Multikristallines n-Typ Silizium

Die in multikristallinem (mc)-Silizium häufig vorkommenden metallischen Verunreinigungen haben in n-dotiertem Si einen weniger schädlichen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften als dies in p-Typ Si der Fall ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, mit diesem Material Solarzellen höheren Wirkungsgrades herzustellen, als dies mit dem bisher in der industriellen Produktion eingesetzten p-Typ mc-Si machbar ist. Deshalb wird hier eine detaillierte Studie der Eigenschaften von blockgegossenem n-Typ mc-Si vorgestellt. Zur Entwicklung eines Solarzellprozesses für n-Typ mc-Si wird zum einen die Emitterdiffusion mittels BBr3 optimiert. Zum anderen wird die Oberflächenpassivierung des Emitters mit thermischem SiO2, mit PECVD SiN und - als neue Möglichkeit - mit SiC untersucht.Mit dem neuentwickelten Prozess wurden vielversprechende Solarzellenwirkungsgrade erzielt. Simulationen zeigen, das angesichts der sehr guten elektronischen Qualität des mc n-Typ Si bei weiterer Optimierung des Solarzellprozesses noch deutlich höhere Wirkungsgrade realisierbar sind.

Autorentext

Joris Libal, Dr. rer. nat.: Studium der Physik an der Universitaet Tuebingen, anschliessend als Ingenieur bei der Solectron GmbH und Promotion an der Universitaet Konstanz. Zur Zeit PostDoc an der Università di Milano-Bicocca (Forschungsgebiet: Elektrische und spektroskopische Charakterisierung von multikristallinem Si fuer die Photovoltaik).

Klappentext

Die in multikristallinem (mc)-Silizium häufig vorkommenden metallischen Verunreinigungen haben in n-dotiertem Si einen weniger schädlichen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften als dies in p-Typ Si der Fall ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, mit diesem Material Solarzellen höheren Wirkungsgrades herzustellen, als dies mit dem bisher in der industriellen Produktion eingesetzten p-Typ mc-Si machbar ist. Deshalb wird hier eine detaillierte Studie der Eigenschaften von blockgegossenem n-Typ mc-Si vorgestellt. Zur Entwicklung eines Solarzellprozesses für n-Typ mc-Si wird zum einen die Emitterdiffusion mittels BBr3 optimiert. Zum anderen wird die Oberflächenpassivierung des Emitters mit thermischem SiO2, mit PECVD SiN und - als neue Möglichkeit - mit SiC untersucht. Mit dem neuentwickelten Prozess wurden vielversprechende Solarzellenwirkungsgrade erzielt. Simulationen zeigen, das angesichts der sehr guten elektronischen Qualität des mc n-Typ Si bei weiterer Optimierung des Solarzellprozesses noch deutlich höhere Wirkungsgrade realisierbar sind.