Untersuchung von Grenzflächen zwischen kristallinem Silicium und Al2O3-Passivierungsschichten

晶体硅和 Al2O3 钝化层之间界面的研究

基本信息

批准号：
192806205
负责人：
Professor Dr. Christian Elsässer
金额：
--
依托单位：
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/192806205?language=en
关键词：
Untersuchung von Grenzfl chen zwischen

项目摘要

Gegenstand des beantragten Projektes ist die Entwicklung einer funktionellen Oberflächenpassivierung für die Rückseite kristalliner Siliciumsolarzellen. Dies ist derzeit eines der wichtigsten Forschungsthemen für die Umsetzung hocheffizienter Solarzellenkonzepte in die industrielle Produktion.Aufgrund der günstigen Oberflächenbandverbiegung bildet eine Passivierung mittels Aluminiumoxidschichten (Al2O3) eine vielversprechende Variante für die Rückseitenpassivierung. Klassischerweise werden diese Schichten mittels atomic layer deposition (ALD) abgeschieden. Die ALD–Technik ist jedoch für die industrielle Fertigung von Solarzellen eine zu zeitaufwändige Abscheidemethode, weshalb an einer Al2O3- Abscheidung durch kostengünstige und schnelle Verfahren wie der plasmaenhanced chemical vapor deposition (PECVD) geforscht wird. Bezüglich einer einfachen Eingliederung in einen Solarzellenherstellungsprozess sollte die Rückseitenpassivierung einem kurzen Hochtemperaturschritt von über 800 °C standhalten. Außerdem hat im Solarzellenherstellungsprozess die zu passivierende Siliciumoberfläche im Allgemeinen eine von einer anisotrop eingeätzten Textur isotrop zurückgeätzte Struktur, die sowohl keine definierte Oberflächenorientierung darstellt als auch eine erhebliche Restrauhigkeit aufweisen kann. Die Eigenschaften von auf verschiedene Weisen abgeschiedenen Al2O3-Passivierungsschichten, sowie der Einfluss einer rauen Oberfläche auf die Al2O3-Passivierung sollen im Rahmen dieses Projekts untersucht werden.Weiterhin soll die thermische Stabilität der Schichten untersucht werden. Hierzu sollen Siliciumwafer mit kristallographisch definierten Oberflächen sowie mit isotrop zurückgeätzten Oberflächen durch ALD- sowie PECVD-Al2O3-Schichten passiviert werden und verschiedenen Hochtemperaturbehandlungen unterzogen werden. Die Passivierungswirkung soll an Hand von Photoleitfähigkeitsmessungen sowie Photolumineszenzmessungen untersucht werden. Für ein besseres Verständnis der auftretenden Grenzflächendefekte werden die verschiedenen Proben mittels electron paramagnetic resonance (EPR) Spektroskopie ausgiebig charakterisiert werden. Elektronische Grenzflächeneffekte sollen ergänzend mittels Oberflächenphotospannungsmessungen (SPV) in Verbindung mit Koronaaufladung untersucht werden.Für ein theoretisches Verständnis von Zusammenhängen zwischen elektronischen Defektzuständen und atomistischen Defektstrukturen an Si/Al2O3- Grenzflächen werden ab-initio-Berechnungen auf der Basis der Dichtefunktionaltheorie (DFT) durchgeführt, deren Ergebnisse zur besseren Interpretation der experimentellen Resultate dienen sollen.

gegenstand des beantragten projektes ist die entwicklung einer funktionellenoberflächenpassivierungungungnungungdie dierückseitekristalliner kristalliner siliciumsolarzellzellen。 Dies ist derzeit eines der wichtigsten Forschungsthemen für die Umsetzung hocheffizienter Solarzellenkonzepte in die industrielle Produktion.Aufgrund der günstigen Oberflächenbandverbiegung bildet eine Passivierung mittels Aluminiumoxidschichten (Al2O3) eine vielversprechende原子层沉积（ALD）的档案基于档案。 AbscheideMeThod，AbscheideMeThod和AbscheideMeThod，AbscheideMeThod以及AbscheideMeThod，AbscheideMeThod以及AbscheideMeThod以及AbscheideMeThod，以及Abscheidememenod是AbscheideMeThod（pecvd）和Abscheidememenod。 Einer Einfachen Eingliederung在Einen Solarzellzellenherstellungsprozess Sollte DierückseitenPassivierungeinem einem kurzen hochtemperaturschrittvonüber800°C Standhalten。 Außerdem hat im Solarzellenherstellungsprozess die zu passivierende Siliciumoberfläche im Allgemeinen eine von einer anisotrop eingeätzten Textur isotrop zurückgeätzte Struktur, die sowohl keine definierte Oberflächenorientierung darstellt als auch eine erhebliche Restrauhigkeit Aufweisen Kann。 Die Eigenschaften von auf verschiedene Weisen abgeschiedenen Al2O3-Passivierungsschichten, sowie der Einfluss einer rauen Oberfläche auf die Al2O3-Passivierung sollen im Rahmen dieses Projekts untersucht werden.Weiterhin soll die thermische Stabilität der Schichten untersucht沃登。 Hierzu sollen Siliciumwafer mit kristallographisch definierten Oberflächen sowie mit isotrop zurückgeätzten Oberflächen durch ALD- sowie PECVD-Al2O3-Schichten passiviert werden und verschiedenen Hochtemperaturbehandlungen unterzogen werden. Die Passivierungswirkung soll vonphotoleitfähigkeitsmessungensowie photolumineszenzenzenzenzenzenzmessungen untersucht werden。 füreinbesseresverständnisderauftretenengrenzflächendefektewerden die die verschiedenen proben proben mittels eleton promagnetic resonance（epr）spektroskopie ausgiebig charakterisiert werden。 ElektronischeGrenzflächenphotospannungsmessungen（SPV）（verbindung bittels bittels koronaaufladung untersucht werden）。世界上的理论是世界上第一个在Zusammenhängen中找到的世界，世界是最好的去处。 ab-initio-berechnungen auf der dichtefunktional Theorie（dft）durchgeführt，besseren解释der berverimentellen结果dienen sollen。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Activation energy of negative fixed charges in thermal ALD Al2O3

DOI：
10.1063/1.4960097
发表时间：
2016-08-08
期刊：
APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子：
4
作者：
Kuehnhold-Pospischil, S.;Saint-Cast, P.;Hofmann, M.
通讯作者：
Hofmann, M.

A study on Si/Al2O3 paramagnetic point defects

DOI：
10.1063/1.4967919
发表时间：
2016-11
期刊：
Journal of Applied Physics
影响因子：
3.2
作者：
S. Kühnhold-Pospischil;P. Saint‐Cast;M. Hofmann;S. Weber;P. Jakes;R. Eichel;J. Granwehr
通讯作者：
S. Kühnhold-Pospischil;P. Saint‐Cast;M. Hofmann;S. Weber;P. Jakes;R. Eichel;J. Granwehr

High-temperature degradation in plasma-enhanced chemical vapor deposition Al2O3 surface passivation layers on crystalline silicon

晶体硅上等离子体增强化学气相沉积 Al2O3 表面钝化层的高温降解