Badania kinetyki wzrostu krzemowych warstw lateralnych w gradientowym polu temperaturowym dla struktur baterii słonecznych

• Autorzy: Olchowik J. M. , Jóźwik I. , Gułkowski S. , Cieślak K. , Szymczuk D. , Zdyb A.

Warianty tytułu

EN

Investigations of growth kinetic of laterally grown layers at gradient temperature for solar cells structures

• Konferencja: II Konferencja SOLINA 2008. Energia odnawialna. Innowacyjne rozwiązania. Materiały i Technologie dla Budownictwa. Solina, 28--31 maja 2008
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca poświęcona jest analizie wytwarzania cienkowarstwowych krzemowych warstw lateralnych dla zastosowań fotowoltaicznych. Zjawisko konwersji energii słonecznej odbywa się zazwyczaj w niewielkiej przypowierzchniowej części półprzewodnikowych struktur krystalicznych. Zatem dla celów użytecznych wykorzystywana jest zaledwie niewielka część materiału, natomiast znaczna jego część stanowi jedynie podstawę konstrukcyjną ogniwa słonecznego. Z uwagi na niski współczynnik absorpcji światła słonecznego dla Si, umieszczenie cienkiej krzemowej warstwy lateralnej pomiędzy dwoma dielektrykami daje możliwość zwielokrotnienia drogi optycznej fotonów, a tym samym pozwala konstruować wysokowydajne cienkowarstwowe struktury baterii słonecznych. Podstawową zaletą warstw lateralnych jest uniezależnienie struktury ich defektów od defektów podłoża. Zatem takie rozwiązanie pozwala stosować w technologiach fotowoltaicznych podłoża o słabej jakości, a więc czynić cały proces wytwarzania baterii słonecznych bardziej ekonomicznym. Badania kinetyki wzrostu krzemowych warstw lateralnych były prowadzane w różnych warunkach, z wykorzystaniem techniki epitaksji z fazy ciekłej (LPE) w wariancie poziomym i pionowym.

EN

This work presents an analysis of crystallization of the epitaxial lateral layers (ELO) for photovoltaic applications. Usually, main part of photovoltaic conversion is realized near surface of crystalline structures of semiconductors, therefore it needs only a little part of material. Because of very weak coefficient of light absorption in silicon, the thin ELO layer, placed between two dielectric coverings, gives the possibility of multiplications of optical way of photons and allows fabricating the Si solar cells by means of the thin films technology. The main advantage of such approach is the fact that the masking film prevents from the defects propagation present in substrate into the ELO layer. Such a method of crystallization allows using the poor quality substrate in application to many electronic devices, especially for solar cells, diminishing the costs of their production. The investigated Si-ELO layers were grown in various conditions: using standard horizontal LPE apparatus as well as vertical one with the temperature gradient.

Słowa kluczowe

PL

bateria słoneczna; warstwa krzemowa; warstwa lateralna; wytwarzanie; kinetyka procesu

EN

solar cell; silicon layer; production; process kinetics

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: z. 47 [252]
• Strony: 309--320
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il.

Twórcy

autor

Olchowik J. M.

autor

Jóźwik I.

autor

Gułkowski S.

autor

Cieślak K.

autor

Szymczuk D.

autor

Zdyb A.

• Politechnika Lubelska,

Bibliografia

• 1. Renewable Energy — Sources for Fuels and Electricity. Edited by: Johansson T.B., Kelly H., Reddy A.K.N., Williams R.H.; Washington, Island Press 1993.
• 2. Proceedings of „Conference on the Future of Energy in Enlarged Europe: Perspectives for R&D Co-operation", 7-8 October 2004, Warszawa.
• 3. Jóźwik I, Olchowik J.M., Multi-step crystallization of silicon epilayers under Ar atmosphere, Proc. of 21th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 4-8 September 2006, Dresden (Germany), 1005.
• 4. Jóźwik I, Olchowik J.M., Cieslak K.J., Effect of Ar Process Gas on Epitaxial Lateral Overgrowth of Si on SiO2 Coated Si Substrates, Proc. of 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 6-10 June 2005, Barcelona (Spain), (CD) p. 1329.
• 5. Jóźwik I, Olchowik J.M., The epitaxial lateral overgrowth of silicon by two-step liquid phase epitaxy, J. Cryst. Growth, 294 (2006) 367.; I. Jóźwik, J. M. Olchowik, Analysis of the processes of silicon epitaxial lateral overgrowth in Ar ambient gas, Materials Science, Vol. 24, No. 4, 2006, 968.
• 6. Jóźwik I, Olchowik J.M., Two-step liquid phase epitaxy growth of silicon on patterned silicon substrates in Ar atmosphere, IEEE 2006 Proc. of 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, Waikoloa, Hawaii, 7-12 May 2006, 1304.
• 7. Bailey S., Raffaelle R., Space Solar Cells and Arrays in Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (ed. A. Luque, S. Hegedus), Wiley, West Sussex, 2003.
• 8. Olchowik J.M., Sposób zwiększenia sprawności baterii słonecznych na bazie krzemu, Biuletyn Urzędu Patentowego, Nr 21 (725) 2001.
• 9. Dobrovolsky V.N., Litovchenko V.G.,. Skryshevsky V.A, Proc. 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 22-26 October 2001, Munich, Germany, p.208.
• 10. Olchowik J.M., Sposób wytwarzania płaskich warstw krawędziowych na powierzchni SiO2, Biuletyn Urzędu Patentowego Nr 21 (725) (2001) 20.
• 11. Campbell P.R., Light Trapping and Reflection Control in a Crystalline Solar Cell, PhD Thesis, University of New South Wales, June, 1989.
• 12. Bergmann R.,. Kurianski J, Mater. Lett, 17 (1993) 137.
• 13. Olchowik J.M., Wpływ międzypowierzchni na charakter syntezy wieloskładnikowych związków heteroepitaksjalnych AIIIBV z fazy ciekłej i jej teoretyczny model, Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Lubelskiej, Lublin, 1995.
• 14. Herman M.A., Krystalizacja warstw epitaksjalnych: pojęcia i problemy podstawowe we: Wzrost kryształów (ed. K. Sangwal), Wyd. Wyższej Szkoły Pedagogicznej w Częstochowie, Częstochowa, 1990.
• 15. Borkowski K., Epitaksja z fazy ciekłej we: Wzrost kryształów (ed. K. Sangwal), Wyd. Wyższej Szkoły Pedagogicznej w Częstochowie, Częstochowa, 1990.
• 16. Olchowik J.M., Fave A., Semmache B., Laugier A., Kamiński A., Sadowski W., Crystallisation of Si Epitaxial lateral Overgrowth Layers for Photovoltaic structures, Proceedings of 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Glasgow,UK 1-5 May 2000 vol.II, (2000)1286-1288.
• 17. Zytkiewicz Z.R., Thin Solid Films, 412 (2002) 64.
• 18. Astles M.G., Liquid phase epitaxial growth of III-V compound semiconductor materials and their device applications, IOP Publishing Ltd., England, 1990.
• 19. Dost S., Kimura M., Qin Z., Int. Comm. Heat Mass Transfer, 23(8) (1996) 1143.
• 20. Rode D.L., J. Cryst.Growth, 20 (1973) 13.