Effective Passivation of Black Silicon Surfaces via Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition Grown Conformal Hydrogenated Amorphous Silicon Layer

Abstract

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.