研究目的
开发一种利用CO2等离子体处理本征氢化非晶硅形成超薄氧化硅(SiOx)层(即钝化隧穿层,PTLs)的新方法,用于硅异质结太阳能电池中钝化隧穿接触的制备。
研究成果
该研究成功开发出一种通过二氧化碳等离子体处理超薄非晶硅氢本征层(a-Si:H(i))来制备载流子选择性传输层(PTLs)的新方法。采用较高处理压力形成的PTLs具有更富氧的组分和更平滑的PTL/c-Si异质结界面,从而实现了743 mV的高隐含开路电压和约60 mΩcm2的低接触电阻率。由于该原位工艺具有优异的钝化质量和隧穿概率,特别适用于背发射极异质结太阳能电池结构中PTLs的制备。
研究不足
该研究聚焦于利用二氧化碳等离子体处理形成PTLs(钝化传输层)及其在硅异质结太阳能电池中的应用。其局限性包括等离子体处理的特定条件,以及仅针对n型CZ硅晶圆的研究,这可能无法直接适用于其他类型的硅晶圆或太阳能电池结构。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用CO2等离子体处理本征氢化非晶硅以形成载流子传输层(PTLs)。通过改变处理压力探究其对氧化硅薄膜中富氧组分形成的影响。
2:样品选择与数据来源:
使用单面抛光的n型CZ硅片。在沉积a-Si:H(i)层前,硅片经过超声清洗、RCA-1和RCA-2清洗流程,并采用氢氟酸溶液浸泡去除自然氧化层。
3:实验设备与材料清单:
使用光谱椭偏仪(SE,VASE?,J. A. Woollam)、Sinton咨询公司的准稳态光电导(QSSPC)测试系统(WCT-120)、配备Cu Kα辐射的X射线光电子能谱仪(XPS)、二次离子质谱仪(SIMS,CAMECA IMS-7F-MAGNETIC-SECTOR)以及高分辨透射电镜(HR-TEM,JEM-2100F-HR-JEOL)。
4:0)、配备Cu Kα辐射的X射线光电子能谱仪(XPS)、二次离子质谱仪(SIMS,CAMECA IMS-7F-MAGNETIC-SECTOR)以及高分辨透射电镜(HR-TEM,JEM-2100F-HR-JEOL)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:清洗后,在硅片双面沉积3纳米厚的a-Si:H(i)层,随后进行1600至2200 mTorr压力范围内的原位CO2等离子体处理以形成PTLs。采用SE测定PTLs厚度,QSSPC测量少数载流子寿命。
5:数据分析方法:
通过传输线法(TLM)测定接触电阻率。采用XPS分析PTLs化学成分,SIMS获取PTL/c-Si异质界面处各离子种类的深度分布。
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获取完整内容-
Spectroscopic ellipsometry
VASE?
J. A. Woollam
Used to determine the thickness of the PTLs
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Quasi-steady-state photoconductance setup
WCT-120
Sinton Consulting
Used to measure the minority carrier lifetime
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X-ray photoelectron spectroscopy system
Used to investigate the chemical composition of the PTLs
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Secondary-ion mass spectroscopy
CAMECAIMS-7F-MAGNETIC-SECTOR
Used to obtain depth profiles of various ion species at the PTL/c-Si heterointerface
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High-resolution transmission electron microscopy
JEM-2100F-HR-JEOL
Used to examine the cross-section of the PTL/c-Si heterointerface
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