< Terug naar vorige pagina

Project

Innovatieve benaderingen voor p- en n-type poly-Si/SiOx passiverende contacten voor siliciumzonnecellen

In de afgelopen jaren heeft de PV-productie een verschuiving gezien van Al-BSF (Back Surface Field) naar PERC (gepassiveerde emitter en achtercontact) zonnecellen om de recombinatiestroom aan de achterkant van de cellen te verlagen. Andere diensten, b.v. overgang van multi-kristallijn naar monokristallijn materiaal, en van p-type naar n-type basisdotering, vinden ook plaats om recombinatiestromen in het grootste deel van de inrichting te minimaliseren. Tegenwoordig echter is het zwakste punt van kristallijn siliciumzonnecellen nog steeds de recombinatie op het halfgeleider- / metaalcontactinterface. Om de nullastspanning van siliciumzonnecellen te maximaliseren en de thermodynamische efficiëntie te benaderen, algemeen bekend als Shockley-Queisser-limiet, is veel van het recente onderzoek op het gebied van fotovoltaïek van kristallijn silicium gericht om de recombinatieverliezen op die interface te beperken . In zonnecellen van kristallijn silicium kan dit probleem effectief worden aangepakt door de implementatie van op polysilicium gebaseerde passiverende contacten. Een op polysilicium gebaseerd contact bestaat uit het stapel 'grensvlak oxide / n-type of p-type polysilicium dunne film / metaal' op het niet-gedoteerde of gedopeerde halfgeleideroppervlak dat in contact moet worden gebracht. Als een passiveringscontact moet deze structuur worden ontworpen om de minderheidsdragers te beschermen tegen de recombinatieplaatsen bij het metaalcontact, terwijl een goed transport en verzameling van de hoofddragers naar dat contact mogelijk wordt gemaakt. Aldus zou het ideale passiverende contact minimale minimale drager-recombinatie evenals lage specifieke contactweerstand omvatten. Vanuit een technologisch oogpunt zal dit werk zich richten op de fabricage van een op polysilicium gebaseerd passiveringscontact beginnend met PECVD a-Si: H, dat zal worden herkristalliseerd om het polykristallijne siliciumcontact te vormen na een gloeien bij hoge temperatuur. Het doel van het onderzoek zal zijn om het effect van de kristallijne structuur en de korrelgrenzen te onderzoeken, evenals de doteringsverontreinigingen, op de recombinatiemechanismen wanneer deze lagen worden gebruikt voor contactpassivering. p-type of n-type dotering kan in situ worden uitgevoerd tijdens PECVD a-Si: H afzetting of ex situ na herkristallisatie. Bij deze grondige karakterisering zal ook rekening worden gehouden met de impact van de metallisatiebenadering en de diffusie van metaalsoorten. Plating, zeefdruk, verdamping en / of sputteren zijn de beschikbare metallisatietechnologieën die moeten worden onderzocht. Bijkomende aspecten die in dit onderzoek moeten worden opgenomen, zijn de invloed van de oppervlaktemorfologie (van vlak tot een gestructureerd oppervlak) en de patroonvorming van het passiveringscontact indien nodig. Experimentele tests tijdens deze Ph.D. wordt uitgevoerd op zowel gespecialiseerde teststructuren als complete zonnecellen. Dit werk zal gebruik maken van geavanceerde elektrische karakteriseringstools (voorbeelden: quasi-stationaire fotoconductantie, spectrale respons, stroomspanningsmetingen, ...) en materiaalanalysetechnieken (voorbeelden: secundaire ionenmassaspectroscopie, transmissie-elektronenmicroscopie, scanningelektronen) microscopie, energie-dispersieve röntgenspectroscopie, röntgendiffractie, RAMAN-spectroscopie, ...). Het onderzoek zal ook analytische modelleertools gebruiken om de experimentele waarnemingen te ondersteunen.

Datum:4 jul 2018 →  23 mrt 2023
Trefwoorden:SHJ solar cells, polysilicon, passivated contact, carrier selective contact
Disciplines:Mechanica, Mechatronica en robotica, Modellering, Multimediaverwerking
Project type:PhD project