The main properties of amorphous antireflective coating for silicon solar cells

• Autorzy: Swatowska B. , Stapiński T.

Warianty tytułu

PL

Najważniejsze właściwości amorficznych warstw antyrefleksyjnych (ARC) do zastosowań w krzemowych ogniwach słonecznych

• Konferencja: International Conference of IMAPS - CPMP IEEE (32 ; 2008 ; Pułtusk, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Modification of solar cells by the use of antireflective coating (ARC) is very important for their final properties. Last time more frequently hydrogenated amorphous materials, for example silicon-nitrogen (a-Si:N:H) and silicon-carbon (a-Si:C:H), were applied as ARC on silicon solar cells. The authors developed the Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition Method (RF PECVD) for preparation this films for potential optoelectronic applications. To obtain a-Si:N:H and a-Si:C:H films the gaseous mixtures SiH4+CH4 and SiH4+NH3 were used. On base of optical and structural research the main properties of amorphous films like: refractive index, reflection coefficient, thickness and hydrogen bondings content were found. Film structure was determined by the use Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and morphology was determined using a Scanning Electron Microscopy (SEM). The silicon substrates for solar cell constructions with discussed ARC revealed a considerable decrease in reflection coefficient. The results indicated that a-Si:N:H and a-Si:C: H are promising materials for improvement of solar cells efficiency.

PL

Modyfikowanie ogniw słonecznych z użyciem warstw antyrefleksyjnych (ARC - antireflective coating) jest bardzo ważnym procesem w aspekcie ich finalnych właściwości. W ostatnich latach coraz częściej stosuje się jako pokrycia antyrefleksyjne amorficzne warstwy uwodornione, np. warstwy a-Si:C:H lub a-Si:N:H. Do wytwarzania takich warstw autorzy wybrali metodę Chemicznego Osadzania z Fazy Gazowej, wspomaganego falami radiowymi (RFCYD - Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Yapour Deposition). W procesie otrzymywania warstw a-Si:C:H i a-Si:N:H zastosowano następujące mieszaniny gazowe: SiH4+CH4 oraz SiH4+NH3. Na podstawie optycznych i strukturalnych badań określono najważniejsze właściwości warstw antyrefleksyjnych: współczynnik załamania, współczynnik odbicia, grubość oraz rodzaj i koncentrację wiązań wodorowych. Struktura warstw była badana przy użyciu metody spektroskopii w podczerwieni (FTIR), a morfologia - mikroskopii skaningowej (SEM). Podłoża krzemowe do ogniw słonecznych, pokryte takimi warstwami, cechuje znaczna redukcja wartości współczynnika odbicia. Analiza charakterystyk prądowo-napięciowych ogniw słonecznych, zmodyfikowanych warstwami ARC, pokazuje znaczne zwiększenie ich sprawności i parametrów prądowych. Otrzymane rezultaty wskazują, że warstwy typu a-Si:C:H oraz a-Si:N:H są bardzo obiecującymi materiałami do tego typu zastosowań.

Słowa kluczowe

EN

antireflective coating; silicon solar cells

PL

warstwa antyrefleksyjna; krzemowe ogniwo słoneczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 36, nr 3
• Strony: 128--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Swatowska B.

autor

Stapiński T.

• Department of Electronics, AGH University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland,

Bibliografia

• [1] Sopori B.: Dielectric films for Si solar cell applications, J. Electron. Mater., 34, 5, (2005), 564-570
• [2] Anders H.: Thin films in optics, London, Focal Press, 1967
• [3] Sze S.M., Ng K.K.: Physics of semiconductor devices, 3rd edition, New York, John Wiley, 2006
• [4] Stapiński T., Swatowska B., Kluska S., Walasek E.: Optical and structural properties of amorphous silicon-carbon films for optoelectronic applications, Appl. Surf. Sci., 228, (2004), 367-374
• [5] Swatowska B., Stapinski T.: Amorphous hydrogenated silicon-nitride films for applications in solar cells, Vacuum, 82, (2008), 942-946
• [6] Swatowska B., Czternastek H., Lipiński M., Stapiński T., Zakrzewska K.: Antireflective coatings of a-Si:C:H on silicon, Proc. of XXVIII Intern. Conf. of IMAPS - Poland Chapter, Wrocław, 26-29.09.2004, 385-388
• [7] Stapiński T., Swatowska B.: a-Si:C:H and a-Si:N:H thin films obtained by PECVD for applications in silicon solar cells, J. Electron. Mater., 37, 6, (2008), 905-911
• [8] Granek F., Żdanowicz T.: Advanced system for calibration and characterization of solar cells, Opto-Electron. Rev., 12, l, (2004), 57-67
• [9] School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering at The University of New South Wales: [http://www.pv.unsw.edu.au/links/products/pcld.asp]
• [10] Stapiński T., Swatowska B.: Amorphous hydrogenated silicon-carbon as new antireflective coating for solar cells, J. Non-Cryst. Solids, 352, (2006), 1406-1409
• [11] Giorgis F., Giuliani F., Pirri C.F., Tresso E., et al.: Optical, structural and electrical properties of device-quality hydrogenated amorphous silicon-nitrogen films deposited by plasma-enhanced chemical vapour deposition, Philos. Mag. B, 77, 4, (1998), 925-944
• [12] Swanepol R.: Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon, J. Phys. E Sci. Instrum., 16, (1983), 1214-1222
• [13] Tauc J.: Amorphous and liquid semiconductors, Plenum Press, New York 1974
• [14] Appelbaum J., Chairt A., Thompson D.: Parameter estimation and screening of solar cells, Prag. Photovoltaics: Res. Apel, l, (1993), 93-106