여기, 우리는 높은 시 소수 캐리어 수명으로 높은-성능 격차/Si heterojunction 태양 전지를 개발 하는 프로토콜을 제시.
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이 논문에서
요약
초록
그들의 쇼클리-Queisser 한계 넘어 Si 기반 태양 전지의 효율을 높이기 위해 최적의 경로 III 기반 태양 전지로 그들을 통합 하는 것입니다. 이 작품은, 우리는 높은 시 소수 캐리어 수명 및 코피 갭 레이어의 높은 크리스탈 품질 고성능 갭/Si heterojunction 태양 전지 제시. 그것은 인 (P)를 적용 하 여 그 표시-Si 기판에 확산 층 및 죄x 층, 시 소수 캐리어 수명 잘 동안 수 분자 빔 피 (MBE)에서 간격 성장. 성장 조건을 제어 하 여 갭의 높은 크리스탈 품질 P 풍부한 Si 표면에 성장 했다. 영화 품질 원자 힘 현미경 및 고해상도 x 선 회절에 의해 특징입니다. 또한, 무x 구현에 상당한 증가 구멍 선택적 접촉으로는 단락 회로 전류 밀도. 갭/Si heterojunction 태양 전지 달성된 높은 소자 성능을 추가 시 기반 태양광 소자의 성능 향상에 대 한 경로 설정합니다.
서론
전반적인 태양 전지 효율1,2를 강화 하기 위하여 격자 불일치와 다른 재료의 통합에 지속적인 노력을 하고있다. III-V/Si 통합을 더 증가 현재 Si 태양 전지 효율 multijunction 태양 전지 용 Si 기판 (GaAs, Ge) 등 비싼 3 V 기판 교체 가능성이 있다. 모든 3 V 이진 소재 시스템, 중 갈륨 인 (GaP) 시와 높은 간접 밴드 갭 작은 격자 불일치 (~ 0.4%)으로이 목적에 대 한 좋은 후보를입니다. 이러한 기능 간격의 Si 기판의 높은-품질 통합을 설정할 수 있습니다. 그것은 이론적으로 보였다 간격/Si heterojunction 태양 전지 갭과 시 사이의 독특한 밴드 오프셋에서 혜택에 의해 기존의 passivated 후면 Si 태양 전지3,4 의 효율성을 향상 수 (∆Ev ~1.05 eV와 ∆Ec ~0.09 eV). 이것은 간격 선택 연락처 실리콘 태양 전지에 대 한 전자의 유망 합니다. 그러나, 높은-성능 격차/Si heterojunction 태양 전지를 달성 하기 위해 높은 시 대량 수명 및 높은 갭/시 인....
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프로토콜
주의: 화학 물질을 취급 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 증기 두건 및 개인 보호 장비 (보호 안경, 장갑, 실험실 코트, 전장 바지, 폐쇄 발가락 신발)를 포함 하 여 태양 전지 제조를 수행할 때 모든 적절 한 안전 관행을 사용 하십시오.
1. Si 웨이퍼 청소
- 피 솔루션에서 Si 웨이퍼를 청소 (H2O2/H2이렇게4) 110 ° c.에
- 피 솔루션을 생성 하려면 채울 산 성 목욕 (고밀도 폴 리 에틸렌 탱크와 금 후) 15.14 L H2의 너무4 (96%) 그리고 H2O2 (30%)의 1.8 L.
- 110 ° c.에 안정화 솔루션의 온도 대 한 대기
- 4-인치-직경, 부동 존 (FZ), n 형, 그리고 더블 측면 연마 시 웨이퍼 깨끗 한 4"웨이퍼 카세트 (폴 리 프로필 렌 및 금 후)에 놓고 10 분에 대 한 피 라 목욕에 보트를 배치 합니다.
- 이온된 (DI) 물으로 10 분 동안 린스.
- RCA 74 ° c.에 해결....
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결과
원자 힘 현미경 (AFM) 이미지와 고해상도 x 선 회절 (XRD) 검사, (004) 반사와 상호 공간 지도 (RSM) (224) 반사 주변 주변 락 곡선을 포함 하 여 격차/Si에 대 한 수집 된 구조 (그림 1)입니다. AFM MBE 성장 간격의 표면 형태를 특성화 하는 데 사용 되었다 고 XRD 갭 층의 크리스탈 품질을 검사 하는 데 사용 되었다. 효과적인 소수 캐리어 수명 격차/Si 구조와 시 대량 수명 보존 하는이 작품에 사용 되는 방법의 효과 검사 측정 되었다. 외부 양자 효율 (EQE), 표면 반사, 의사 빛 J-V (피닉스-휘발성 유기 화합물), 그리고 J V 간격/시 최종 장치에서 수집 된의 빛 (그림 2). 내부 양자 효율 (IQE)에서 생성 된 반사 EQE 데이터 수정. 빛과 의사 J-V 매개 변수는 표 1에 나열 .......
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토론
공칭 25 nm 두께 차이 레이어 epitaxially MBE 통해 P 풍부한 Si 표면에 성장 했다. 성장 시 기판, 상대적으로 낮은 V/III에 갭 계층의 더 나은 품질 비율 (P/조지아)이 좋습니다. 좋은 크리스탈 갭 계층의 품질이 재결합 센터의 낮은 밀도 높은 전도성을 달성 하기 위해 필요 합니다. AFM 루트-의미-스퀘어 (RMS)의 간격 표면 ~0.52 nm 아무 구 덩이와 매끄러운 표면 (그림 1a) 낮은 스레딩 전위 밀도 높은 크리스탈 품질을 나타내는 표시 이다. 또한, pendellosung의 변두리는 ω-2θ 락 곡선 (그림 1b) 부드러운 인터페이스의 표시에서 관찰 되었다. 트리플 크리스탈 ω 락 곡선에서에서 측정 간격 피크의 절반 최대 (FWHM)에 전체 폭 ~ 14 arcsec 이며 계산 하는 스레딩 전위 밀도 ~ 2 × 106 cm-2. 갭/시 샘플의 (224.......
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공개 사항
저자는 공개 없다.
감사의 글
저자 L. 딩과 M. Boccard 처리 하 고이 연구에서는 태양 전지 테스트 그들의 공헌에 감사 하 고 싶습니다. 저자 드 EE0006335의 계약에 따라 미국 에너지 부와 국립 과학 재단 및 에너지 효율의 사무실의 공학 연구 센터 프로그램 및 에너지 부의 신 재생 에너지 자금 인정 NSF 협력 계약 번호에서 EEC-1041895입니다. 솜 Dahal 태양 전력 연구소에 의해 지원 되었다, 부분적으로, NSF 계약 ECCS-1542160.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 과산화수소, 30% | Honeywell | 10181019 | |
| 황산, 96% | KMG 전자 화학, Inc. | 64103 | |
| 염산, 37% | KMG 전자 화학, Inc. | 64009 | |
| 완충 산화물 에칭 10:1 | KMG 전자 화학, Inc. | 62060 | |
| 불화수소산, 49% | Honeywell | 10181736 | |
| 아세트산 | Honeywell | 10180830 | |
| 질화물산, 69.5% | KMG 전자 화학, Inc. |
참고문헌
- Friedman, D. J. Progress and challenges for next-generation high-efficiency multijunction solar cells. Current Opinion in Solid State & Materials Science. 14, 131-138 (2010).
- Vadiee, E., et al. AlGaSb-Based Solar Cells Grown on GaAs: Structural investigation and device performance. IEEE Journal of Photovoltaics. , (2017).
- Wagner, H., et al. A numerical simul....
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재인쇄 및 허가
