Long term stability of c-Si surface passivation using corona charged SiO 2
Long term stability of c-Si surface passivation using corona charged SiO 2
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使用电晕充电 SiO 2 进行 c-Si 表面钝化的长期稳定性
DOI：
10.1016/j.apsusc.2017.03.204
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发表时间：
2017
影响因子：
6.7
通讯作者：
Bonilla R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bonilla R
在半导体表面的结晶仍然是光电器件性能的主要限制，特别是对于太阳能电池。钝化膜通过化学和电场效应成分的组合来减少表面复合。然而，用于此目的的介电膜还必须在细胞表面实现光学功能。在本文中，电晕充电被视为一种潜在的方法，以提高钝化性能的介质膜，同时保持其光学特性。据观察，电晕充电可以通过场效应产生表面复合的极端减少，在最好的情况下，在1015 cm −3的注入下，寿命超过5 ms。对于200 μm n型1 Ω cm c-Si晶片，这相当于表面复合速度低于0.65 cm/s，J 0值为0.92 fA/cm 2。电晕充电后钝化的平均改善给出1-3 ms的寿命。通过化学处理膜以防止吸水，使其稳定3年。表面复合保持在7 cm/s以下，J 0 e <16.28fA/cm 2，衰减时间常数为8.7年。背接触n型电池的模拟表明，当钝化保持好于16 fA/cm 2时，前表面复合占电池中总内部产生功率（功率输出损失）的不到2%，并且如果前复合差于100 fA/cm 2，则高达10%。
Recombination at the semiconductor surface continues to be a major limit to optoelectronic device performance, in particular for solar cells. Passivation films reduce surface recombination by a combination of chemical and electric field effect components. Dielectric films used for this purpose, however, must also accomplish optical functions at the cell surface. In this paper, corona charge is seen as a potential method to enhance the passivation properties of a dielectric film while maintaining its optical characteristics. It is observed that corona charge can produce extreme reductions in surface recombination via field effect, in the best case leading to lifetimes exceeding 5 ms at an injection of 1015cm−3. For a 200 μm n-type 1 Ω cm c-Si wafer, this equates to surface recombination velocities below 0.65 cm/s andJ0evalues of 0.92 fA/cm2. The average improvement in passivation after corona charging gave lifetimes of 1–3 ms. This was stabilised for a period of 3 years by chemically treating the films to prevent water absorption. Surface recombination was kept below 7 cm/s, andJ0e< 16.28 fA/cm2for 3 years, with a decay time constant of 8.7 years. Simulations of back-contacted n-type cells show that front surface recombination represents less than 2% of the total internally generated power in the cell (the loss in power output) when the passivation is kept better than 16 fA/cm2, and as high as 10% if front recombination is worse than 100 fA/cm2.
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Klaus F. Schuegrafa;C. Hu
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