Selectieve emittervorming door laserdoping voor de zonne-industrie

- Oct 12, 2019-

Bron: advancedsciencenews


Laser realizing selective emitter


Om de energieconversie-efficiëntie van n-type silicium zonnecellen met met boor gedoteerde emitter verder te verhogen, moet ladingsdragerrecombinatie binnen het emittergebied worden verminderd. Hiervoor is niet alleen de recombinatie van de ladingsdrager in het fotoactieve (niet-gemetalliseerde) gebied relevant, maar ook die bij de metalen contacten. De eis met betrekking tot het doteringsprofiel voor het bereiken van lage ladingsdragerrecombinatie is zeer verschillend binnen deze twee regio's.

 

Een oplossing om verschillend gedoteerde emittergebieden te vormen, is het gebruik van de zogenaamde selectieve emitterbenadering. Daarom wordt een hogere dotering onder de metaalcontacten gerealiseerd door extra booratomen uit de borosilicaatglaslaag (BSG) aan te drijven - die zich tijdens boortribromide (BBr3) -diffusie vormt - via laserdiffusie. Voor een succesvolle implementatie van laserdiffusie moet de BSG voldoende boor leveren na BBr3-diffusie.  

 

Een nieuw concept van het bevestigen van een tweede depositiestap aan het einde van een BBr3-diffusie werd onlangs geïntroduceerd door onderzoekers, waarbij tweede depositie een actieve stikstofstroom door de BBr3-bubbler beschrijft. Deze benadering verschaft een tweemaal hogere boordosis in de BSG-laag in vergelijking met de BBr3-diffusie zonder tweede afzetting, hetgeen de vorming van met laser gedoteerde selectieve emitters vergemakkelijkt. Tijdens BBr3-diffusie wordt een stapellaag bestaande uit BSG en een intermediair siliciumdioxide (SiO2) op het siliciumoppervlak gegroeid.

 

De tweede afzettingsstap vermindert de dikte van de Si02-laag en verhoogt de dikte van de BSG-laag. Na laserdotering is de ladingsdragerconcentratie hoger voor het BBr3-diffusieproces met tweede depositie resulterend in een sterkere lokale dotering. Deze benadering is veelbelovend om recombinatie van ladingsdragers in silicium zonnecellen van het n-type te verminderen, wat een verhoging van de energieconversie-efficiëntie van dergelijke apparaten mogelijk maakt.