Search

Solární články na bázi černého křemíku (b-Si) se ukázaly ve fotovoltaice (PV) jako nadějné a přesahující 22% účinnost. Pro dosažení vysoké účinnosti u povrchů b-Si je nejdůležitějším krokem efektivní pasivace povrchu. Dosud je nejúčinnější doba životnosti minoritních nosičů dosahována depozicí několik atomů tenké vrstvy Al2O3 nebo tepelného SiO2. Plazmou podpořená chemická depozice z par (PECVD) vrstvy hydrogenizovaného amorfního křemíku (a-Si: H) jako pasivace b-Si je jen zřídka hlášena kvůli problémům s konformitou. V této současné studii jsou b-Si povrchy superponované na standardní pyramidální textury, také známé jako modulované povrchové textury (MST), úspěšně pasivovány konformními vrstvami a-Si:H nanesenými PECVD. Je ukázáno, že za správných podmínek plazmou podpořené depozice mohou efektivní doby životnosti minoritních nosičů vzorků vybavených přední MST a zadní standardní pyramidální strukturou dosáhnout až 2,3 ms. Cesta ke konformnímu růstu je popsána a vyvinuta za pomoci transmisních elektronových mikroskopických (TEM) obrazů. Pasivované vzorky MST vykazují méně než 4% odraz v širokém spektrálním rozsahu od 430 do 1020 nm. Solar cells based on black silicon (b-Si) are proven to be promising in photovoltaics (PVs) by exceeding 22%efficiency. To reach high efficiencies with b-Si surfaces, the most crucial step is the effective surface passivation. Up to now, the highest effective minority carrier lifetimes are achieved with atomic layer-deposited Al2O3 or thermal SiO2. Plasmaenhanced chemical vapor deposition (PECVD)-grown hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) passivation of b-Si is seldom reported due to conformality problems. In this current study, b-Si surfaces superposed on standard pyramidal textures, also known as modulated surface textures (MSTs), are successfully passivated by PECVD-grown conformal layers of a-Si:H. It is shown that under proper plasma-processing conditions, the effective minority carrier lifetimes of samples endowed with front MST and rear standard pyramidal textures can reach up to 2.3 ms. A route to the conformal growth is described and developed by transmission electron microscopic (TEM) images. Passivated MST samples exhibit less than 4% reflection in a wide spectral range from 430 to 1020 nm.