Crystalline silicon surface passivation using aluminum oxide: Fundamental understanding and application to solar cells

Research output: Book/ReportMonographResearchpeer review

Authors

  • Boris Adrian Veith-Wolf

Research Organisations

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  • Albert Einstein Schule Laatzen (AES)
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Details

Original languageEnglish
Place of PublicationMünchen
Number of pages127
Edition1. Auflage
Publication statusPublished - 2018

Publication series

NamePhysik

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Aspekte der Siliziumoberflächenpassivierung mittels Aluminiumoxid untersucht; vom grundlegenden Verständnis der Oberflächenpassivierung insbesondere auf n-Typ Siliziumwafern bis hin zur Implementierung in "Passivated Emitter and Rear Cell" (PERC)-Solarzellen.

Für Aluminiumoxid-passivierte n-Typ Siliziumwafer konnte gezeigt werden, dass die Abnahme der Oberflächenpassivierung hin zu niedrigeren Injektionsdichten verursacht wird durch die Leitung von Löchern durch die Inversionsschicht und von Elektronen durch die Basis vom Messbereich hin zu Bereichen hoher Rekombination. Durch das Vermeiden von Bereichen mit reduzierter Oberflächenpassivierung und der Verwendung von großen Proben konnte erstmals gezeigt werden, dass die Volumenlebensdauer des untersuchten n-Typ kristallinem Siliziums (c-Si) signifikant höher ist als die bisherige Parametrisierung der intrinsischen Lebensdauer von c-Si es voraussagt.

Alternative Aluminiumoxid-Deckschichten auf der Basis von flüssigen Siloxanlösungen, abgeschieden mittels Flüssigphasenabscheidung (LPD), wurden in PERC-Solarzellen implementiert. An großflächigen PERC-Solarzellen wurde ein Wirkungsgraden von bis zu 19.8% nachgewiesen.

Die gefeuerten S-ALD-Aluminiumoxid-Schichten erwiesen sich unter UV-Beleuchtung als sehr stabil, egal ob als Einzelschicht oder Aluminiumoxid/Siliziumnitrid-Stapel. Besonders der Aluminiumoxid/Siliziumnitrid-Stapel zeigte eine stabile p+-Emitterpassivierung. Bei gefeuerten Aluminiumoxid-Einzelschichten wurde eine starke Erhöhung der festen negativen Ladungsdichte beobachtet.

Cite this

Crystalline silicon surface passivation using aluminum oxide: Fundamental understanding and application to solar cells. / Veith-Wolf, Boris Adrian.
1. Auflage ed. München, 2018. 127 p. (Physik).

Research output: Book/ReportMonographResearchpeer review

Veith-Wolf BA. Crystalline silicon surface passivation using aluminum oxide: Fundamental understanding and application to solar cells. 1. Auflage ed. München, 2018. 127 p. (Physik). doi: 10.15488/3685
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TY - BOOK

T1 - Crystalline silicon surface passivation using aluminum oxide

T2 - Fundamental understanding and application to solar cells

AU - Veith-Wolf, Boris Adrian

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Aspekte der Siliziumoberflächenpassivierung mittels Aluminiumoxid untersucht; vom grundlegenden Verständnis der Oberflächenpassivierung insbesondere auf n-Typ Siliziumwafern bis hin zur Implementierung in "Passivated Emitter and Rear Cell" (PERC)-Solarzellen.Für Aluminiumoxid-passivierte n-Typ Siliziumwafer konnte gezeigt werden, dass die Abnahme der Oberflächenpassivierung hin zu niedrigeren Injektionsdichten verursacht wird durch die Leitung von Löchern durch die Inversionsschicht und von Elektronen durch die Basis vom Messbereich hin zu Bereichen hoher Rekombination. Durch das Vermeiden von Bereichen mit reduzierter Oberflächenpassivierung und der Verwendung von großen Proben konnte erstmals gezeigt werden, dass die Volumenlebensdauer des untersuchten n-Typ kristallinem Siliziums (c-Si) signifikant höher ist als die bisherige Parametrisierung der intrinsischen Lebensdauer von c-Si es voraussagt.Alternative Aluminiumoxid-Deckschichten auf der Basis von flüssigen Siloxanlösungen, abgeschieden mittels Flüssigphasenabscheidung (LPD), wurden in PERC-Solarzellen implementiert. An großflächigen PERC-Solarzellen wurde ein Wirkungsgraden von bis zu 19.8% nachgewiesen.Die gefeuerten S-ALD-Aluminiumoxid-Schichten erwiesen sich unter UV-Beleuchtung als sehr stabil, egal ob als Einzelschicht oder Aluminiumoxid/Siliziumnitrid-Stapel. Besonders der Aluminiumoxid/Siliziumnitrid-Stapel zeigte eine stabile p+-Emitterpassivierung. Bei gefeuerten Aluminiumoxid-Einzelschichten wurde eine starke Erhöhung der festen negativen Ladungsdichte beobachtet.

AB - In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Aspekte der Siliziumoberflächenpassivierung mittels Aluminiumoxid untersucht; vom grundlegenden Verständnis der Oberflächenpassivierung insbesondere auf n-Typ Siliziumwafern bis hin zur Implementierung in "Passivated Emitter and Rear Cell" (PERC)-Solarzellen.Für Aluminiumoxid-passivierte n-Typ Siliziumwafer konnte gezeigt werden, dass die Abnahme der Oberflächenpassivierung hin zu niedrigeren Injektionsdichten verursacht wird durch die Leitung von Löchern durch die Inversionsschicht und von Elektronen durch die Basis vom Messbereich hin zu Bereichen hoher Rekombination. Durch das Vermeiden von Bereichen mit reduzierter Oberflächenpassivierung und der Verwendung von großen Proben konnte erstmals gezeigt werden, dass die Volumenlebensdauer des untersuchten n-Typ kristallinem Siliziums (c-Si) signifikant höher ist als die bisherige Parametrisierung der intrinsischen Lebensdauer von c-Si es voraussagt.Alternative Aluminiumoxid-Deckschichten auf der Basis von flüssigen Siloxanlösungen, abgeschieden mittels Flüssigphasenabscheidung (LPD), wurden in PERC-Solarzellen implementiert. An großflächigen PERC-Solarzellen wurde ein Wirkungsgraden von bis zu 19.8% nachgewiesen.Die gefeuerten S-ALD-Aluminiumoxid-Schichten erwiesen sich unter UV-Beleuchtung als sehr stabil, egal ob als Einzelschicht oder Aluminiumoxid/Siliziumnitrid-Stapel. Besonders der Aluminiumoxid/Siliziumnitrid-Stapel zeigte eine stabile p+-Emitterpassivierung. Bei gefeuerten Aluminiumoxid-Einzelschichten wurde eine starke Erhöhung der festen negativen Ladungsdichte beobachtet.

UR - http://www.dr.hut-verlag.de/978-3-8439-3708-5.html

U2 - 10.15488/3685

DO - 10.15488/3685

M3 - Monograph

SN - 9783843937085

SN - 3843937087

T3 - Physik

BT - Crystalline silicon surface passivation using aluminum oxide

CY - München

ER -