Tunneling Atomic Layer-Deposited Aluminium Oxide:Studi Kinerja Struktural/Listrik yang Berkorelasi untuk Pasifasi Permukaan Silicon Junctions
Abstrak
Pasifasi adalah proses kunci untuk optimasi sambungan p-n silikon. Di antara berbagai teknologi yang digunakan untuk mempasifkan permukaan dan antarmuka kontak, alumina banyak digunakan. Salah satu parameter kuncinya adalah ketebalan lapisan pasivasi yang umumnya diendapkan menggunakan teknik deposisi lapisan atom (ALD). Makalah ini bertujuan untuk menyajikan studi struktural/listrik yang berkorelasi untuk efek pasivasi alumina pada sambungan Si untuk mendapatkan ketebalan lapisan pasivasi alumina yang optimal. Pengamatan mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi (HRTEM) yang digabungkan dengan pengukuran energi dispersif X-ray (EDX) digunakan untuk menentukan ketebalan alumina pada skala atom. Parameter listrik yang berkorelasi diukur dengan simulator surya dan Suns-Voc Sinton pengukuran. Akhirnya, ketebalan alumina optimal 1,2 nm terbukti.
Pengantar
Pengurangan kerugian rekombinasi permukaan pada sambungan p-n silikon sangat penting untuk meningkatkan efisiensi penyerapan cahaya dan konversinya menjadi arus foto, dengan sel surya sebagai salah satu aplikasi utama [1, 2]. Di antara proses kunci yang dapat meningkatkan rekombinasi cacat pada sambungan silikon, pasivasi permukaan dan kontak adalah dan selalu sangat penting. Pasivasi permukaan depan dan belakang telah dikembangkan, baik untuk daerah non-logam yang diterangi maupun untuk kontak silikon logam [3, 4]. Antarmuka logam-silikon menampilkan rekombinasi besar, sehingga dua opsi telah dikembangkan untuk meminimalkan kerugian di area kontak:area kontak kecil yang terkait dengan tingkat doping lokal yang rendah, atau pasifasi lokal antarmuka logam-silikon dengan pengenalan terowongan tipis lapisan dielektrik. Baru-baru ini, rute baru dengan potensi yang menjanjikan telah diusulkan menggunakan lapisan pasif selektif pembawa [5]. Dalam hal ini, satu polaritas pembawa muatan diizinkan untuk melewati logam sedangkan polaritas lainnya diblokir.
Di antara semua lapisan pasivasi, aluminium oksida (Al2 O3 ) diendapkan oleh deposisi lapisan atom (ALD) adalah salah satu metode yang paling banyak digunakan, bahkan jika proses deposisi uap kimia yang ditingkatkan plasma (PECVD) juga dapat diterapkan [6, 7]. ALD memungkinkan kontrol yang baik dari ketebalan ke skala atom, sedangkan penggunaan alumina mengarah ke pasivasi kimia yang baik dari keadaan antarmuka serta pasivasi efek medan yang efisien melalui muatan lokal di lapisan oksida [8]. Misalnya, Elmi dkk. menunjukkan bahwa pengenalan nanopartikel Ag tertanam dalam lapisan alumina tipis dapat secara efektif meningkatkan pasivasi efek medan [9]. Diketahui bahwa tanda dan densitas muatan lokal serta ketebalan lapisan alumina merupakan parameter penting untuk pasivasi permukaan. Banyak karya telah diterbitkan untuk mempelajari pengaruh ketebalan alumina pada kinerja perangkat; namun, tidak ada konsensus tentang ketebalan alumina yang optimal karena bervariasi dari 0,24 hingga 30 nm dalam literatur, seperti yang dirangkum dalam Tabel 1. Tabel 1 menggambarkan hamburan dari ketebalan alumina yang dioptimalkan. Faktanya, banyak data mengenai kecepatan rekombinasi permukaan (Se) yang tidak sesuai dengan pengukuran pada perangkat surya buatan. Kecenderungan umum adalah penurunan Se untuk nilai ketebalan yang lebih besar karena pasivasi kimia yang lebih baik dengan adanya hidrogen di lapisan alumina yang mempasifkan keadaan antarmuka selama anil termal pasca-pertumbuhan.
Richter dkk. melaporkan bahwa arus saturasi emitor turun hingga 30 fA/cm
2
dapat diperoleh untuk lapisan tipis (0,5 hingga 3 nm) tetapi dengan struktur tumpukan yang terdiri dari alumina dan 70 nm SiNx [17]. Kontak pasif logam-silikon terbaik diamati dengan Al2 setebal 0,24 nm. O3 [18]. Terakhir, mengenai tingkat doping dan tipe, pasivasi lebih efisien pada n
+
tapi SiO2 Struktur tumpukan /alumina memberikan kemungkinan untuk menyesuaikan kepadatan muatan lokal dan dapat digunakan pada tipe-n atau tipe-p [23]. Namun demikian, hanya sedikit karya yang menunjukkan korelasi antara kualitas antarmuka substrat/alumina dan kinerja listrik perangkat. Oleh karena itu perlu dilakukan pengamatan sistematis pada skala atom pada lapisan pasivasi alumina dan untuk mendapatkan nilai optimasi ketebalan alumina yang dikorelasikan dengan unjuk kerja kelistrikan.
Dalam makalah ini, lapisan alumina yang diendapkan dengan menggunakan teknik ALD dengan ketebalan yang berbeda dari 0,24 hingga 1,9 nm digunakan untuk mempasifkan Si n
+
yang ditanamkan. -p persimpangan. Antarmuka lapisan alumina di permukaan depan persimpangan Si dipelajari dengan menggunakan mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi (HRTEM), sedangkan ketebalan lapisan alumina dikorelasikan dengan parameter listrik terkait seperti resistansi serial, faktor idealitas, masa pakai, eksternal efisiensi kuantum (EQE), dan efisiensi konversi daya (PCE). Suns-Voc Sin Sinton pengukuran telah dilakukan untuk mengatasi pengaruh resistansi seri. Akhirnya, diperoleh ketebalan alumina 1,2 nm yang dioptimalkan. Perlu dicatat bahwa kami fokus di sini hanya pada pasivasi kontak depan sambungan p-n silikon; efisiensi perangkat tidak sepenuhnya dioptimalkan yang di luar tujuan pekerjaan ini.
Metode
Fabrikasi Perangkat
Gambar 1a menunjukkan proses fabrikasi Si n
+
. yang ditanamkan -p junction dengan pasivasi permukaan Al2 O3 /SiNx :H tumpukan. Wafer silikon (100) tipe-p boron-doped empat inci dengan resistivitas 5-10 Ω·cm digunakan sebagai substrat. Sampel dibersihkan menggunakan larutan piranha dan air suling sebelum realisasi n
+
lapisan atas. Implantasi ion fosfor dilakukan dengan dosis 10
14
di/cm
2
pada 180 keV, diikuti oleh anil pada 900 °C selama 5 menit untuk mengaktifkan dopan. Deskripsi rinci tentang proses teknologi dapat ditemukan di karya kami sebelumnya [24, 25].
a Skema proses fabrikasi Si n
+
-p junction dipasifkan oleh Al2 O3 /SiNx tumpukan. b Gambar HRTEM diambil di sepanjang arah [011] substrat silikon. Profil intensitas yang sesuai dengan persegi panjang putih (film alumina dengan ketebalan sekitar 0,9 nm terlihat di bagian atas lapisan silika). c , d Gambar STEM HAADF dari dua lapisan alumina yang ditumbuhkan oleh ALD dengan peta STEM EDX Al, O, dan Si yang sesuai. Kontras yang lebih cerah pada gambar HAADF di bagian atas lapisan silika disebabkan oleh kepadatan yang lebih tinggi (rata-rata Z yang lebih tinggi nilai) dibandingkan dengan silika atau silikon nitrida. Profil intensitas memberikan ketebalan lapisan alumina masing-masing ~ 1.2 nm dan 1.9 nm
Al2 ultra yang sangat tipis O3 lapisan terowongan dengan ketebalan yang diharapkan d mulai dari 0,24 hingga 1,9 nm diendapkan dengan menggunakan teknik ALD. Perhatikan bahwa ketebalan ini telah disimpulkan dari ketebalan rata-rata yang ditentukan oleh spektroskopi elipsometri, yang diperoleh untuk film tipis alumina yang ditumbuhkan dengan jumlah siklus yang berbeda. Satu siklus ALD menyimpan satu lapisan tunggal yang setara dengan 0,12 nm. Persimpangan tanpa alumina (d = 0), yaitu, dengan kontak logam-silikon yang tidak dipasifkan, telah direalisasikan, tetapi PCE sangat rendah, hanya 0,4% [9]. Pengendapan alumina dilakukan dalam sistem PICOSUN R200 melalui proses termal. Reaktan yang digunakan adalah trimetiluminium (TMA) dan H2 O, sedangkan suhu pertumbuhan 290 °C. Selama proses ALD, siklus air digunakan untuk mengoksidasi prekursor TMA. Akibatnya, SiO2 tipis2 lapisan oksida diendapkan antara permukaan silikon dan lapisan alumina karena oksidasi alami permukaan silikon. Ketebalan lapisan oksida asli yang diamati oleh TEM mendekati 1,5 nm. Kedua, SiN setebal 80 nmx :Lapisan H yang sesuai dengan nilai yang biasa digunakan dalam industri sel surya diendapkan pada sampel dengan menggunakan pendekatan PECVD dengan campuran SiH4 dan NH3 . Temperatur pengendapan 340 °C, sedangkan tekanan 1 Torr dan daya 10 W. Sampel kemudian dianil pada 650 °C selama 10 menit untuk membuat H berdifusi menjadi Si.
Elektroda jari Ti/Au (20/800 nm) diendapkan di sisi depan dengan sputtering dengan topeng bayangan setelah pembukaan SiNx :Pelapisan H dengan menggunakan reactive ion etching (RIE). Kontak balik kemudian diendapkan dengan menguapkan film Ti/Au setebal 400 nm. Terakhir, sampel dianil pada suhu 400 °C selama 10 menit untuk membentuk kontak ohmik.
Karakterisasi
Analisis TEM dilakukan dari foil tipis penampang yang disiapkan oleh berkas ion terfokus (FIB) pada FEI Helios dual-beam Nanolab 600i. Sebelum ion menipis, film karbon dan lapisan platinum diendapkan untuk melindungi permukaan atas sampel. Pengamatan TEM, STEM high-angle annular dark field (HAADF), dan STEM energy dispersive X-ray (EDX) dilakukan dengan mikroskop FEG dingin JEOL ARM200F terkoreksi ganda yang dioperasikan pada 200 kV dan dilengkapi dengan spektrometer EDX (CENTURION dari JEOL ). Pengolahan citra dilakukan dengan menggunakan DIGITALMICROGRAPH (GATAN). Gambar diambil dengan berkas elektron sejajar dengan arah [011] substrat berorientasi Si (100). Dalam orientasi ini, berkas elektron sejajar dengan antarmuka alumina/substrat.
Parameter listrik di bawah iluminasi diukur menggunakan simulator surya (Oriel®Sol3ATM) di bawah iluminasi AM 1.5G, sedangkan spektrum efisiensi kuantum eksternal (EQE) diukur dalam kondisi pengukuran standar pada sistem 7-SCSpec yang diproduksi oleh 7-STAR Co. Untuk mengatasi pengaruh perlawanan seri, Suns-Voc Sinton pengukuran telah dilakukan [26,27,28]. Suns-Voc Sin Sinton teknik adalah metode sirkuit terbuka untuk menunjukkan kinerja p-n junction atau sel surya yang memungkinkan untuk membandingkan parameter listrik yang diberikan oleh simulator surya dengan yang disimpulkan tanpa pengaruh resistansi seri. Penyiapannya mencakup lampu flash xenon dengan set lengkap filter densitas netral dan tahap wafer yang dikontrol pada 25 °C. Format kurva IV standar dengan perkiraan Jsc dapat dilakukan dengan menyelidiki daerah p+ dan n+ secara langsung atau menyelidiki lapisan metalisasi. Data tersebut dapat digunakan secara langsung untuk menunjukkan kualitas material dan pasivasi sel surya.
Hasil dan Diskusi
Gambar 1(b) adalah gambar khas HRTEM yang diambil di sepanjang arah [011] substrat silikon. Dalam arah ini, berkas elektron harus sejajar dengan antarmuka substrat film. Perhatikan bahwa permukaan atas substrat tidak rata sempurna. Pengamatan ini menyiratkan bahwa antarmuka antara lapisan amorf di atas yang berbeda (silika, alumina dan silikon nitrida) juga kasar, membuat karakterisasi mereka menjadi tugas yang sangat sulit. Memang, pengukuran ketebalan selalu dilebih-lebihkan karena kekasaran ini. Sisipan Gambar 1(b) adalah profil intensitas yang tegak lurus terhadap substrat dan di atas wilayah selebar 10 nm seperti yang ditunjukkan oleh persegi panjang putih dari gambar HRTEM. Profil ini memberikan bukti perbedaan kontras antara tiga lapisan amorf di atas substrat Si. Memang, karena kontras Z, lapisan tebal 0,9 nm yang lebih gelap dapat diamati di atas lapisan silika, yang kemungkinan besar merupakan lapisan alumina yang ditumbuhkan oleh ALD. Untuk mengkonfirmasi hasil ini, pencitraan medan gelap annular sudut tinggi telah dilakukan pada dua lapisan alumina berbeda yang dikombinasikan dengan pemetaan kimia yang diperoleh dengan memindai mikroskop elektron transmisi yang digabungkan dengan spektrometer sinar-X dispersif energi. Gambar 1(c) dan (d) adalah dua kumpulan data yang menggambarkan dua ketebalan lapisan alumina yang berbeda.
Kedua set terdiri dari gambar HAADF yang menampilkan permukaan atas substrat Si (sepanjang arah [011]) dan tiga lapisan amorf yaitu silika (wilayah gelap), alumina (wilayah lebih putih) dan terakhir silikon nitrida (kontras menengah). Perhatikan bahwa beberapa titik terang terlihat terutama pada Gambar 1(d). Fitur-fitur ini disebabkan oleh debu platinum yang berasal dari lapisan pelindung selama preparasi FIB dari foil tipis. Untuk kedua struktur, peta kimia STEM EDX dari aluminium, oksigen dan silikon dilaporkan di bagian atas Gambar 1(c) dan (d). Peta aluminium menunjukkan dengan baik keberadaan aluminium yang sesuai dengan daerah yang lebih putih dari gambar HAADF. Ditemukan bahwa beberapa titik terang hadir di daerah yang berdekatan tetapi ini sesuai dengan beberapa "kebisingan" di latar belakang selama akuisisi. Daerah yang lebih luas terlihat di peta oksigen karena mereka menggambarkan lapisan alumina dan silika. Akhirnya, peta silikon menggambarkan garis gelap yang sesuai dengan lapisan alumina, satu-satunya lapisan tanpa silikon. Karena fenomena hamburan difusi, peta kimia bukanlah data terbaik untuk memperkirakan nilai ketebalan dengan tepat.
Untuk menunjukkan lebih jelas perbedaan kontras yang disebabkan oleh adanya lapisan alumina, kami telah memplot profil intensitas untuk kedua gambar seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1(c) dan (d). Seperti yang ditunjukkan dengan jelas oleh profil ini, pita lebar menunjukkan daerah yang lebih terang sesuai dengan lapisan alumina. Mengingat alumina memiliki kekasaran tertentu, maka masuk akal untuk memperkirakan ketebalan lapisan dengan mengukur jarak antara dua garis vertikal yang terletak di tengah lereng di setiap sisi lapisan. Hasilnya masing-masing sekitar 1,2 nm dan 1,9 nm.
Evolusi Resistansi Seri Rs
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2a, Rs hampir konstan (Rs = 1.1 ± 0.15 Ω) dari d = 0,24 hingga 1,2 nm dan meningkat secara tiba-tiba menjadi 3,1 ± 0,2 Ω untuk d =1.9 nm. Resistansi terukur Rs adalah penambahan zona emitor dan basis, jari-jari logam, dan resistansi yang terkait dengan SiO2 tipis2 lapisan oksida, semuanya diberi label Ri , ditambah resistensi Rkamis berhubungan dengan lapisan alumina. Untuk semua sampel, dalam batas reproduktifitas prosedur teknologi yang diberikan oleh bilah kesalahan (± 0,15 Ω) pada Gambar. 4, Ri dianggap konstan karena proses teknologi yang sama diterapkan. d adalah satu-satunya parameter yang dimodifikasi. Jadi, sebagai Rs konstan hingga d = 1.2 nm dan sebagai tahanan terowongan Rkamis jelas berbeda dengan d , kami menyimpulkan bahwa hingga d = 1.2 nm, Rkamis bervariasi tetapi variasinya kurang dari dispersi pengukuran, yaitu 0,15 Ω. Rkamis terikat langsung dengan kebalikan dari koefisien transfer untuk tunneling, yaitu, probabilitas tunneling pembawa melalui penghalang persegi panjang, diberikan oleh [29]:
dimana m*
adalah massa efektif dalam penghalang alumina (m
*
= 0,75 m0 [30], dengan m0 sebagai massa elektron), h adalah konstanta Planck, q adalah muatan elektron, dan ϕB adalah tinggi penghalang efektif, sama dengan offset pita konduksi EC antara dielektrik dan n
+
kontak silikon. Resistansi tunneling diberikan oleh:
$$ {R}_{\mathrm{thu}}=Kapak{\gamma}^{-1} $$ (2)
dimana A adalah sebuah konstanta. Untuk d = 1.9 nm, Rkamis sesuai dengan langkah yang diukur pada Rs , dan karena itu, kami menyimpulkan Rkamis (1.9 nm) = 2 Ω. Dari nilai ini, A dapat dihitung. Untuk itu, kita harus tahu ϕB yang sama dengan offset pita konduksi antara Si dan lapisan dielektrik, karena level Fermi berada dalam batas minimum pita konduksi dalam n
+
yang didoping berat. kontak silikon. Faktanya, lapisan dielektrik sebenarnya beberapa nanometer SiO2 /Al2 O3 stack, sehingga band offset tergantung pada dua lapisan dielektrik ini. Offset pita konduksi berada pada kisaran 3,13–3,5 eV dan 2,08–2,8 eV untuk SiO2 dan Al2 O3 [31], masing-masing. Tabel 2 memberikan nilai A prefaktor disimpulkan dari nilai Rs diukur pada d = 1.9 nm, untuk dua nilai ekstrim ϕB.
a Evolusi perlawanan seri Rs dibandingkan dengan ketebalan alumina. b Nilai eksperimental Rs dan simulasi satu Rsimu dihitung untuk ϕB = 2,08 dan 3,5 eV versus ketebalan alumina d (nm)
Pada Gambar. 2b, kami telah memplot Rs dan resistansi simulasi total Rsimu = Ri + Rkamis untuk keduanya ϕB nilai versus d (Rs telah diambil ke nilai rata-rata 1,1 Ω antara d = 0,24 dan 1,2 nm). Apapun ϕB , untuk d 1.2 nm, Rkamis diabaikan. Ini menegaskan hipotesis awal kami:langkah yang diamati pada 1,9 nm dalam evolusi Rs dikaitkan dengan evolusi penghalang tunneling. Untuk d kurang dari 1,2 nm, efek utama dari lapisan alumina adalah untuk pasif n
+
kontak dan permukaan p, melalui pasivasi efek medan yang terkait dengan muatan tetap yang terlokalisasi dalam oksida. Untuk d . yang lebih besar nilai, lapisan alumina memperkenalkan resistansi kontak seri parasit yang menurunkan kinerja listrik sel.
Akhirnya, kita dapat memperkirakan resistivitas ρ dari lapisan alumina. Untuk itu, kami mempertimbangkan resistansi terukur R untuk nilai ketebalan 1.9 nm. Efek tunneling berkurang, dan lapisan mulai memiliki perilaku "seperti massal" (perkiraan kasar). Dengan ketebalan alumina seperti itu (d = 1.9 nm) dan mempertimbangkan permukaan S kontak (10,54 mm
2
), kami menyimpulkan ρ menggunakan persamaan berikut:
$$ R=\rho\ \frac{d}{S} $$ (3)
Itu mengarah ke ρ = 1.1 × 10
6
·cm. Untuk bahan curah di pasar, tergantung pada suhu pertumbuhan dan pengotor dalam alumina, nilai resistivitas bervariasi dari 10
5
sampai 10
14
·cm (dari Kyocera™). Jadi, nilai perkiraan kami menunjukkan bahwa kami memiliki bahan "massal semu", pada batas antara lapisan tipis dan lapisan curah.
Evolusi Faktor Idealitas n
Dengan adanya hambatan seri, kurva I-V sel surya adalah:
dimana Aku adalah arus keluaran sel, IL adalah arus yang dihasilkan cahaya, V adalah tegangan sel, T adalah suhu, k adalah konstanta Boltzmann, n adalah faktor idealitas, dan RS adalah resistansi seri sel. Untuk tingkat injeksi rendah, dengan hanya rekombinasi band-to-band atau Schottky Read-Hall, faktor idealitas n kurang dari 2. Mencapai nilai 1 ketika rekombinasi dibatasi oleh pembawa minoritas [31]. Peningkatan n menunjukkan bahwa mekanisme rekombinasi yang tidak biasa sedang berlangsung, yang melibatkan pembawa minoritas dan mayoritas [32]. Jadi, n adalah tanda tangan rekombinasi (atau pasivasi) perangkat. Selain itu, n juga terikat pada Rs yang meningkatkan faktor idealitas [33]. Evolusi n versus ketebalan alumina ditunjukkan pada Gambar. 3a.
a Evolusi faktor idealitas n versus ketebalan alumina d . b Evolusi seumur hidup τ versus ketebalan alumina d
Untuk nilai ketebalan rendah (0,24 nm), n lebih besar dari 2, yang merupakan tanda dari permukaan yang tidak dipasifkan. Saat ketebalan alumina meningkat, n menurun dan stabil pada sekitar 1,5, membuktikan efek pasivasi yang efisien melalui alumina. Untuk nilai ketebalan alumina 1,9 nm, n meningkat tiba-tiba menjadi 4, sesuai dengan peningkatan mendadak Rs . Jadi, keduanya Rs dan n menunjukkan bahwa sumur lapisan alumina mempasifkan persimpangan Si, terkait dengan penghalang terowongan yang rendah. Untuk d = 1.9 nm, penghalang terowongan meningkat, dengan penurunan berikutnya Rs dan karena itu faktor idealitas.
Seumur hidup
Parameter kunci lain yang menggambarkan efek pasivasi adalah masa pakai pembawa foto, τ . Memang, masa pakai secara langsung terkait dengan tingkat rekombinasi pembawa, terikat pada konsentrasi cacat permukaan (pusat rekombinasi). Itu disimpulkan dari tegangan rangkaian terbuka yang diukur, turunan waktunya, dan tingkat penerangan yang sebenarnya. Evolusi versus ketebalan alumina diberikan pada Gambar. 3b. Evolusi seumur hidup sesuai dengan hasil sebelumnya. Nilai rata-ratanya rendah, terutama karena kontak belakang yang tidak dipasifkan. Namun, itu jelas menunjukkan peningkatan dengan ketebalan alumina, sesuai dengan pasivasi yang lebih baik dari kontak depan dan dengan nilai ketebalan optimal 1,2 nm. Untuk d = 1.9 nm, masa pakai berkurang. Ada kemungkinan bahwa dengan bertambahnya ketebalan alumina, semakin sedikit hidrogen yang berdifusi dari SiNx lapisan ke kontak selama anil termal, dan oleh karena itu, efek pasivasi kimia berkurang.
Gambar 4 memberikan EQE terukur versus ketebalan alumina. EQE terbaik diamati untuk d = 1.2 nm. Peningkatan utama diamati untuk panjang gelombang yang bervariasi dari 600 hingga 900 nm. Dalam semua kasus, EQE jauh dari bentuk persegi panjang yang ideal di IR yang merupakan ciri khas rekombinasi pada kontak belakang yang tidak dipasifkan.
EQE terukur versus panjang gelombang untuk ketebalan alumina yang berbeda
Untuk melengkapi analisis, kami telah mempelajari parameter listrik di bawah iluminasi yang diukur baik di bawah simulator surya dan menggunakan metode Sinton. Gambar 5 menunjukkan efisiensi daya sel surya versus ketebalan alumina:yang diukur dengan simulator surya dan yang dioptimalkan tanpa Rs . Saat ketebalan alumina meningkat, PCE terukur meningkat karena efek pasivasi yang lebih baik mencapai nilai maksimum 5% untuk d = 1.2 nm, sebelum turun untuk d =1.9 nm. PCE yang dikoreksi untuk Rs = 0 memiliki nilai yang cukup konstan sekitar 11%. Nilai ini masuk akal mengingat hanya pasif dari kontak belakang. Untuk d = 1.9 nm, hasil yang dikoreksi menurun hingga 6%, karena resistensi shunt parasit.
Efisiensi daya terukur dan ekstrapolasi versus ketebalan alumina d
Kesimpulan
Alumina yang diendapkan oleh ALD adalah metode yang efisien untuk mempasifkan kontak listrik, parameter kunci untuk sambungan p-n silikon. Dalam karya ini, terowongan lapisan alumina yang diendapkan lapisan atom dengan berbagai ketebalan dari 0,24 hingga 1,9 nm digunakan untuk mempasifkan Si n
+
yang ditanamkan. -p persimpangan. Kami telah melakukan analisis struktural HRTEM, STEM HAADF, dan STEM EDX sistematis yang berkorelasi dengan satu set lengkap pengukuran listrik menggunakan simulator surya dan analisis Sinton. Pendekatan asli ini memungkinkan untuk mengklaim bahwa ketebalan alumina optimal untuk mencapai efek pasivasi yang efisien adalah 1,2 nm. Meskipun efisiensi perangkat tidak sepenuhnya dioptimalkan dalam pekerjaan ini, pasivasi alumina yang optimal dapat bermanfaat bagi pengembangan sel surya berbasis silikon dengan efisiensi tinggi.
