Synergiczne układy warstwowe: azotek krzemu - warstwa przejściowa na multikrystalicznym krzemie

• Autorzy: Bąk W. , Jurzecka-Szymacha M. , Jonas S. , Tkacz-Śmiech K.

Warianty tytułu

EN

Synergetic layer systems: silicon nitride - transition layer on multicrystalline silicon

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sprawność ogniw fotowoltaicznych opartych o multikrystaliczny krzem może być skutecznie poprawiona przez stosowanie warstw a-SiNx:H. War- stwy takie mają dobre właściwości antyrefleksyjne, a zawarty w nich wodór bierze udział w pasywacji defektów podłoża. W pracy zaprezentowano wyniki badań warstwowych układów kompozytowych, w których pomiędzy podłożem i właściwą warstwą azotku krzemu zastosowano warstwę przejściową, wytworzoną w plazmie NH3 lub warstwę a-Si:H. Warstwy osadzono na multikrystalicznych podłożach krzemowych (mc- Si, BAYSIX) z zastosowaniem metody RFCVD. Część próbek (z warstwą) dodatkowo wygrzano w temperaturze 800°C. Takie postępowanie zapewnia warunki odpowiednie dla dyfuzji wodoru z warstwy do podłoża, poprawiając tym samym efekty pasywacji. W ocenie pasywacji defektów podłoża wykorzystano wyniki z pomiarów temperaturowej zależności przewodnictwa elektrycznego próbek z warstwami, przed i po wygrzewaniu.

EN

An efficiency of solar cells based on multicrystalline silicon may be effectively improved with application of a-SiNx:H layers. They have good antireflective properties and take part in defect passivation of the substrate. It is shown, in this work, that good results may be expected when composed layer systems are used. We propose application of a transition layer between the substrate and the antireflective a-SiNx:H. This can be either an a-Si:H layer or a layer formed in NH3 plasma. The layers studied in this work were deposited on multicrystalline silicon (mc-Si, BAYSIX) with application of RFCVD. Some of the samples were additionally heated at 800°C to enhance the hydrogen diffusion from the layer to the substrate. Such treatment improves defect passivation. An evaluation of defect passivation was based on the results of measurements of temperature dependence of electrical conductivity performed for the samples with various layers, both before and after heating.

Słowa kluczowe

PL

warstwy a-SiNx:H; RF CVD; pasywacja defektów; przewodnictwo elektryczne

EN

a-SiNx:H layers; RF CVD; defect passivation; electrical conductivit

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 864--868
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bąk W.

autor

Jurzecka-Szymacha M.

autor

Jonas S.

autor

Tkacz-Śmiech K.

• Wydział Matematyczno-Fizyczno-Techniczny, Uniwersytet Pedagogiczny im. KEN w Krakowie,

Bibliografia

• [1] Gunde M. K., Macek M.: Infrared optical constants and dielectric response functions of silicon nitride and oxynitride films. Phys. Stat. Sol. (a) 183 (2001) 439.
• [2] Mackel H., Lundemann R.: Detailed study of the composition of hydrogenated SiNx layers for high-quality silicon surface passivation. J. Appl. Phys. 92 (2002) 2602.
• [3] Tsu D. V., Lucovsky G., Mantini M. J.: Local atomic structure in thin films of silicon nitride and silicon diimide produced by remote plasma-enhanced chemical vapor deposition, Phys. Rev. B 33 (1986) 7069.
• [4] Bustarret E., Bensouda M., Habrard M. C., Bruyere J. C.: Configurational statistics in a-SixNyHz alloys: A guarantitative bonding analysis. Phys. Rev. B 38 (1988) 8171.
• [5] Lucovsky G., Richard P. D., Tsu D. V., Lin S. Y., Markunas R. J.: Deposition of silicon dioxide and silicon nitride by remote plasma enhanced chemical vapor deposition. J. Vac. Sci. Technol. A 4 (1986) 681.
• [6] Duerinckx F., Szlufcik J.: Defect passivation of industrial multicrystalline solar cells based on PE CVD silicon nitride. Solar En. Mat. & Solar Cells 72 (2002) 231.
• [7] Aberle A. G.: Fabricational characterization of crystalline silicon thin-film materials for solar cells. Thin Solid Films 511-512 (2006) 26.
• [8] Verlaam V., Van der Werf C. H. M., Arnoldbik W. M., Goldbach H. D., Shropp R. E. I.: Unambiguous determination of Fourier-transform infrared spectroscopy proportionality factors: The case of silicon nitride. Phys. Rev. B 73 (2006) 195333.
• [9] Jurzecka M., Kluska S., Jonas S., Czternastek H., Zakrzewska K.: RF PE CVD deposition of amorphous a-SixNy:H layers for application in solar cells. Vacuum 82 (2008) 1128.
• [10] Parsons G. N., Lucovsky G.: Silicon-hydrogen bond-stretching vibrations in hydrogenated amorphous silicon-nitrogen alloys. Phys. Rev. B 41 (1990) 1664.
• [11] Jurzecka-Szymacha M., Kluska S., Tkacz-Śmiech K.: Gradientowe warstwy a-SiNx:H osadzane plazmochemicznie w układzie RF CVD. Inżynieria Materiałowa 6 (2008) 768.
• [12] Panek P., Lipiński M., Beltowska-Lehman E., Drabczyk K., Ciach R.: Industrial technology of multicrystalline silicon solar cells. Opto-Electron. Rev. 11 (2003) 269.
• [13] Lipiński M., Panek P., Świątek Z., Beltowska E., Ciach R.: Double porous silicon on multicrystalline Si for photovoltaic application. Solar Energy Mat. & Solar Cells 72 (2002) 271.
• [14] Yerokhov V. Y., Lipiński M., Ciach R., Nagel H., Mylyanych A., Panek P.: Cost-effective methods of texturing for silicon solar cells. Solar Energy Mat. & Solar Cells 72 (2002) 291.
• [15] Richards B. S., Cotter J. E., Honsberg C. B., Wenham S. R.: Novel uses of TiO2 in crystalline silicon solar cells. Proc. IEEE 28 (2000) 375.
• [16] Jurzecka M., Tkacz-Śmiech K., Kluska S.: Warstwy a-SiNx:H o różnej zawartości azotu osadzane na drodze syntezy plazmochemicznej, Inżynieria Materiałowa – w tym numerze.
• [17] Stapiński T.: Struktury cienkowarstwowe. Wybrane przykłady i zastosowania. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków (2008).