Desarrollo de células solares de alto rendimiento brecha/Si Heterojunction

Summary

Aquí, presentamos un protocolo para desarrollar alto rendimiento GaP/Si células solares de heterounión con alta Si minoría portador toda la vida.

Abstract

Para mejorar la eficiencia de células solares basadas en Si más allá de su límite Shockley-Queisser, la ruta óptima es integrarlas con las células solares basadas en III-V. En este trabajo, presentamos células solares de alto rendimiento brecha/Si heterojunction con una alta vida útil del portador de la minoría de Si y cristal alta calidad de capas epitaxiales de GaP. Se muestra que mediante la aplicación de fósforo (P)-capas de difusión en el sustrato Si y una capa de_x de pecado, la vida del portador de la minoría Si puede ser bien mantenida durante el crecimiento de la brecha en el epitaxy de viga molecular (MBE). Controlando las condiciones de crecimiento, la calidad de cristal alto de boquete se cultivaba en la superficie P-rico Si. La calidad de la película se caracteriza por microscopía de fuerza atómica y difracción de rayos x de alta resolución. Además, MoO_x se implementó como un contacto selectivo de agujero que llevó a un aumento significativo en la densidad de corriente de cortocircuito. El rendimiento alcanzado alta de las células de solares de heterounión GaP/Si establece una ruta para mejorar aún más el rendimiento de dispositivos fotovoltaicos basados en Si.

Introduction

Ha habido un esfuerzo continuo en la integración de diferentes materiales con desajustes del enrejado con el fin de mejorar la total eficiencia de células solares^1,2. La integración de III-V/Si tiene el potencial para aumentar la eficiencia de células solares de Si actual y reemplazar los sustratos caros de III-V (como el GaAs y el Ge) con un sustrato de Si para aplicaciones de células solares multiunión. Entre todos sistemas material binario de III-V, fosfuro de galio (GaP) es un buen candidato para este propósito, como lo ha hecho el menor desajuste de enrejado (~ 0.4%) y Si un bandgap indirecto alto. Estas ....

Protocol

PRECAUCIÓN: Por favor consulte todas hojas de datos de seguridad material (MSDS) antes de tratar con productos químicos. Utilice todas las prácticas de seguridad apropiadas cuando se realiza una fabricación de células solares como la campana y equipo de protección personal (gafas, guantes, bata, pantalones largos, zapatos cerrados).

1. Si oblea limpieza

1. Limpiar las obleas de Si en la solución de piraña (H₂O2/h₂SO₄) a 110 ° C.
   1. Para producir solución Piraña, llene la bañera de ácido (tanque de polietileno de alta densidad y más allá) con 15,14 L de H₂hasta₄ (9....

Results

Imágenes de fuerza atómica (AFM) la microscopia y las exploraciones de alta resolución difracción de rayos x (DRX), incluyendo la curva oscilante de la reflexión (004) y el mapa del espacio recíproco (RSM) en las cercanías de reflexión (224), fueron recogidas por el boquete/Si estructura (figura 1). El AFM fue utilizada para caracterizar la morfología superficial de la brecha crecido de MBE y XRD fue utilizado para examinar la calidad cristalina de la capa de.......

Discussion

Una capa de separación nominal de 25 nm de espesor epigenéticamente se cultiva en una superficie Si P-rico través de MBE. Para cultivar una mejor calidad de capa de brecha sobre sustratos de Si, un V/III relativamente baja ratio (P/Ga) es preferible. Una calidad de cristal de la capa de vacío es necesaria para lograr la alta conductividad y baja densidad de centros de recombinación. La AFM media cuadrática (RMS) de la superficie de separación es ~0.52 nm mostrando una superficie lisa con sin hoyos, indicativa de cristal .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Peróxido de hidrógeno, 30 %		Honeywell
ácido sulfúrico, 96 %	KMG productos químicos electrónicos, Inc.	64103
Ácido clorhídrico, 37%	KMG productos químicos electrónicos, Inc.	64009
Grabado de óxido tamponado 10:1	KMG productos químicos electrónicos, Inc.	62060
Ácido fluorhídrico, 49%	Honeywell	10181736
Ácido acético	Honeywell	10180830
Ácido nitruro, 69,5%	KMG productos químicos electrónicos, Inc.