Silizium-Flüssigphasenepitaxie (LPE) : dünne Schichten auf kostengünstigen Si-Substraten und neuartige Metallisierungskonzepte für photovoltaische Anwendungen

Lade...
Vorschaubild
Dateien
Zu diesem Dokument gibt es keine Dateien.
Datum
2002
Autor:innen
Kopecek, Radovan
Herausgeber:innen
Kontakt
ISSN der Zeitschrift
Electronic ISSN
ISBN
Bibliografische Daten
Verlag
Schriftenreihe
Auflagebezeichnung
DOI (zitierfähiger Link)
ArXiv-ID
Internationale Patentnummer
Angaben zur Forschungsförderung
Projekt
Open Access-Veröffentlichung
Open Access Green
Sammlungen
Core Facility der Universität Konstanz
Gesperrt bis
Titel in einer weiteren Sprache
Liquid phase epitaxy (LPE) of silicon,thin layers on cost effective Si-substrates and novel metallisation concepts for photovoltaic applications
Forschungsvorhaben
Organisationseinheiten
Zeitschriftenheft
Publikationstyp
Dissertation
Publikationsstatus
Published
Erschienen in
Zusammenfassung

Within this work the epitaxial solution growth of thin silicon (Si)-layers on cost effective
Si-substrates was investigated. The properties of these layers were adapted to the processing
of thin film solar cells. This technology could help to decrease the shortage of pure Si for
photovoltaic applications in the future.

In the course of this study a broad spectrum of growth parameters were varied in order to
investigate their influence on the quality of the epitaxial layer. It was shown that the use of
the melt back technique is necessary and in addition the growth rate has to be lower than
0.5 µm/min to obtain continuous Si-layers.
In order to still enable an industrial application of the LPE technique regarding such low growth
rates, a new stack procedure was applied where several substrates were dipped into the growth
solution at once. Using thin layers grown with this technique the efficiency of industrially
processed solar cells was essentially improved compared to fast, single grown layers. Open
circuit voltages of nearly 600 mV and fill factors of up to 76.4 % led to a record efficiency
of 10.0 %. Simulations showed that efficiencies above 13 % are possible.

During LPE experiments with microscopically grooved substrates an interesting observation
led to the idea to take advantage of the wetting properties of the tin solvent in order to metallise
the solar cell. This novel contacting technique is based on the so called Buried Contact Solar
Cell (BCSC) technology. The cells showed excellent contact properties. Finger resistances of
500 mOhm/cm, specific contact resistances in the range of 0.1 mOhm-cm2 and fill factors of up to
78 % are comparable with parameters obtained by industrial BCSCs.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Im Rahmen dieser Arbeit wurde das epitaktische Wachstum von dünnen Silizium (Si)-Schichten
aus einer Wachstumslösung auf Si-Substraten untersucht. Die Schichtbeschaffenheit und
-qualität wurde an die Herstellung von Solarzellen aus dünnen Si-Schichten auf kostengünstigen
Si-Substraten angepasst. Diese Technologie kann in der Zukunft zur Entschärfung des Mangels
an reinem Si in der Photovoltaik-Industrie beitragen.

Im Laufe der Arbeit wurde ein breites Spektrum von Wachstumsparametern variiert und deren
Einfluss auf die Schichtqualität untersucht. Es wurde gezeigt, dass die Anwendung eines melt
back vor der Epitaxie notwendig ist, um unterbrechungsfreie Schichten herstellen zu können.
Weiter wurde beobachtet, dass ausschließlich bei einer Wachstumsrate von unter 0,5 µm/min
unterbrechungsfreie LPE-Schichten abgeschieden werden können.
Um trotz geringer Wachstumsraten die LPE-Methode für die industriellen Anwendung interessant
zu machen, wurde ein Stapel-Verfahren entwickelt, bei dem mehrere Substrate gleichzeitig
beschichtet werden können. Der Wirkungsgrad der mit industriellen Techniken hergestellten
Solarzellen aus solchen LPE-Schichten wurde im Vergleich zur bisherigen Herstellungstechnik
mit schnellen Wachstumsraten wesentlich verbessert. Offene Klemmenspannungen von nahezu
600 mV und Füllfaktoren bis zu 76,4 % führten zu einem Rekordwirkungsgrad von 10,0 %.
Simulationen zeigten, dass ein Wirkungsgrad von über 13 % möglich ist.

Durch eine Beobachtung bei LPE-Abscheidungen auf vorstrukturierten Substraten entstand die
Idee, die benetzende Eigenschaft der Zinn-Wachstumslösung zur Kontaktierung von Buried
Contact Solarzellen (BCSC) auszunutzen. Die prozessierten Solarzellen zeigten sehr gute
Kontakteigenschaften. Fingerwiderstände von 500 mOhm/cm, spezifische Kontaktwiderstände
im Bereich von 0,1 mOhm-cm2 und Füllfaktoren bis zu 78 % sind mit den Parametern von
industriellen BCSCs vergleichbar.

Fachgebiet (DDC)
530 Physik
Schlagwörter
Metallisierung, Buried-Contact-Technologie, solar cell, thin film solar cell, epitaxy, metallisation, buried contact technology
Konferenz
Rezension
undefined / . - undefined, undefined
Zitieren
ISO 690KOPECEK, Radovan, 2002. Silizium-Flüssigphasenepitaxie (LPE) : dünne Schichten auf kostengünstigen Si-Substraten und neuartige Metallisierungskonzepte für photovoltaische Anwendungen [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
BibTex
@phdthesis{Kopecek2002Siliz-4809,
  year={2002},
  title={Silizium-Flüssigphasenepitaxie (LPE) : dünne Schichten auf kostengünstigen Si-Substraten und neuartige Metallisierungskonzepte für photovoltaische Anwendungen},
  author={Kopecek, Radovan},
  address={Konstanz},
  school={Universität Konstanz}
}
RDF
<rdf:RDF
    xmlns:dcterms="http://purl.org/dc/terms/"
    xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
    xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:bibo="http://purl.org/ontology/bibo/"
    xmlns:dspace="http://digital-repositories.org/ontologies/dspace/0.1.0#"
    xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"
    xmlns:void="http://rdfs.org/ns/void#"
    xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#" > 
  <rdf:Description rdf:about="https://kops.uni-konstanz.de/server/rdf/resource/123456789/4809">
    <dc:date rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#dateTime">2011-03-24T14:50:30Z</dc:date>
    <void:sparqlEndpoint rdf:resource="http://localhost/fuseki/dspace/sparql"/>
    <dcterms:hasPart rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/4809/2/kopecek3.pdf"/>
    <dspace:hasBitstream rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/4809/3/kopecek2.pdf"/>
    <dcterms:title>Silizium-Flüssigphasenepitaxie (LPE) : dünne Schichten auf kostengünstigen Si-Substraten und neuartige Metallisierungskonzepte für photovoltaische Anwendungen</dcterms:title>
    <dspace:hasBitstream rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/4809/1/kopecek1.pdf"/>
    <dcterms:hasPart rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/4809/1/kopecek1.pdf"/>
    <dcterms:isPartOf rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/server/rdf/resource/123456789/41"/>
    <dcterms:rights rdf:resource="https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/"/>
    <dc:rights>terms-of-use</dc:rights>
    <foaf:homepage rdf:resource="http://localhost:8080/"/>
    <dcterms:alternative>Liquid phase epitaxy (LPE) of silicon</dcterms:alternative>
    <dc:contributor>Kopecek, Radovan</dc:contributor>
    <dcterms:abstract xml:lang="eng">Within this work the epitaxial solution growth of thin silicon (Si)-layers on cost effective&lt;br /&gt;Si-substrates was investigated. The properties of these layers were adapted to the processing&lt;br /&gt;of thin film solar cells. This technology could help to decrease the shortage of pure Si for&lt;br /&gt;photovoltaic applications in the future.&lt;br /&gt;&lt;br /&gt;In the course of this study a broad spectrum of growth parameters were varied in order to&lt;br /&gt;investigate their influence on the quality of the epitaxial layer. It was shown that the use of&lt;br /&gt;the melt back technique is necessary and in addition the growth rate has to be lower than&lt;br /&gt;0.5 µm/min to obtain continuous Si-layers.&lt;br /&gt;In order to still enable an industrial application of the LPE technique regarding such low growth&lt;br /&gt;rates, a new stack procedure was applied where several substrates were dipped into the growth&lt;br /&gt;solution at once. Using thin layers grown with this technique the efficiency of industrially&lt;br /&gt;processed solar cells was essentially improved compared to fast, single grown layers. Open&lt;br /&gt;circuit voltages of nearly 600 mV and fill factors of up to 76.4 % led to a record efficiency&lt;br /&gt;of 10.0 %. Simulations showed that efficiencies above 13 % are possible.&lt;br /&gt;&lt;br /&gt;During LPE experiments with microscopically grooved substrates an interesting observation&lt;br /&gt;led to the idea to take advantage of the wetting properties of the tin solvent in order to metallise&lt;br /&gt;the solar cell. This novel contacting technique is based on the so called Buried Contact Solar&lt;br /&gt;Cell (BCSC) technology. The cells showed excellent contact properties. Finger resistances of&lt;br /&gt;500 mOhm/cm, specific contact resistances in the range of 0.1 mOhm-cm2 and fill factors of up to&lt;br /&gt;78 % are comparable with parameters obtained by industrial BCSCs.</dcterms:abstract>
    <dc:format>application/pdf</dc:format>
    <dcterms:available rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#dateTime">2011-03-24T14:50:30Z</dcterms:available>
    <dcterms:alternative>thin layers on cost effective Si-substrates and novel metallisation concepts for photovoltaic applications</dcterms:alternative>
    <bibo:uri rdf:resource="http://kops.uni-konstanz.de/handle/123456789/4809"/>
    <dspace:isPartOfCollection rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/server/rdf/resource/123456789/41"/>
    <dcterms:hasPart rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/4809/3/kopecek2.pdf"/>
    <dspace:hasBitstream rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/4809/2/kopecek3.pdf"/>
    <dcterms:issued>2002</dcterms:issued>
    <dc:creator>Kopecek, Radovan</dc:creator>
    <dc:language>deu</dc:language>
  </rdf:Description>
</rdf:RDF>
Interner Vermerk
xmlui.Submission.submit.DescribeStep.inputForms.label.kops_note_fromSubmitter
Kontakt
URL der Originalveröffentl.
Prüfdatum der URL
Prüfungsdatum der Dissertation
November 13, 2002
Finanzierungsart
Kommentar zur Publikation
Allianzlizenz
Corresponding Authors der Uni Konstanz vorhanden
Internationale Co-Autor:innen
Universitätsbibliographie
Begutachtet
Diese Publikation teilen