Name: 높은 성능 격차/Si Heterojunction 태양 전지 개발 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 31 s
Description: 학습하세요 GaP/Si 이종접합 태양전지 제조 프로토콜을 통해 실리콘 소수캐리어 수명을 유지하는 방법을. 고효율 다중접합 태양전지 개발에 필수적인 기술입니다.

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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.

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
<ol><li>피 솔루션에서 Si 웨이퍼를 청소 (H2O2/H2이렇게4) 110 ° c.에<ol>
<li>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.</li>
		<li>110 ° c.에 안정화 솔루션의 온도 대 한 대기</li>
		<li>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.</li>
		<li>이온된 (DI) 물으로 10 분 동안 린스.</li>
	</ol>
</li>
	<li>RCA 74 ° c.에 해결책을 청소로 Si 웨이퍼를 청소<ol>
<li>HCl:H2O2의 희석된 솔루션을 준비 합니다. 13.2 l 디 H2O 및 H2O2 의 2.2 L와 HCl. 스파이크 솔루션의 2.2 리터의 산 성 목욕와 히터를 켭니다.</li>
		<li>사용 하기 전에 74 ° C에서 안정화 솔루션의 온도 기다립니다.</li>
		<li>Si 웨이퍼를 깨끗 한 4"웨이퍼 카세트에 넣고 10 분 동안 RCA 솔루션에서 웨이퍼를 배치.</li>
		<li>10 분 디 물으로 씻어.</li>
	</ol>
</li>
	<li>버퍼링 산화물 에칭 (BOE) 솔루션에서 Si 웨이퍼를 청소.<ol>
<li>산 성 목욕에 비오이 솔루션의 15.14 L를 붓는 다.</li>
		<li>3 분 동안 욕조에 4"웨이퍼 카세트를 넣습니다.</li>
		<li>10 분 디 물으로 린스입니다.</li>
		<li>건조 N2로 웨이퍼를 건조.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 확산으로 P-확산.
<ol><li>보급 석 영 보트에서 청소 웨이퍼를 넣어.</li>
	<li>기본 온도 800 ° c.의 석 영 튜브로 로드 N2 환경에서 820 ℃로 온도 램프 820 ℃에서 1000 sccm에 인 oxychloride (POCl3) 통해 거품 N2 캐리어 가스 흐르는 시작 합니다. 15 분 후 N2 캐리어 가스 끄고 밖으로 샘플을 복용 하기 전에 800 ° C까지 온도 진입로.</li>
	<li>인 규 산 유리 (PSG)을 제거 하 고 다음 디 물에 10 분 린스를 수행 10 분 비오이 솔루션에는 샘플을 놓습니다.</li>
</ol>3. 죄x 코팅 PECVD에 의해
<ol><li>깨끗 한 보트에 웨이퍼를 넣고 표면에 천연 산화물을 제거 하려면 1 분 비오이 욕조에 그것을 찍어.</li>
	<li>10 분 디 물으로 린스입니다.</li>
	<li>드라이 건조 N2 총으로 웨이퍼.</li>
	<li>깨끗 한 Si 캐리어 (156mm 단 결정 Si)에 Si 웨이퍼를 놓습니다.</li>
	<li>플라즈마 강화 화학 증기 증 착 (PECVD) 챔버로 샘플을 로드 합니다.</li>
	<li>보증금 150 nm 두께 (38.5 s)x 챔버에 350 ° C에 죄. 죄x 3.5 Torr의 기본 압력 및 실리콘 소스로 SiH4 의 60 sccm NH3 N 원본으로 60 sccm 300 W RF 전력에서 보증금 (N2 의 2000 sccm는 희석제로 사용 되었다).<ol>
<li>다른 증 착 시간 죄x 필름 광택된 웨이퍼에 입금 하 여 죄x (3.9 nm/s)의 성장 속도 확인 하 고 변수 각도 광 ellipsometry (꽃병)으로 두께 측정.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 갭 MBE 성장
<ol><li>죄x 증 착 후 웨이퍼 MBE 챔버 로드.</li>
	<li>(3 시간 180 ° C), 입문 챔버에 outgas 다음 outgas 버퍼 챔버 (2 h 240 ° C)에서. 성장 챔버에 로드 하 고 10 분 동안 850 ° C에서 구워.</li>
	<li>580 ° c 온도 감소 ~2.71×10-7 Torr 빔 동등한 압력 (BEP) 및 시 유출 셀 온도 1250 ° c 증가 유출 셀 온도</li>
	<li>~1.16×10-6 Torr BEP를 달성 하기 위해 크래커 p 밸브 포지 셔 너를 조정 합니다. 조지아, P, 그리고 시 셔터를 열고 121 다음 중단된 육성 방법 (5 s 열리고 5 s 폐쇄의 10 주기)와 25 nm 두께 차이 성장 unshuttered 성장의 s (즉, p가 열고 동시에 셔터).</li>
	<li>기판 온도 200 ° C를 감소 하 고 진공 약 실에서 샘플을 언로 드.</li>
</ol>5. 습식된 에칭에 의해 다시 n +와 죄x 레이어를 제거
<ol><li>HF 손상에서 그것을 보호 하기 위해 보호 테이프를 가진 간격 표면 커버.</li>
	<li>플라스틱 비 커에 49 %HF 용액의 ~ 300 mL를 준비 합니다.</li>
	<li>완전히 죄x 레이어를 제거를 5 분 동안 HF 솔루션에서 샘플을 놓습니다.</li>
	<li>보호 테이프를 제거 하 고 씻어 디 물, N2에 의해 건조.</li>
	<li>새로운 보호 테이프를 가진 간격 표면 커버.</li>
	<li>플라스틱 비 커에 HNA 솔루션 준비 (화 수 소산 (HF) (50 mL), 질소 산 (HNO3)의 혼합물 (365 mL), 및 초 산 (채널3COOH) (85 mL)) 실내 온도에. 주의: 조심 스럽게 HNA 간격 표면에 침투 방지 하려면 솔루션에서 웨이퍼를 놓습니다.</li>
	<li>3 분 HNA 솔루션에 샘플을 넣어.</li>
	<li>보호 테이프를 제거 하 고 디 물으로 린스. N 건조2.
</li>
</ol>6. 구멍 선택 연락처 형성 맨 시 쪽에
<ol><li>4 분기에 다이아몬드 펜으로 웨이퍼를 쪼개 다.</li>
	<li>철저 하 게 청소 디 물 탱크에서 샘플.</li>
	<li>30 비오이 목욕에서 샘플을 청소 표면에서 네이티브 산화물을 제거 하는 s.</li>
	<li>디 물에 웨이퍼에서 린스를 N2로 다음 건조 합니다.</li>
	<li>입금 시에는 50 nm 두께: 시 평생을 확인 하는 샘플 중 하나에 PECVD에 의해 H.<ol>
<li>-네 입금: 60 W RF 전력 3.2 Torr의 압력 및 실리콘 소스로 SiH4 의 40 sccm에서 H 레이어 (H2 의 200 sccm는 희석제로 사용 되었다).</li>
		<li>-네의 성장 속도 확인: H (1.6 nm/s) 광택된 웨이퍼에 다른 증 착 시간-영화 입금 꽃병으로 두께 측정 하 여.</li>
	</ol>
</li>
	<li>보증금 (i)-네 (9 nm)와 (+)-네 (16 nm) PECVD에 의해 별도 시 샘플의 에칭된 (정면) 측에.<ol>
<li>3.2 Torr의 압력 및 실리콘 소스로 SiH4 의 40 sccm 및 붕 소를 불순물으로 B [채널3]3 의 18 sccm 37 W RF 전력 p 형-네 레이어를 입금 (H2 의 197 sccm는 희석제로 사용 되었다).</li>
		<li>-네 영화 다른 성장 시대와 광택된 웨이퍼에 입금 꽃병으로 두께 측정 하 여 p 형-네 (2.0 nm/s)의 성장 속도 확인 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>0.5의 증 착 율 무3 (99.99%) 소스에서 열 증발에 의해 실 온에서 9 nm 두꺼운 무x 레이어를 입금 Å / s.</li>
</ol>7. 외부 연락처 형성
<ol><li>보증금 75 nm 두께 인듐 주석 산화물 (ITO) (2O3/SnO2 = 95/5 (무게 %), 99.99%) RF 스퍼터 링에 의해 샘플의 갭에 레이어 (1의 RF 전력 kw 급 및 5 Torr의 압력) 2.2 sccm의 산소 흐름 속도.</li>
	<li>샘플을 언로 드 하 고 그들을 넘겨. 다음 이토 메사 증 착에 대 한 샘플에 메사 그림자 마스크를 사용 합니다.</li>
	<li>RF 스퍼터 링에 의해 75 nm 두께 이토 입금. 보증금 200 nm 두께 실버 (1의 RF 전력 원 및 8 Torr의 압력) 손가락 손가락 그림자 마스크를 취재에 대 한. 다시 연락으로 샘플의 갭에 200 nm 두께 실버를 입금.</li>
	<li>대기 압력 220 ° c.에로 있는 샘플 anneal</li>
</ol>

<ol><li>Friedman, D. J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135902861000032X">Progress and challenges for next-generation high-efficiency multijunction solar cells.</a> Current Opinion in Solid State & Materials Science. 14, 131-138 (2010).</li>
<li>Vadiee, E., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8063407/">AlGaSb-Based Solar Cells Grown on GaAs: Structural investigation and device performance.</a> IEEE Journal of Photovoltaics. , (2017).</li>
<li>Wagner, H., et al. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4863464">A numerical simulation study of gallium-phosphide/silicon heterojunction passivated emitter and rear solar cells.</a> Journal of Applied Physics. 115, 044508(2014).</li>
<li>Limpert, S., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6925045/">Results from coupled optical and electrical sentaurus TCAD models of a gallium phosphide on silicon electron carrier selective contact solar cell.</a> 2014 IEEE 40th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC). , 836-840 (2014).</li>
<li>Ding, L., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7749989/">On the source of silicon minority-carrier lifetime degradation during molecular beam heteroepitaxial growth of III-V materials.</a> 2016 IEEE 43rd Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). , IEEE. 2048-2051 (2016).</li>
<li>Ding, L., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610216304544">Silicon minority-carrier lifetime degradation during molecular beam heteroepitaxial III-V material growth.</a> Energy Procedia. 92, 617-623 (2016).</li>
<li>Zhang, C., Kim, Y., Faleev, N. N., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024817304025">Improvement of GaP crystal quality and silicon bulk lifetime in GaP/Si heteroepitaxy.</a> Journal of Crystal Growth. 475, 83-87 (2017).</li>
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<li>Varache, R., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610215008383">Evolution of bulk c-Si properties during the processing of GaP/c-Si heterojunction cell.</a> Energy Procedia. 77, 493-499 (2015).</li>
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<li>Zhang, C., Vadiee, E., King, R. R., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-materials-research/article/carrierselective-contact-gapsi-solar-cells-grown-by-molecular-beam-epitaxy/E5A9209E449CFCF2C4479752764CA400">Carrier-selective contact GaP/Si solar cells grown by molecular beam epitaxy.</a> Journal of Materials Research. 33, 414-423 (2018).</li>
<li>Battaglia, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hole+Selective+MoOx+Contact+for+Silicon+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Hole Selective MoOx Contact for Silicon Solar Cells.</a> Nano Letters. 14, 967-971 (2014).</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

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...

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 인터페이스 품질 제시해 주셔야 합니다.
분자 빔 피 (MBE)와 metalorganic 증기 위상 피 (MOVPE) Si 기판에 3 V 자료의 성장 동안 크게 시 수명 저하 널리 관찰 되었습니다5,6,7, 8 , 9. 수명 저하 주로 일어나는 Si 웨이퍼는 원자로에서 열 처리 도중 코피 성장10전에 표면 산화 탈 착 및 표면 재건을 위한 필요는 계시 되었다. 이 저하 성장 원자로5,7에서 유래 하는 오염 물질의 외부 확산을 관찰 했다. 이 시 수명 저하를 억제 하기 위해 몇 가지 방법은 제안 되었습니다. 우리의 이전 작품에서는, 우리는 Si 수명 저하 억제할 수 있습니다 크게 두 가지 방법을 증명 하고있다. 첫 번째 방법은 죄x 확산 장벽7 와 gettering 에이전트11 으로 Si 기판에 P-보급 레이어를 도입 하 여 번째의 소개에 의해 입증 되었다.
이 작품에서는, 우리는 높은-성능 격차/Si 태양 전지 실리콘 대량 수명 저하를 완화 하기 위해 언급 한 방법에 따라 증명 하고있다. 시 평생 유지 하는 데 사용 하는 기술을 multijunction 태양 전지 활성 시 하단 셀과 높은 이동성 CMOS 등 전자 기기에서에서 광범위 한 응용 프로그램을 가질 수 있습니다. 이 상세한 프로토콜 간격/Si heterojunction 태양 전지, Si 웨이퍼 청소를 포함 하 여 P-확산으로, 간격 성장, 및 처리, 갭/Si 태양 전지 제조 세부 정보 표시 됩니다.

<table><tbody><tr><td>과산화수소, 30%</td> <td>Honeywell</td><td>10181019</td><td></td></tr><tr><td>황산, 96%</td> <td>KMG 전자 화학, Inc.</td><td>64103</td><td></td></tr><tr><td>염산, 37%</td><td>KMG 전자 화학, Inc.</td><td>64009</td><td></td></tr><tr><td>완충 산화물 에칭 10:1</td><td>KMG 전자 화학, Inc.</td><td>62060</td><td></td></tr><tr><td>불화수소산, 49%</td><td>Honeywell</td><td>10181736</td><td></td></tr><tr><td>아세트산</td><td>Honeywell</td><td>10180830</td><td></td></tr><tr><td>질화물산, 69.5%</td><td>KMG 전자 화학, Inc.</td><td></td><td></td>200288</tr></tbody></table>

높은 성능 격차/si heterojunction 태양 전지 개발

Developing High Performance GaP/Si Heterojunction Solar Cells

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.

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 ...

여기, 우리는 높은 시 소수 캐리어 수명으로 높은-성능 격차/Si heterojunction 태양 전지를 개발 하는 프로토콜을 제시.

높은 성능 격차/Si Heterojunction 태양 전지 개발

To improve the efficiency of Si-based solar cells beyond their Shockley-Queisser limit, the optimal path is to integrate them with III-V-based solar ...

이 방법은 성장 중에 높은 실리콘 벌크 수명을 유지하는 방법에 대한 계층화 실리콘 통합 태양 전지 제조의 주요 질문에 대답 할 수 있습니다. 이 공정의 주요 장점은 실리콘에 대한 갈륨 인산담 담체의 이종성장 후에도 긴 실리콘 벌크 수명을 달성할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 다른 III-V 반도체의 대역 격차에 접근할 수 있습니다.그것은 실리콘 바닥 셀과 다목적 태양 전지의 한 형태입니다. 우선 고밀도 폴리에틸렌 산 가열 욕조에서 피라냐 용액을 준비하고 섭씨 110도로 가열하고 온도가 안정될 때까지 기다립니다. 또 다른 산성 목욕탕에서는 희석된 염산 및 과산화수소 용액을 준비하여 이온 오염을 제거하고 74도까지 가열하고 온도가 안정되기를 기다린다.4 인치 직경 플로트 존 엔드 타입 의 이중 면 광택 실리콘 웨이퍼를 깨끗한 폴리 프로필렌 4 인치 웨이퍼 카세트에 놓습니다. 웨이퍼를 피라냐 용액에 10분간 담그세요. 그런 다음 웨이퍼를 탈온된 물로 10분 간 헹구고 깨끗한 카세트에 넣습니다.웨이퍼를 이온 세정 용액에 10분간 담근 다음, 10분간 탈이온화된 물로 헹구세요. 그런 다음 웨이퍼를 10-1암모늄 불소용으로 실온에서 3분 동안 담그고 10분 동안 분해된 물로 헹구십시오. 건조한 질소 가스의 스트림에서 깨끗한 웨이퍼를 건조.다음으로, 석영 보트에 깨끗한 웨이퍼를 놓고 흐르는 질소 가스의 대기로 섭씨 800도까지 가열된 석영 튜브 용광로에 적재합니다. 20분 동안 용광로를 섭씨 820도로 경사면으로 이동합니다. 이어서, 1, 000 SCCM에서 인옥시클로라이드를 통해 서두르는 질소로 캐리어 가스를 전환한다.15분 후, 캐리어 가스의 흐름을 멈추고 용광로를 섭씨 800도까지 내려갑니다. 용광로에서 웨이퍼를 제거하고 식힙니다. 그런 다음 신선한 완충 된 산화식 식용 액에 10 분 동안 담그고 인 규산염 유리를 제거하십시오.웨이퍼를 탈온화된 물에 10분 동안 헹구고 질소 가스로 건조시다. 실리콘 질화물 증착 직전에 웨이퍼를 완충된 산화물 식각 용액에 1분 동안 담그어 네이티브 산화물을 제거하십시오. 10분 동안 탈이온된 물에 헹구고 건조한 질소 가스로 건조시합니다.웨이퍼를 깨끗한 단결정 실리콘 캐리어에 놓고 시레인과 암모니아 소스를 갖춘 PECVD 기기에 적재합니다. 챔버 압력을 3.5토르로 설정하고 150 나노미터의 실리콘 질화물을 초당 3.9 나노미터로 입금하고 300 와트의 RF 전력을 보유합니다. 다음으로 웨이퍼를 갈륨, 인 및 실리콘 유출 세포가 장착된 MBE 계측기에 적재합니다.3 시간 동안 180섭씨180도에서 입문챔버에서 웨이퍼를 내보로 내보십. 그런 다음 웨이퍼를 완충 챔버로 옮기고 2시간 동안 섭씨 240도에서 아웃가스를 내포합니다. 웨이퍼를 성장 챔버에 적재하고 섭씨 850도에서 10분 간 굽습니다.그 후 웨이퍼를 섭씨 580도로 식히고, 유출 세포를 준비하여 적절한 플럭스를 생성한다. 갈륨, 인 및 실리콘 떨림을 열고 25 나노미터의 갈륨 인을 성장시켜 중단된 성장 방법으로 121초동안 끊임없는 성장을 이룬다. 그 후 샘플을 섭씨 200도로 식히고 기기에서 언로드합니다.다음으로, 산성 내성 다이징 테이프로 갈륨 인광가죽 표면을 덮습니다. 웨이퍼를 약 300밀리리터에 49%의 수력불산으로 담그고 실리콘 진피층을 제거합니다. 테이프를 제거하고 웨이퍼를 10분 동안 분해된 물로 헹구고 질소 가스 스트림 아래에서 건조시다.그런 다음 갈륨 인산염 표면을 신선한 다이징 테이프로 덮습니다. 플라스틱 비커에서 수력 불소산, 질산 및 아세트산의 혼합물 인 500 밀리리터를 준비하십시오. WAFER를 HNA 용액에 조심스럽게 놓고 실온에서 3분간 담가 두십시오.테이프를 제거하고 웨이퍼를 탈온된 물로 헹구고 질소로 건조시다. 다이아몬드 펜을 사용하여 준비된 웨이퍼를 4쿼터로 자릅니다. 바구니에 조각을 놓고, 철저하게 탈이온 된 물 탱크에 청소하고, 질소 가스로 건조.그런 다음 완충된 산화식 에칭 용액에 30초 동안 담그고 탈이온화된 물과 질소 가스로 헹구고 건조시다. 다음으로, 한 샘플에 50 나노미터의 무정형 실리콘을 보관하고 실리콘 수명을 확인합니다. 이어서, 내무정형 실리콘의 9나노미터, p형 무정형 실리콘의 16나노미터를 붕소 도펀트와 함께 제2 샘플의 맨실리콘 면에 증착한다.세 번째 샘플에서 열 증발을 사용하여 몰리브덴 삼산화소스로부터 실온에서 맨실리콘 측에 0.5 앙스트롬을 배출합니다. 다음으로, 비정질 실리콘과 몰리브덴 산화물 코팅 샘플을 RF 스퍼터링 기기에 넣고 갈륨 인산염 측이 위를 향하게 합니다. 인듐 10 산화물의 75 나노미터를 입금하고 산소 유량은 2.2 SCCM입니다.그런 다음 샘플을 내리고 뒤집습니다. 각 샘플에 메사 섀도우 마스크를 놓습니다. 기기에 다시 적재하고 ITO의 75나노미터를 추가로 증정합니다.시료를 내리고, 마스크를 핑거 섀도우 마스크로 교환하고, ITO 메사에 200나노미터의 은을 1킬로와트와 8개의 토르로 증식합니다. 시료를 뒤집어 서 ITO 갈륨 인스피더 측에 200 나노미터의 은을 다시 침전시합니다. 마지막으로, 섭씨 220도및 대기압에서 용광로로 샘플을 음닐합니다.원자력 현미경 검사법은 갈륨 인산염 층이 약 0.52 나노미터의 근평균 제곱 거칠음을 가지고 있음을 보여주었으며, 이는 낮은 스레딩 탈구 밀도로 높은 결정 품질을 나타낸다. 이중 결정 오메가에서 관찰된 펜델로성 프린지는 실리콘과 갈륨 인스피더 004 반사에서 두 개의 두 개의 두 테타 흔들 곡선에서 관찰된 매끄러운 인터페이스와 일치했다. 224개의 굴절 지점의 상호 공간 맵은 일관된 갈륨 인산염및 실리콘 피크를 나타내며, 이는 갈륨 인산염이 좋은 결정품질로 실리콘 기판에 완전히 긴장되어 있음을 나타냅니다.갈륨 인염층을 첨가하기 전에 인 확산에 의한 N 플러스 층을 형성하여 실리콘 벌크 수명을 최대 밀리초 수준으로 유지하였다. 갈륨 인산염 실리콘 수명은 약 100 마이크로초였습니다. 장치는 비정질 실리콘층 또는 산화물의 층을 사용하여 구성되었습니다.몰리브덴 산화물 장치의 내부 양자 효율은 비정질 실리콘 장치보다 낮은 파장에서 높은 상태를 유지했지만, 낮은 파장에서 반사도 높았다. 두 장치에 대해 유망한 태양 전지 성능이 관찰되었습니다. 비정질 실리콘 및 몰리브덴 산화물 장치는 비슷한 효율성, 개방 회로 전압 및 채우기 요인을 가지고 있었습니다.전반적으로, 몰리브덴 산화물 층은 비정질 실리콘 층보다 전체적으로 선택적 접촉으로 더 잘 수행하였다. 이 절차를 시도하는 동안, 특히 실리콘 질화물을 증착 할 때, MBE 챔버에로드하기 전에 가능한 한 깨끗한 두 번째 웨이퍼를 유지해야합니다.

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연구

JoVE Journal

Engineering

공학

유리에 다결정 실리콘 박막 태양 전지는 crystallisation, 결함 패시베이션 및 metallisation 다음 붕소 및 인 도핑된 실리콘 레이어 증착에 의해 조작된다. 가벼운 트래핑 Plasmonic은 ~ 45 % photocurrent 향상의 결과로 확산 반사판으로 공을 실리콘 전지 표면에 자세의 nanoparticles을 형성하여 소개하고 있습니다.

Plasmonic 강화된 라이트 - 트래핑과 다결정 실리콘 박막 태양 전지

주변 조건에서 병렬 구성의 유기 태양광 탠덤 장치를 제작하는 방법이 제시됩니다. 이 장치는 공기 처리된 반투명 탄소 나노튜브 공통 음극을 특징으로 합니다.

탠덤 유기 태양 전지의 이온 정문 탄소 나노 튜브의 공통 음극의 생산을 위해 주위 방법

주석 황화물(SnS)은 지구가 풍부하고 독성이 없는 태양 전지의 후보 물질입니다. 여기에서는 4.36%의 인증된 전력 변환 효율을 산출하는 원자층 증착과 3.88%의 열 증발을 산출하는 SnS 태양 전지의 제조 절차를 보여줍니다.

열 증발 및 원자 층 증착에 의해 기록 효율 SNS 태양 전지 만들기

집중 광전지 시스템에서 병렬 스펙트럼 분할 분산 소자로 고대비 격자의 제작이 시연됩니다. 나노임프린트 리소그래피,TiO2 스퍼터링 및 반응성 이온 에칭을 포함한 제조 공정에 대해 설명합니다. 반사율 측정 결과는 광학 성능을 특성화하는 데 사용됩니다.

집중 태양 광 발전 시스템의 스펙트럼 분할 흩어 요소에 대한 고 대비 격자의 제작

태양 전지에 플라즈몬 금속 나노 구조를 도입하는 실행 가능한 전사 인쇄 기반 방법론에 대해 설명합니다.  나노 필러 폴리 (디메틸 실록산) 스탬프를 사용하여 Ag 기반 주문 나노 디스크 어레이를 표준 수소화 미정질 Si 태양 전지와 통합하여 플라즈몬 광 트래핑으로 인해 장치 성능을 향상시켰습니다.

전송 인쇄하여 수소 첨가 미세 결정 실리콘 태양 전지에 빛 트래핑 실버 나노 구조의 통합

여기에 우리가 합성 프로토콜을 제시 아연 1-X 마그네슘 X O / 구리 구리 산화물에 아연 1-X 마그네슘 X O의 대기압 공간 원자 층 증착 (AP-SALD)을 통해 낮은 온도에서 야외에서 2 O 이종 접합. 이러한 고품질의 균일 한 금속 산화물이 저렴하고 확장 가능한 방법으로 플라스틱을 포함한 다양한 기판 상에 성장 될 수있다.

구리에서 개선 된 이종 접합 품질<sub&gt; 2</sub&gt; 입금 대기 압력 공간 원자 층의 최적화를 통해 태양 전지를 O 기반<br /&gt; 아연<sub&gt; 1-X</sub&gt; 마그네슘<sub&gt; X</sub&gt; O

여기서는 미니 슬롯 다이 코터 싱크로트론 산란 기법을 사용하여 종래의 라인 구조를 사용하여 특성화 유기 박막 태양 전지를 제조하는 프로토콜을 제시한다.

벌크 이종 접합 태양 전지의 인쇄 제작 및 현장에서 형태학 특성

전자 수용체와 전자 공여 중합체 제조와 같은 티타늄 알콕시 드에 기초한 완전히 인쇄 풀러렌없이 높은 공기 안정 벌크 헤테로 접합 태양 전지를위한 방법이 여기서 설명된다. 또한, 상기 티타늄 알콕사이드 단위의 분자 부피를 통해 광활성 층의 형태를 제어하는 ​​방법이보고되어있다.

에 Ti-알콕사이드와 반도체 성 고분자를 기반으로 어느 정도의 인쇄 가능한 유기 - 무기 대량 이종 접합 태양 전지에 대한 형태 제어

우리는 결정 구조, 상태, 에너지 수준의 밀도 및 궁극적으로 태양 전지의 성능을 비교하는 무기 / 유기 박막이 페 로브 스카이 트 (perovskite)의 다른 제조 방법의 효과에 대한 광범위한 연구 결과를 제시한다.

필름 형성에 하이브리드 페 로브 스카이 트 제조 방법, 전자 구조 및 태양 전지 성능의 영향

이 작품은 향상된 효율성을 위해 얇은 흡수 기 카드뮴 셀레늄 텔루라이드 / 카드뮴 텔루 라이드 광전지 장치의 전체 제조 공정을 설명합니다. 이 공정은 소규모 지역 연구 장치 및 대규모 모듈의 제작에서 부터 확장 가능한 근접 공간 승화 증착을 위해 자동화된 인라인 진공 시스템을 활용합니다.

단락 전류 밀도 및 광발광을 강화하기 위한 근접 공간 승화-증착 초박형 CdSeTe/CdTe 태양전지

이 백서는 롤투롤 슬롯다이 코팅, 비 풀러렌 유기 태양광에 잉크건조의 SITU GISAXS 실험에서 사내 (실험실 X 선 악기와) 수행하고 분석하는 데모 및 지침입니다.

실험실 X 선 계측기와 유기 태양 전지의 롤 투 롤 코팅에 작은 각도 X 선 산란 시

학습하세요 GaP/Si 이종접합 태양전지 제조 프로토콜을 통해 실리콘 소수캐리어 수명을 유지하는 방법을. 고효율 다중접합 태양전지 개발에 필수적인 기술입니다.

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