Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 32: Photovoltaik
HL 32.3: Vortrag
Donnerstag, 14. März 2002, 11:00–11:15, H14
Verlustmechanismen in SiNx-rückseitenpassivierten Silicium-Solarzellen — •Stefan Dauwe, Lutz Mittelstädt, Axel Metz und Rudolf Hezel — Institut für Solarenergieforschung Hameln/Emmerthal, Am Ohrberg 1, D-31860 Emmerthal
Neben einer guten elektronischen Qualität des Ausgangsmaterials ist die Passivierung der Siliciumoberfläche von entscheidender Bedeutung für das Erreichen hoher Wirkungsgrade bei kristallinen Silicium-Solarzellen. Optimierungsstudien haben ergeben, dass die Oberflächenpassivierung eines Siliciumwafers mit PECVD Siliciumnitrid (SiNx) ebenso gut ist wie mit einem bei hohen Temperaturen ins Silicium eingewachsenen SiO2. Trotzdem zeigen SiNx-rückseitenpassivierte Hocheffizienz-Solarzellen einen schlechteren Wirkungsgrad als SiO2-passivierte Zellen. Dieser Sachverhalt wird in dieser Arbeit anhand von Zellergebnissen und mittels Messungen der spektralen Empfindlichkeit genauer untersucht. Wir finden als wesentlichen Grund für die Wirkungsgradeinbußen die hohe positive Ladungsdichte in den SiNx-Filmen. Durch die Ladungen bildet sich unter den SiNx-Filmen an der Oberfläche des p-dotierten Siliciums eine Inversionsschicht aus (influenzierte floating junction). Die Inversionsschicht passiviert die Oberfläche zwar ausgezeichnet, da Löcher von der Oberfläche zurückgedrängt werden. Elektronen können allerdings aus der Inversionsschicht vom rückseitigen Kontakt eingesammelt werden, was zu einem shunting der floating junction führt.