durante la obtención del lingote se añaden impurezas para obtenerel tipo y grado de conductividad deseados.



Propiedades físicas y eléctricas de las obleas



¾Cuál oblea elegimos?

¾Qué tipo de conductividad, N o P?,¾altamente resistiva o altamente conductiva?


Fabricación de obleas

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