Abstract | Keywords | Export | Availability | Bookmark

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Om photovoltaïsche energie concurrentieel te maken met andere vormen van energieopwekking staat men nog altijd voor de uitdaging om de productiekosten van zonnecellen te verlagen, terwijl het energetisch rendement voor de omzetting van zonnestraling in elektrische energie verhoogd moet worden. Voor de productie van kristallijn silicium zonnecellen betekent dit het gebruik van dunnere en goedkopere silicium substraten. Bij gevolg moet ook de productietechnologie voor de zonnecel zelf aangepast worden. In de eerste plaats moet het kleiner absorberend volume van een dunner substraat gecompenseerd worden met een verbeterde opvang en opsluiting van het zonlicht. Ten tweede moet daarbij het verlies van opgewekte ladingsdragers door recombinatie verhinderd worden. Droge procestechnologie biedt een goede mogelijkheid om dit te verwezenlijken. Een droge etstechniek is ontwikkeld die het mogelijk maakt om gladde silicium oppervlakken te verruwen, zodat het zonlicht minder reflecteert zonder dat de recombinatie stijgt. In deze techniek wordt er gebruik gemaakt van een plasma, waarin het etsgas gedissocieerd wordt in radicalen die het siliciumsubstraat langs een enkele zijde etsen. Bij geoptimaliseerde etscondities ontstaat er spontaan een piramideachtige textuur. Deze manier van textuuretsen kan eenvoudig geïntegreerd worden in het productieproces voor zeer dunne zonnecellen die een verbeterde passivatie aan de achterzijde nodig hebben om oppervlakterecombinatie tegen te gaan. Bovendien is het mogelijk om zeer dunne siliciumfilms te textuuretsen zonder veel verlies van materiaal, wat niet goed mogelijk is in een natte etstechniek. Het hedendaagse productieproces maakt al op grote schaal gebruik van plasmatechnologie die de recombinatie van ladingsdragers in de bulk van goedkope substraten tegen gaat. Een waterstofrijk siliciumnitride antireflectie coating wordt gedeponeerd met een plasma. Op hoge temperatuur komt dit waterstof vrij uit deze coating en passiveert recombinatiecentra, in het bijzonder in de bulk van multikristallijn silicium. Hoewel dit effect goed bekend is, is er tot nu toe weinig kennis aanwezig over de exacte omstandigheden hoe waterstof vrij komt en welke defecten gepassiveerd worden. In dit werk wordt het passiverende effect van waterstof in multikristallijn silicium zonnecellen gedurende het productieproces nader onderzocht. Ook wordt het depositieproces zelf verder bestudeerd en geoptimaliseerd om de parameters te kennen die het passivatieproces beïnvloeden. Aan de hand van die parameters en de eigenschappen van het siliciumnitride is er een model voorgesteld om het vrijkomen van atomair waterstof te beschrijven, wat essentieel is voor de snelle diffusie en defectpassivatie in multikristallijn silicium. To give photovoltaic energy a competitive position compared to other energy resources, there still is a major challenge to decrease the manufacturing costs of solar cells, while increasing the efficiency of converting solar radiation into electric energy. The production of crystalline silicon solar cells using thinner and cheaper silicon substrates is one route to reach this target. For these substrates the cell production technology has to be adapted. In the first place, the decreased absorbing volume of a thinner substrate has to be compensated with a better coupling and confinement of solar radiation into the solar cell. Secondly, losses by recombination of generated charge carriers have to be limited. Dry process technology is a suitable method to fulfill these requirements. A dry etching process has been developed to roughen smooth silicon surfaces to reduce the reflection of solar radiation without inducing additional recombination. This process uses a plasma in which gas is dissociated into radicals that etch silicon substrates on one side only. Under optimized conditions, a pyramid-like texture can be obtained spontaneously. This way of texturing is easy to integrate in the production process of very thin solar cells, requiring an improved passivation on the rear surface to reduce surface recombination losses. Additionally, with this method it is possible to texture very thin silicon films without much material loss, hard to obtain by a wet etch technology. Current cell manufacturing uses plasma technology on a large scale to reduce the recombination of charge carriers in the bulk of cheap substrates. A hydrogen rich silicon nitride anti-reflection coating is deposited with the aid of a plasma. Hydrogen is released from this coating during thermal annealing and passivates recombination centers in the silicon. This passivation is a known effect. However, until now a good understanding about the exact mechanisms of hydrogen release and the passivation of defects is not available. In this work the hydrogenation of multicrystalline silicon solar cells during the manufacturing process is investigated in detail. Also the deposition process is studied and optimized to know the parameters, influencing the passivation. According to these parameters and the characteristics of the silicon nitride layers a model is proposed to describe the release of atomic hydrogen, essential for the fast diffusion and defect passivation in multicrystalline silicon.

Academic collection --- 669 <043> --- 621.383 <043> --- 621.383 <043> Photoelectric tubes and cells--Dissertaties --- Photoelectric tubes and cells--Dissertaties --- 669 <043> Metallurgy--Dissertaties --- Metallurgy--Dissertaties --- Theses