Optical and microstructural properties of granded porous silicon layer

• Autorzy: Lipiński M. , Czternastek H. , Sokołowski M. , Panek P.

Warianty tytułu

PL

Optyczne i mikrostrukturalne własności gradientowej warstwy z porowatego krzemu

• Konferencja: Symposium on Texture and Microstructure Analysis of Functionally Graded Materials SOTAMA-FGM (03-07.10.2004 ; Kraków, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work we present the results of investigations of porous silicon (PS) layers for solar cells application. The PS was formed by chemical etching (stain etching) of n+-p Si substrate in a solution of HF, HNO3 and H2O. The dielectric response of a PS layer was modeled using a Bruggeman effective-medium approximation. It was shown that PS layer could be described by a model of graded layer with effective optical constants n(eff) and k(ef f) changing from these of bulk material (silicon) to these of surrounding (air). The porosity of the PS layer changed from 10% near the bulk silicon region to nearly 85% at the silicon-air interface. The effective reflectance of Cz-Si surface decreased to about 5% after PS layer formation.

PL

Przedstawiono wyniki badań własności optycznych i mikrostrukturalnych gradientowej warstwy z porowatego krzemu naniesionej metodą chamicznego trawienia. Podłożem były płytki polerowanego krzemu typu p z uformowanym złaczem n+-p. Do symulacji własności wynikających z istniejącego gradientu założono wielowarstwową strukturę porowatego krzemu stosując przybliżenie Bruggeman’a efektywnego ośrodka. Określono wartości współczynnika załamania i ekstynkcji (neff i keff) w warstwie porowatego krzemu w funkcji długosci fali światła oraz odległoćci od powierzchni krzemowego podłoża. Porowatość zmieniała się w granicach od 10% w pobliżu granicy podłoże-krzem porowaty do około 85% na granicy krzem porowaty-powietrze. Efektywny współczynnik odbicia dle krzemu z naniesiona warstwa porowatego krzemu wynosił tylko 5% w porównaniu z 25% wartoscią współczynnika odbicia od steksturyzowanej w KOH powierzchni multikrystalicznego krzemu.

Słowa kluczowe

EN

porous silicon; antireflection coating; graded layer

PL

porowaty krzem; warstwa przeciwodblaskowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 50, iss. 2
• Strony: 387--393
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Lipiński M.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. A. Krupkowskiego, Polska Akademia Nauk, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 25

autor

Czternastek H.

• Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Akademia Górniczo-Hutnicza, 30-059 Kraków, Al. Mickiewicza 30

autor

Sokołowski M.

• Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Akademia Górniczo-Hutnicza, 30-059 Kraków, Al. Mickiewicza 30

autor

Panek P.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. A. Krupkowskiego, Polska Akademia Nauk, 30-059 Kraków, ul. Reymonta 25

Bibliografia

• [1] L. Schirone, G. Sotgiu, M. Montecchi, G. Righini, R. Zanoni, Stain etched porous silicon technology for large area solar cells, 2nd. World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion, 276-279 (1998).
• [2] S. Bastide,C. Levy-Clement, L. Stalmans, R. Bilyalov, J. Poortmans. Porous silicon multilayer antireflection coating for silicon solar cells, Proc. 16th EPVSEC, 1573-1579 (2000).
• [3] R. Bilyalov, L. Stalams, J. Poortmans, Comparative Analysis of Chemically and Electrochemically Formed Porous Si Antireflecuon Coating for Solar Cells, Journal of The Electrochemical Society 150 (3) G216-G222 (2003).
• [4] M. Lipinski, P. Panek, S. Bastide, C. Levy-Clement, Porous silicon antireflection coating by electrochemical and chemical methods for silicon solar cells manufacturing, Phys. Stat. Sol. (a) 197, 512-517 (2003).
• [5] W. Thei, Optical properties of porous silicon. Surface Science Reports 29,91-192 (1997).
• [6] C. Pickerin, M. I. J. Beale.D. J. Robbins, P. J. Oearson, R. Greef, J. Phys. C: Solid State Phys. 17, 6535 (1984).
• [7] H. P. Kunzi, H. G. Tzschach, C. A. Zehnder.,Numerical methods of mathematical optimization, New York, 1968.