Fabricación de celdas solares

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andrés alanís

31 de marzo de 2013

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1 Fabricación de obleas

2 Dopado de semiconductores

3 Depósito de películas delgadas

4 Formación de contactos eléctricos

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Fabricación de obleas

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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)

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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.

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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.

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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.

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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

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Silicio de grado solar (SGS)

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

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

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

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Método de 'Czochralski'

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

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Obtención del lingote de semiconductor

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Obleas altamente puras y libres de defectos

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

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Corte de obleas a partir del lingote

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

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Pulido y redondeo de los bordes

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

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Pulido y redondeo de los bordes

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Identi�cación de las obleas: zonas planas y muescas

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Evolución del tamaño de las obleas

Para celdas solares lasobleas se cortan de formacuadrada.

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Lingotes tipo N o P

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

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Propiedades físicas y eléctricas de las obleas

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¾Cuál oblea elegimos?

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

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