Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khử trùng hydro cho các khuyết tật trong pin mặt trời silicon tinh thể
Tóm tắt
Hydro thường được đưa vào các tế bào pin mặt trời silicon để giảm thiểu những tác động xấu của các khuyết tật và nâng cao hiệu suất tế bào. Chúng tôi đã phát triển các chiến lược nhằm phát hiện hydro trong silicon bằng quang phổ IR với độ nhạy cao. Việc đưa hydro vào Si thông qua quá trình ủ sau khi bơm một lớp phủ SiNx giàu hydro đã được nghiên cứu để xác định nồng độ và độ sâu xâm nhập của hydro. Các quá trình hydrat hóa khác nhau đã được nghiên cứu để so sánh hiệu quả của chúng trong việc khử trùng các khuyết tật trong thể tích. Các điều kiện tốt nhất được nghiên cứu trong các thí nghiệm của chúng tôi đã đạt được nồng độ hydro gần 1015 cm-3 và độ sâu khuếch tán tương ứng với hệ số khuếch tán của H do Van Wieringen và Warmoltz phát hiện.
Từ khóa
#hydro #silicon #pin mặt trời #quang phổ IR #khuyết tật #khử trùngTài liệu tham khảo
G. Hahn and A. Schöuml;necker, J. Phys. Condens. Matter 16, R1615 (2004).10.1088/0953-8984/16/50/R03
T. Buonassisi A. A. Istratov M. D. Pickett M. Heuer J. P. Kalejs G. Hahn M. A. Marcus B. Lai Z. Cai, S. M. Heald T. F. Ciszek R. F. Clark D. W. Cunningham A. M. Gabor R. Joncyk S. Narayanan, E. Sauar and E. R. Weber Prog. Photovolt.: Res. Appl. 14, 513 (2006).
N. Stoddard B. Wu L. Maisano R. Russell J. Creager R. Clark and J.M. Fernandez Proc. 18th Workshop on Crystalline Silcon Solar Cells and Modules, Vail, CO, Aug. 3-6, 2008, p. 7
A. G. Aberle Sol. Energy Mater. Sol. Cells 65, 239 (2001) reviews the SiNx passivation of c-Si solar cells and includes a historical overview.
F. Duerinckx and J. Szlufcik Sol. Energy Mater. Sol. Cells 72, 231 (2002).
A. Cuevas M. J. Kerr and J. Schmidt Proc. 3rd World Conf. on Photovoltaic Energy Conversion (IEEE Cat. No. 03CH37497), p. 913 (2003).
H. F. W. Dekkers Dissertation, Catholic University of Leuven, 2008.
S. M. Sze Physics of Semiconductor Devices, 2nd. Ed. (Wiley, New York, 1981).
F. Huster Proc. 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Barcelona, 2005, p. 1466.
C. H. Seager and D. S. Ginley Appl. Phys. Lett. 34, 337 (1979).
C. H. Seager D. J. Sharp J. K. G. Panitz R. V. D’Aiello, J. Vac. Sci. Technol. 20, 430 (1982).
J. I. Hanoka C. H. Seager D. J. Sharp and J. K. G. Panitz Appl. Phys. Lett. 42, 618 (1983).
J. L. Benton C. J. Doherty S. D. Ferris D. L. Flamm L. C. Kimerling and H. J. Leamy Appl. Phys. Lett. 36, 670 (1980).
S. J. Pearton J. W. Corbett and M. Stavola Hydrogen in Crystalline Semiconductors (Springer-Verlag, Berlin, 1992).
C. Dubé and J. I. Hanoka Appl. Phys. Lett. 45, 1135 (1984).
R. Hezel and R. Schörner, J. Appl. Phys. 52, 3076 (1981).
H. F. W. Dekkers S. DeWolf G. Agostinelli J. Szlufcik T. Pernau W.M. Arnoldbik H.D. Goldbach, R. E. I. Schropp . Proc. 3rd World Conf. on Photovoltaic Energy Conversion (IEEE Cat. No. 03CH37497), p. 983 (2003).
Hydrogen could be detected by SIMS in Si samples containing a high concentration of O precipitates. See, G. Hahn D. Karg A. Schönecker, A. R. Burgers R. Ginige and K. Cherkaoui Conf. Rec. of the 31st IEEE Photovoltaic Specialist Conference (IEEE Cat. No. 05CH37608), p. 1035 (2005); G. Hahn A. Schönecker, A. R. Burgers R. Ginige K. Cherkaoui and D. Karg Proc. 20th European Photovoltaic Solar Energy Conf., Barcelona, p. 717 (2005).
C. Boehme and G. Lucovsky J. Appl. Phys. 88, 6055 (2000); J. Vac. Sci. Technol. A 19, 2622 (2001).
F. Jiang M. Stavola A. Rohatgi D. Kim J. Holt H. Atwater J. Kalejs Appl. Phys. Lett. 83, 931 (2003).
S. Kleekajai F. Jiang M. Stavola V. Yelundur K. Nakayashiki A. Rohatgi G. Hahn S. Seren and J. Kalejs J. Appl. Phys. 100, 093517 (2006).
An alternative probe of the hydrogenation of Si from a SiNx coating has recently been developed. In this method, SIMS is used to detect deuterium that has diffused from a deuterated SiNx coating through a Si substrate to an amorphous-Si trapping layer deposited on the substrate’s back surface. M. Sheoran, D. S. Kim A. Rohatgi H. F. W. Dekkers G. Beaucarne M. Young and S. Asher Appl. Phys. Lett. 92, 172107 (2008).
S. J. Uftring M. Stavola P.M. Williams and G.D. Watkins Phys. Rev. B 51, 9612 (1995).
M. G. Weinstein M. Stavola K. L. Stavola S. J. Uftring J. Weber J.-U. Sachse and H. Lemke Phys. Rev. B 65, 035206 (2002).
M. M. Hilali A. Rohatgi and S. Asher IEEE Trans. Electron Devices 51, 948 (2004).
V. Yelundur A. Rohatgi J.-W. Jeong and J. I. Hanoka IEEE Trans. Electron Devices 49, 1405 (2002).
A. Rohatgi D. S. Kim K. Nakayashiki V. Yelundur and B. Rounsaville Appl. Phys. Lett. 84, 145 (2004).
K. Nakayashiki A. Rohatgi S. Ostapenko and I. Tarasov J. Appl. Phys. 97, 024504 (2005).
A. Van Wieringen, and N. Warmoltz Physica 22, 849 (1956).
M. Stavola in Properties of Crystalline Si, edited by R. Hull (INSPEC, London, 1999), p. 511.
J. Hong W.M. M. Kessels W. J. Soppe A. W. Weeber W. M. Arnoldbik M. C. M. van de Sanden, J. Vac. Sci Technol. B 21, 2123 (2003).
A. W. Weeber H. C. Rieffe I. G. Romijn W. C. Sinke W. J. Soppe Conf. Rec. of the 31st IEEE Photovoltaic Specialist Conference (IEEE Cat. No. 05CH37608), p. 1043 (2005).
I. G. Romijn W. J. Soppe H. C. Rieffe W. C. Sinke and A. W. Weeber 15th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells and Modules: Materials and Processes, Vail, Colorado, Aug., 2005, Program, Extended Abstracts, and Papers, p. 85, unpublished.
H. F. W. Dekkers L. Carnel and G. Beaucarne Appl. Phys. Lett. 89, 013508 (2006).
H. F. W. Dekkers G. Beaucarne M. Hiller H. Charifi and A. Slaoui Appl. Phys. Lett. 89, 211914 (2006).
H. F. W. Dekkers S. DeWolf G. Agostinelli F. Duerinckx and G. Beaucarne Solar Energy Materials and Solar Cells 90, 3244 (2006).
S. Kleekajai L. Wen C. Peng M. Stavola V. Yelundur K. Nakayashiki A. Rohatgi and J. Kalejs J. Appl. Phys., submitted.
The Si-N bond density discussed in the present paper for high-density SiNx films is approximately equal to the optimal value reported in Refs. 32 and 33. The calibration factor reported in E. Bustarret M. Bensouda M. C. Habrard J. C. Bruyère, S. Poulin S. C. Gujrathi Phys. Rev. B 38, 8171 (1988), [Si-N] = 2x1019 cm-2 x I.A., was used to determine the Si-N bond density, similar to Refs. 32 and 33.
The results reported here can depend on the trap density in the Si substrate. For example, in oxygenrich RGS Si that was deuterated from a SiNx:D surface layer, deuterium could be detected by SIMS with a concentration above 1016 cm-3 due to the strong trapping of deuterium by oxygen precipitates in the material. The indiffusion depth of deuterium was also reduced in this case. See Ref. [18].
B. Hourahine R. Jones S. öberg, P. R. Briddon V. P. Markevich R. C. Newman J. Hermansson M. Kleverman, J. L. Lindström, L. I. Murin N. Fukata and M. Suezawa Physica B 308-310, 197 (2001).
J. L. McAfee and S. K. Estreicher Physica B 340-342, 637 (2003).