Impurity thermovoltaic effect in the grain boundaries of a polycrystalline silicon solar cell

Some electrophysical properties of polycrystalline silicon obtained in a solar oven

“…It is known that the grain size and the formation of roughness on its surface depend on the technology for producing polycrystalline silicon. In the process of obtaining polycrystalline silicon, waste and uncontrolled impurities belonging to metallurgical silicon or impregnated with the external environment can be retained (for example, Si ® 98÷99 %; Fe, Au, B, P, Ca, Cr, Cu, Mg, Mn, Ni, Ti, V ® 1÷2 %) [1][2][3][4][5][6][7][8]. These impurities can lead to the formation of defects of granular size and in the regions of inter grain boundaries, from point defects to complex shapes.…”

“…At present, the electrophysical and photoelectric properties of polycrystalline silicon semiconductors in the eld when creating relatively inexpensive and resistant to external in uences semiconductor devices, solar cells, thermoelectric materials can be considered su ciently well studied from both experimental and theoretical points of view (see, for example, [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11], as well as the links given there). It has been reliably established that the physical properties of polycrystalline silicon, which appear under certain conditions, depend on the area of the grain boundary of its volume.…”

“…It has been reliably established that the physical properties of polycrystalline silicon, which appear under certain conditions, depend on the area of the grain boundary of its volume. For example, localized traps or segregated impurity atoms in the grain boundary regions create a barrier effect that leads to shunting of the pn junction [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10], and this simultaneously leads to a deterioration in the e ciency of semiconductor devices or solar cells. In this regard, one of the important tasks is the study of technologies for the development of polycrystalline semiconductor materials and the study of physical processes associated with grain boundary regions.…”

Особенности технологии и некоторые свойства гетероэпитаксиальных структур Si-Ge/Si

“…Интерес к исследованию электрофизических свойств различных полупроводников при их нагреве обусловлен поиском приемлемых по доступности и стоимости новых термоэлектрических материалов, которые могли бы заменить дорогие и дефицитные традиционные на основе теллурида висмута и других редкоземельных элементов, причём даже не только в энергетических системах, сколько в бытовых термопреобразователях или в различных термочувствительных датчиках. В [1] описано возникновение аномально высоких термо-эдс у нагреваемых образцов поликристаллического кремния, а точнее на р-n структурах, выполненных на подложках из мультикремния, представляющего собой вторичный литой поликристаллический кремний (ВЛПК) [2][3][4], изготавливаемый переплавом отходов производства кремния-сырца и монокристаллического кремния, в том числе с добавлением в шихту технического кремния (ТК) [5], или получаемый из подобной по составу шихты, но в процессе вытягивания по Чохральскому [6], а также на образцах, полученных зонной переплавкой ТК на солнечной печи [7]. Наблюдаемые при нагреве этих образцов аномально высокие значения коэффициента Зеебека объясняли проявлением тепловольтаического эффекта [1,8], суть которого заключается в генерации носителей заряда за счет поглощения субзонных фотонов с участием глубоких энергетических уровней, обусловленных дефектами структуры, которыми изобилуют границы зерен как ВЛПК, так и переплавленного ТК.…”

“…В [1] описано возникновение аномально высоких термо-эдс у нагреваемых образцов поликристаллического кремния, а точнее на р-n структурах, выполненных на подложках из мультикремния, представляющего собой вторичный литой поликристаллический кремний (ВЛПК) [2][3][4], изготавливаемый переплавом отходов производства кремния-сырца и монокристаллического кремния, в том числе с добавлением в шихту технического кремния (ТК) [5], или получаемый из подобной по составу шихты, но в процессе вытягивания по Чохральскому [6], а также на образцах, полученных зонной переплавкой ТК на солнечной печи [7]. Наблюдаемые при нагреве этих образцов аномально высокие значения коэффициента Зеебека объясняли проявлением тепловольтаического эффекта [1,8], суть которого заключается в генерации носителей заряда за счет поглощения субзонных фотонов с участием глубоких энергетических уровней, обусловленных дефектами структуры, которыми изобилуют границы зерен как ВЛПК, так и переплавленного ТК. Другой источник глубоких уровней в ТК − это примеси типа Fe, Cu, Мn, Мg, Ti и др., всегда присутствующие в сырье и переходящие в образцы, имеющие мелкозернистую поликристаллическую структуру, в количествах, намного превышающих критическую концентрацию глубоких уровней 4×10 18 см −3 , являющуюся, согласно [8,9], обязательным условием для проявления тепловольтаического эффекта.…”