Multikristallines n-Typ-Silizium : Materialcharakterisierung und Solarzellenprozessierung

Lade...
Vorschaubild
Dateien
Joris_Libal_Diss.pdf
Joris_Libal_Diss.pdfGröße: 4.66 MBDownloads: 808
Datum
2006
Autor:innen
Libal, Joris
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
N-Type Multicrystalline Silicon: Material Characterisation and Solar Cell Processing
Publikationstyp
Dissertation
Publikationsstatus
Published
Erschienen in
Zusammenfassung

This thesis contains the characterisation of block cast multicrystalline silicon (mc-Si) and the development of a solar cell process based on this material. Metallic impurities occuring commonly in mc-Si create recombination centers that have much lower capture cross section for holes than for electrons. This means that the lifetimes of the minority charge carrier in n-type Si should be higher compared to p-type Si containing the same concentration of impurities. The lifetime measurements presented in this work confirm this. This opens the opportunity to produce mc n-type Si solar cells with higher efficiencies than with the industrially used mc p-type Si.
BBr3-Diffusion is optimised for emitter-diffusion on n-type mc-Si, showing a gettering effect of this process step, which leads to an increase of the lifetime of the minority charge carriers. In addition, the surface passivation of the emitter by thermal SiO2, SiNx and - as a new method - with SiCx is investigated. The best results are achieved with thermal SiO2, but also the results obtained with SiCx are promissing. With the new developped process a record efficiency of 15.2% is obtained on n-type mc-Si with a back-surface-field concept. Simulations show, that the very good electronic quality should lead to significantly higher efficiencies in the future.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Diese Arbeit beinhaltet die Untersuchung von blockgegossenem multikristallinem (mc)n-Typ Silizium und die Solarzellenprozessierung auf diesem Material. Die in mc-Si häufig vorkommenden metallischen Verunreinigungen erzeugen Störstellen, deren Einfangquerschnitte für Löcher deutlich geringer sind, als für Elektronen. Dies bedeutet, dass n-dotiertes Silizium höhere Minoritätsladungsträgerlebensdauern und höhere Ladunsträgerdiffusionslängen aufweisen sollte als p-Typ Silizium mit gleicher Verunreinigungskonzentration. Die hier durchgeführten Lebensdauermessungen von unbehandelten und gegetterten n-Typ Si-Scheiben bestätigen dies. Damit besteht die Möglichkeit, dass mit diesem Material Solarzellen höheren Wirkungsgrades herstellbar sind, als mit dem bisher in der industriellen Produktion eingesetzten p-Typ mc-Si.
Zur Entwicklung eines Solarzellprozesses auf mc n-Typ Si wird in dieser Arbeit die Emitterdiffusion mittels BBr3 für mc-Si optimiert, dabei zeigt sich ein leichter Gettereffekt dieses Prozessschrittes, welcher sich in einer Erhöhung der Ladungsträgerlebensdauer ausdrückt. Zum anderen wird die Oberflächenpassivierung des Emitters mit thermischem SiO2, mit PECVD SiNx und - als neue Möglichkeit - mit SiCx untersucht. Die beste Passivierung wird dabei mit SiO2 erzielt, wobei auch SiCx vielversprechende Ergebnisse liefert.
Mit dem neuentwickelten Prozess wurde mit dem Back-Surface-Field-Konzept ein Rekordwirkungsgrad von 15,2% auf n-Typ mc Si erreicht. Simulationen zeigen, das angesichts der sehr guten elektronischen Qualität des mc n-Typ Si bei weiterer Optimierung des Solarzellprozesses deutlich höhere Wirkungsgrade realisierbar sind.

Fachgebiet (DDC)
530 Physik
Schlagwörter
multikristallin, n-Typ, Solarzellen, n-type, multicrystalline, silicon, solar cells, photovoltaics
Konferenz
Rezension
undefined / . - undefined, undefined
Forschungsvorhaben
Organisationseinheiten
Zeitschriftenheft
Datensätze
Zitieren
ISO 690LIBAL, Joris, 2006. Multikristallines n-Typ-Silizium : Materialcharakterisierung und Solarzellenprozessierung [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
BibTex
@phdthesis{Libal2006Multi-5160,
  year={2006},
  title={Multikristallines n-Typ-Silizium : Materialcharakterisierung und Solarzellenprozessierung},
  author={Libal, Joris},
  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/123456789/5160">
    <dc:format>application/pdf</dc:format>
    <dcterms:title>Multikristallines n-Typ-Silizium : Materialcharakterisierung und Solarzellenprozessierung</dcterms:title>
    <void:sparqlEndpoint rdf:resource="http://localhost/fuseki/dspace/sparql"/>
    <dcterms:abstract xml:lang="eng">This thesis contains the characterisation of block cast multicrystalline silicon (mc-Si) and the development of a solar cell process based on this material. Metallic impurities occuring commonly in mc-Si create recombination centers that have much lower capture cross section for holes than for electrons. This means that the lifetimes of the minority charge carrier in n-type Si should be higher compared to p-type Si containing the same concentration of impurities. The lifetime measurements presented in this work confirm this. This opens the opportunity to produce mc n-type Si solar cells with higher efficiencies than with the industrially used mc p-type Si.&lt;br /&gt;BBr3-Diffusion is optimised for emitter-diffusion on n-type mc-Si, showing a gettering effect of this process step, which leads to an increase of the lifetime of the minority charge carriers. In addition, the surface passivation of the emitter by thermal SiO2, SiNx and - as a new method - with SiCx is investigated. The best results are achieved with thermal SiO2, but also the results obtained with SiCx are promissing. With the new developped process a record efficiency of 15.2% is obtained on n-type mc-Si with a back-surface-field concept. Simulations show, that the very good electronic quality should lead to significantly higher efficiencies in the future.</dcterms:abstract>
    <foaf:homepage rdf:resource="http://localhost:8080/"/>
    <dspace:isPartOfCollection rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/server/rdf/resource/123456789/41"/>
    <dc:date rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#dateTime">2011-03-24T14:53:38Z</dc:date>
    <dcterms:hasPart rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/5160/1/Joris_Libal_Diss.pdf"/>
    <dcterms:alternative>N-Type Multicrystalline Silicon: Material Characterisation and Solar Cell Processing</dcterms:alternative>
    <dc:rights>terms-of-use</dc:rights>
    <dspace:hasBitstream rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/bitstream/123456789/5160/1/Joris_Libal_Diss.pdf"/>
    <dc:creator>Libal, Joris</dc:creator>
    <dc:language>deu</dc:language>
    <dcterms:isPartOf rdf:resource="https://kops.uni-konstanz.de/server/rdf/resource/123456789/41"/>
    <dc:contributor>Libal, Joris</dc:contributor>
    <dcterms:rights rdf:resource="https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/"/>
    <dcterms:issued>2006</dcterms:issued>
    <bibo:uri rdf:resource="http://kops.uni-konstanz.de/handle/123456789/5160"/>
    <dcterms:available rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#dateTime">2011-03-24T14:53:38Z</dcterms:available>
  </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
December 4, 2006
Finanzierungsart
Kommentar zur Publikation
Allianzlizenz
Corresponding Authors der Uni Konstanz vorhanden
Internationale Co-Autor:innen
Universitätsbibliographie
Begutachtet
Diese Publikation teilen