Effects of Electrochemical Etching Time on the Performance of Porous Silicon Solar Cells on Crystalline n-Type (100) and (111)

Omar, Khalid; Salman, Khaldun A.

doi:10.4028/www.scientific.net/jnanor.46.45

Cited by 16 publications

(11 citation statements)

References 30 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The S-band PL emission as observed in both samples indi- cates the quantum confinement of electrons in the nanosized particles in the porous silicon [12]. In addition, as claimed in [13], the increase in the PL intensity is attributed to the total volume of the oriented nanocrystalline on the porous silicon surface, indicating that both etching techniques produced a nanostructure pore on the silicon sample. Therefore, to verify the nanostructures pore size for both samples, the effective mass theory as in [12] was used.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 64%

Investigation on the Effect of Direct Current and Integrated Pulsed Electrochemical Etching of n-Type (100) Silicon

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

This paper investigates the effects of different etching techniques between direct current electrochemical etching (DCPEC) and integrated pulsed electrochemical etching (iPEC) on the structural and optical characteristics of porous silicon formation. The n-type Si (100) was fabricated using both techniques in an electrolyte that consists of aqueous hydrofluoric acid (HF) and ethanol (C2H5OH) with a ratio of 1:4. An additional pulse cycle of 14 ms with Ton = 10 ms and T off = 4 ms was supplied for iPEC porous silicon sample. The finding from both samples showed that the pore formation was affected by the etching techniques used. The porous silicon etched by the DCPEC technique produced a square-like pore with a porosity of 40% while the iPEC technique formed a mix of square and crossed shape pore with a porosity of 52%. From atomic force microscopy, the sample prepared by DCPEC was identified to have a deeper pore that causes larger crystallite size and better intensity in the Raman and photoluminescence spectra. On the other hand, the iPEC technique produced a higher and larger value of surface porosity and pore diameter but it has a shallower pore. The photoluminescence peak corresponding to red emission (S-band) is observed at 642 and 637 nm for DCPEC and iPEC samples, respectively. This is due to the nanoscaled size of silicon through the quantum confinement effect that was estimated to be around 7.9 nm and 7.8 nm for DCPEC and iPEC samples, respectively, determined from the quantized state effective mass theory.

show abstract

Section: Resultssupporting

confidence: 64%

Investigation on the Effect of Direct Current and Integrated Pulsed Electrochemical Etching of n-Type (100) Silicon

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…A different crystal orientation of the silicon has a different characteristic, whereby n(111) has a higher atomic packaging density and slow growth rate compared to n(100) (Wahab et al, 2016). Previous work conducted by Omar and Salman (2017) investigated different porous structures formed between Si n(100) and Si n(111). These differences are believed to affect the density of pores and characteristic of PS because of different morphology and crystallinity.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Crystal orientation dependence of alternating current photo-assisted (ACPEC) porous silicon for potential optoelectronic application

Rahim

Mustakim

Razali

et al. 2019

View full text Add to dashboard Cite

Purpose Porous silicon (PS) was successfully fabricated using an alternating current photo-assisted electrochemical etching (ACPEC) technique. This study aims to compare the effect of different crystal orientation of Si n(100) and n(111) on the structural and optical characteristics of the PS. Design/methodology/approach PS was fabricated using ACPEC etching with a current density of J = 10 mA/cm2 and etching time of 30 min. The PS samples denoted by PS100 and PS111 were etched using HF-based solution under the illumination of an incandescent white light. Findings FESEM images showed that the porous structure of PS100 was a uniform circular shape with higher density and porosity than PS111. In addition, the AFM indicated that the surface roughness of porous n(100) was less than porous n(111). Raman spectra of the PS samples showed a stronger peak with FWHM of 4.211 cm−1 and redshift of 1.093 cm−1. High resolution X-ray diffraction revealed cubic Si phases in the PS samples with tensile strain for porous n(100) and compressive strain for porous n(111). Photoluminescence observation of porous n(100) and porous n(111) displayed significant visible emissions at 651.97 nm (Eg = 190eV) and 640.89 nm (Eg = 1.93 eV) which was because of the nano-structure size of silicon through the quantum confinement effect. The size of Si nanostructures was approximately 8 nm from a quantized state effective mass theory. Originality/value The work presented crystal orientation dependence of Si n(100) and n(111) for the formation of uniform and denser PS using new ACPEC technique for potential visible optoelectronic application. The ACPEC technique has effectively formed good structural and optical characteristics of PS.

show abstract

“…1), що в результаті дозволяє звузити досліджуваний діапазон оптимальних технологічних умов. Однак така оптимізація передбачає проведення великої кількості експериментів по оптичній спектроскопії шарів поруватого кремнію, сформованих за різних значень густини анодного струму і часу анодування [17][18][19][20]. Насамперед це пов'язано з тим, що сукупний вплив даних технологічних умов на антивідбивні властивості поруватого кремнію є багатогранним та складним.…”

Section: рис 1 експериментальна залежність інтегрального коефіцієнтunclassified

“…Для запобігання її пошкодження під час анодування необхідно максимально мінімізувати час перебування структури СЕ в електроліті і зменшити вміст у ньому HF. Хоча, як було показано в роботах [18,21,22], надмірне зменшення концентрації HF в електроліті зумовлює погіршення антивідбивних властивостей створених шарів поруватого кремнію. Тому оптимізацію умов електрохімічного анодування найдоцільніше здійснювати за рахунок зменшення тривалості анодного оброблення.…”

Section: рис 2 сем мікрофотографія фронтальної струмозбиральної конunclassified

Optimization of Porous Silicon Characteristics for Solar Batteries

Єрохов¹,

Ховерко²,

Nichkalo³

2019

SEMST

View full text Add to dashboard Cite

Анотація. Досліджено вплив технологічного процесу формування антивідбивних шарів на основі поруватого кремнію на стан фронтальної контактної системи кремнієвих сонячних елементів. Для оптимізації даної технології використано електроліт C 2 H 5 OH:H 2 O:HF=1:1:1 при поверхневій густині анодного заряду 0,46 Кл/см 2 . Зменшення часу анодування в такому електроліті до 10 с дозволило отримати шари поруватого кремнію без суттєвого пошкодження контактної струмозбиральної гребінки. Встановлено механізм і ступінь впливу фронтального шару поруватого кремнію на основні параметри досліджуваних зразків сонячних елементів. Для моно-і мультикристалічних сонячних елементів приріст фотоструму перевищував 50%, коефіцієнт корисної дії підвищився на 25% і 22%, відповідно для монокристалічних і мультикристалічних зразків. При цьому виявлено зменшення напруги неробочого ходу на 2,5% для всіх досліджуваних зразків.Ключові слова: поруватий кремній; сонячний елемент; антивідбивне покриття; електрохімічне травлення

show abstract

Effects of Electrochemical Etching Time on the Performance of Porous Silicon Solar Cells on Crystalline n-Type (100) and (111)

Cited by 16 publications

References 30 publications

Investigation on the Effect of Direct Current and Integrated Pulsed Electrochemical Etching of n-Type (100) Silicon

Investigation on the Effect of Direct Current and Integrated Pulsed Electrochemical Etching of n-Type (100) Silicon

Crystal orientation dependence of alternating current photo-assisted (ACPEC) porous silicon for potential optoelectronic application

Optimization of Porous Silicon Characteristics for Solar Batteries

Contact Info

Product

Resources

About