Dünnes Silizium

Oberflächenpassivierung

Die sehr dünnen Silizium-Scheiben erfordern zur Nutzung des Potentials, das das Si Material bietet, dass die Oberflächen mit einer hochwertigen Passivierungsschicht versehen werden. Die Passivierung beruht auf einer effektiven Reduzierung der Grenzflächen-Defektdichten sowie dem Feldeffekt, der die Konzentration einer Ladungsträgersorte an der Oberfläche reduziert.
Hierfür werden üblicherweise ein thermisch gewachsenes SiO2 oder eine SiNx-Schicht eingesetzt. Die Nachteile dieser Schichten sind zum einen die hohe Prozesstemperatur zur Erzeugung des SiO2 und zum anderen die schlechte Passivierbarkeit von p-Typ Si-Oberflächen mit SiNx. Als Alternative wird die Passivierung mit intrinsischen und dotierten Schichten wie amorphes und nanokristallines Silizium (a-Si:H, a-Si, nc-Si:H) sowie a-SiOX:H, a-SiOXNY:H, a-SiCX:H sowie Stapel dieser Schichten aber auch Al2O3 in Abhängigkeit des Abscheidemechanismus sowie der Precursorgase untersucht. Zudem wird der Einbau von Wasserstoff in Abhängigkeit der verschiedenen, auftretenden Morphologien untersucht. Gleichzeitig zu den Passivier¬eigen¬schaften müssen diese Schichten auch passende optische Eigenschaften aufweisen. Insbesondere wird die Grenzfläche zwischen Passivierschicht und Silizium-Absorber bezüglich mikroskopischer Aufklärung der chemischen und der Feldeffekt-Passivierung betrachtet.


Lichteinfangstrukturen

Da die geringere Absorption von Licht in Silizium bei einer Reduktion von 160 µm auf 80 µm schon zu einem Verlust im Kurzschlussstrom von ca. 5% trotz Vorderseitentextur führt, werden für diese dünnen Solarzellen spezielle Lichteinfangstrukturen wie beidseitige Texturen oder Lambertsche Diffuser entwickelt.