Femtosecond-laser-induced-crystallization and simultaneous formation of light trapping microstructures in thin a-Si:H films

Nayak, Barada K.; Gupta, Mool C.

doi:10.1007/s00339-007-4268-2

Cited by 61 publications

(35 citation statements)

References 29 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Такие матери-алы (материалы, состоящие из аморфного кремния с включениями кристаллического кремния нанометрово-го размера) получили название нанокристаллический кремний (nc-Si : H) и достаточно широко исследуются в настоящее время [8][9][10][11]. Одним из способов получения nc-Si : H является фемтосекундная лазерная кристалли-зация a-Si : H [12][13][14][15]. Этот метод позволяет локально кристаллизовать выбранные участки пленки a-Si : H, ми-нимизировать эффузию водорода из пленки, а также про-водить так называемую " холодную" кристаллизацию, т. е. кристаллизовать пленки, расположенные в том числе на легкоплавких подложках.…”

Section: (поступила в редакцию 13 февраля 2017 г)unclassified

Влияние Легирования На Свойства Аморфного Гидрогенизированного Кремния, Облученного Фемтосекундными Лазерными Импульсами

Денисова¹,

Ильин²,

Мартышов³

et al. 2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

A comparative analysis of the effect of femtosecond laser irradiation on the structure and conductivity of undoped and boron-doped hydrogenated amorphous silicon ( a -Si: H) is performed. It is demonstrated that the process of nanocrystal formation in the amorphous matrix under femtosecond laser irradiation is initiated at lower laser energy densities in undoped a -Si: H samples. The differences in conductivity between undoped and doped a -Si: H samples vanish almost completely after irradiation with an energy density of 150–160 mJ/cm^2.

show abstract

Section: (поступила в редакцию 13 февраля 2017 г)unclassified

Влияние Легирования На Свойства Аморфного Гидрогенизированного Кремния, Облученного Фемтосекундными Лазерными Импульсами

Денисова¹,

Ильин²,

Мартышов³

et al. 2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Использование фемтосекундного лазерного излучения с энергией кванта в области края поглощения a-Si : H позволяет провести однородную по толщине кри-сталлизацию пленки аморфного кремния без заметного разогрева подложки, на которую нанесена данная плен-ка. Одним из преимуществ лазерной кристаллизации пленок a-Si : H является то, что помимо модификации структуры пленок, происходит наноструктурирование их поверхности [5]. В результате этого существенно уменьшается отражение падающего света, что должно привести к увеличению эффективности его преобразова-ния в солнечных элементах.…”

Section: Introductionunclassified

Анизотропия Оптических, Электрических И Фотоэлектрических Свойств Модифицированных Фемтосекундным Лазерным Облучением Пленок Аморфного Гидрогенизированного Кремния

Amasev¹,

Хенкин²,

Drevinskas

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Два типа независимых анизотропных структур были сформированы одновременно в результате структур-ной модификации пленок аморфного гидрогенизированного кремния облучением фемтосекундного лазера: структура с периодом в единицы−десятки микрометров и структура с периодом в сотни нанометров. Различие механизмов возникновения данных структур позволяло желаемым образом формировать их относи-тельную ориентацию. Обе структуры независимо влияли на оптические свойства модифицированных пленок, приводя к дифракции проходящего света и возникновению поляризационной оптической чувствительности пленок. Проводимость модифицированных пленок коррелировала с взаимной ориентацией анизотропных структур, в то время как взаимосвязи фотопроводимости с оптическими особенностями модифицированных пленок обнаружено не было.

show abstract

“…Antireflection (AR) coatings and front-side texturing through the use of alkaline-based solutions such as KOH and NaOH etching have been used on crystalline silicon solar cells, and pulsed laser irradiation has been used to enhance light trapping on both amorphous and crystalline materials [6][7][8][9]. However, AR coating requires additional material and anisotropic wet chemical etching is not applicable for amorphous materials or thin films.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…In addition, in order to reduce the SWE, hybrid a-Si/nc-Si (nanocrystalline silicon) tandem modules have been developed and are able to achieve both higher efficiency and stability compared with single-junction a-Si:H [10] due to the use of a thinner a-Si layer and the wider spectral absorption of nc-Si. To eliminate the need for two separate deposition steps which are required to form these tandem cells, laser-induced crystallization of a-Si:H has been proposed to produce a mixture of nc-Si:H and a-Si:H and simultaneously form a light trapping texture on the surface of the material [9]. Therefore, laser-based treatment of a-Si:H may solve its efficiency and stability issues in a one-step process, which is a promising methodology for thin-film solar cell fabrication.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Effect of hydrogen on surface texturing and crystallization of a-Si:H thin film irradiated by excimer laser

2012

View full text Add to dashboard Cite

Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin films have been considered for use in solar cell applications because of their significantly reduced cost compared to crystalline bulk silicon. However, their overall efficiency and stability are lower than that of their bulk crystalline counterpart. Limited work has been performed on simultaneously solving the efficiency and stability issues of a-Si:H. Previous work has shown that surface texturing and crystallization on a-Si:H thin film can be achieved through a single-step laser processing, which can potentially alleviate the disadvantages of a-Si:H in solar cell applications. In this study, hydrogenated and dehydrogenated amorphous silicon thin films deposited on glass substrates were irradiated by KrF excimer laser pulses and the effect of hydrogen on surface morphologies and microstructures is discussed. Sharp spikes are focused only on hydrogenated films, and the large-grained and fine-grained regions caused by two crystallization processes are also induced by presence of hydrogen. Enhanced light absorptance is observed due to light trapping based on surface geometry changes of a-Si:H films, while the formation of a mixture of nanocrystalline silicon and original amorphous silicon after crystallization suggests that the overall material stability can potentially improve. The relationship between crystallinity, fluence and number of pulses is also investigated. Furthermore, a step-by-step crystallization process is introduced to prevent the hydrogen from diffusing out in order to reduce the defect density, and the relationship between residue hydrogen concentration, fluence and step width is discussed. Finally, the combined effects show that the single-step process of surface texturing and step-by-step crystallization induced by excimer laser processing are promising for a-Si:H thin-film solar cell applications.

show abstract

Femtosecond-laser-induced-crystallization and simultaneous formation of light trapping microstructures in thin a-Si:H films

Cited by 61 publications

References 29 publications

Влияние Легирования На Свойства Аморфного Гидрогенизированного Кремния, Облученного Фемтосекундными Лазерными Импульсами

Влияние Легирования На Свойства Аморфного Гидрогенизированного Кремния, Облученного Фемтосекундными Лазерными Импульсами

Effect of hydrogen on surface texturing and crystallization of a-Si:H thin film irradiated by excimer laser

Contact Info

Product

Resources

About