Wytwarzane metodą laserową kontakty punktowe Al-Si w aspekcie zastosowania w ogniwach słonecznych na bazie krzemu krystalicznego

• Autorzy: Panek, P. , Drabczyk, K. , Kwiatkowska, J. , Socha, P. R.

Warianty tytułu

EN

The Al-Si laser fired point contacts for application in crystalline silicon solar cells

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących właściwości i struktury kontaktów punktowych (LFC) wytworzonych za pomocą promieniowania laserowego pomiędzy warstwą naparowanego aluminium a krzemem krystalicznym w kontekście ich stosowania w ogniwach słonecznych. Stosując mikroskop skaningowy (SEM) przedstawiono zależności pomiędzy wartością energii promieniowania ELB w zakresie od 13 mJ do 848 mJ dla lasera duantel - YG980 QSwitched Nd:YAG generujący promieniowanie o długości fali 1064 nm i czasie pojedynczego impulsu 10 nanosekund a formą i strukturą punktu kontaktowego dla wybranych grubości naparowanej warstwy Al. Metodą mikroskopii transmisyjnej (TEM) zobrazowano przekrój kontaktu punktowego. Degradację sieci krystalicznej Si w zależności od ELB oraz konkretnego miejsca w obszarze LFC zanalizowano metodą spektroskopii Ramana. Metodą spektroskopii fotoelektronów (XPS) wyznaczono w obszarach LFC wartość stosunku atomowego Al/Si oraz stosunku stanów elektronowych dla różnych form Al i Si w zależności od energii wiązki. Wyznaczono energię ELB w granicach 260 mJ, dla której degradacja struktury sieci krystalicznej Si jest kompromisem wartości Si/AI i energii wiązania Al-Si.

EN

This paper reports an experimental investigations of the laser fired contacts (LFC) prepared on Al layers evaporated on the back side of the crystalline silicon. The LFC were obtained using 10 nanoseconds pulsed Nd:YAG laser of wavelength of 1064 nm and a pulse energy from 13 mJ to 848 mJ. The size, morphology and structure of the LFC contact regions were studied using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Raman micro-spectroscopy. The transmission microscopy (TEM) was applied for analysis of the LFC cross-section. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) measurements were used to evaluate the atomic ratio of the elements and the ratio of electronic states of Al and Si at the LFC local area in respect of the laser beam energy. An optimal value of laser beam energy as a balance between Si crystal degradation and the highest Si/Al ratio with the strongest Al-Si bonding was found at 260 mJ.

Słowa kluczowe

PL

kontakt tylny ogniwa słonecznego; technika laserowa

EN

solar cell back contact; laser processing

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 5
• Strony: 37-41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Panek, P.

autor

Drabczyk, K.

autor

Kwiatkowska, J.

autor

Socha, P. R.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, PAN w Krakowie

Bibliografia

• [1] Peterson K. A., Dutta I., Chen M.: Processing and Characterization of Diffusion bonded Al-Si Interface. Journal of Materials Processing Technology, 145 (2004) 99-108.
• [2] Schneiderlochner E., Emanuel G., Grupp G., Lautenschlager H., Leimenstoll A., Glunz S. W., Preu R., Willeke G.: Silicon Solar Cells with Screen Printed-Front Contact and Dielectrically Passivated. Laser-Fired Rear Electrode, Proc., of the 19th Europ. PSEC, 7-11 June 2004, Paris, 447-450.
• [3] Arifuku N., Dhamrin M., Suda M., Saitoh T., Kamisako K.:Passivation Effect of a-Si and SiNx:H Double Layer Deposited at Low Temperature Using RF-Remote PECVD Method. Proc. of the 21st EPSEC, 4-8 September 2006, Dresden, 877-880.
• [4] Dauwe S., Schmidt J., Hezel R.:Very Low Surface Recombination Velocity on p- and n- Type Silicon Wafers Passivated with Hydrogen ated Amorphous Silicon Films. Proc, of the 28th IEEE PVSC, 2002, 1246-1249.
• [5] Glunz S. W., Schneiderlochner E., Kray D., Grohe A., Hermie M., Kampwerth H., Preu R., Willeke G.: Laser-Fired Contact Silicon Solar Cells on p- and n- Substrates. Proc. of the 19th EPSEC, 7-11 June 2004, Paris, 408-411.
• [6] Granek F., Hermle M., Fleischhauer B., Grohe A., Schultz O., Glunz S. W., Willeke G.: Optimisation of Laser-Fired Aluminium Emitters for High Efficiency n- Type Si Solar Cells. Proc. of the 21st EPSEC, 4-8 September 2006, Dresden, 777-780.
• [7] Maley N., Beeman D. J., Lanmin.: Dynamics of tetrahedral networks: amorphous Si and Ge. Phys Rev B 38 (15) (1988) 10611-22.
• [8] Mohanta S. K., Soni R. K., Tripathy S., Soh C. B., Chua S. J., Kanjilal D.: Raman scattering from nanopatterned silicon surface prepared by low-energy Ar+ -ion irradiation. Physica E 35 (2006)42-47.