Passivation par l'hydrogène de défauts recombinants dans les photopiles réalisées sur rubans de silicium polycristallin RAD

Abstract

Cet article présente les résultats d'une étude exploratoire de la passivation par l'hydrogène des défauts recombinants dans les rubans de silicium polycristallin élaborés par la méthode RAD. L'incorporation d'hydrogène a été effectuée sur des photopiles nues au moyen d'une source d'ions du type Kaufman. On montre que les caractéristiques globales des photopiles — photocourant, tension de circuit ouvert et facteur de forme — sont considérablement améliorées tandis que leurs distributions sont resserrées. Ces améliorations sont reliées à la réduction de la vitesse de recombinaison des porteurs minoritaires sur les interfaces du type joints de grains ou de mâcles et surtout, à l'augmentation de la longueur de diffusion dans les parties homogènes ; ce dernier effet est associé à une réduction importante de l'activité des centres pièges. Ainsi, le rendement de conversion, sous éclairement AM1, des photopiles RAD « passivées » à l'hydrogène peut être relativement élevé : la meilleure photopile ainsi traitée présente un rendement de 15,5 % (surface active, 3 cm 2)

Impurity-defect interaction in polycrystalline silicon for photovoltaic applications. The role of hydrogen

“…Hydrogen can be introduced into silicon by several means : bombardment in a Kaufman source [14,15], plasma annealing [16], electrolyte charging [12]. Plasma annealing and electrolyte charging have been investigated in the present study, in order to quantify the diffusion mechanisms of hydrogen.…”

Role of oxygen in surface segregation of metal impurities in silicon poly-and bicrystals

“…For example, it has been demonstrated that implantation of molecular or atomic hydrogen improves the electrical properties such as the diffusion length in both ingots and ribbons [1][2][3][4][5]. Diffusion at low temperature of selected impurities such as Cu and Al into polycrystalline Si was also found to improve the minority carrier diffusion length [6].…”