Этот метод может сказать, ответить на ключевые вопросы в стратифицированных кремния комплексного изготовления солнечных батарей о том, как поддерживать высокий срок службы кремния навалом во время роста. Основными преимуществами этого процесса являются то, что мы можем достичь длительного срока службы кремния навалом, даже после неоднородного роста галлия фосфида перевозчика селективного контакта на кремнии. Это позволяет нам получить доступ к полосе пробелы других III-V полупроводников.
Это форма мультиъюнкционной солнечной батареи с кремниевой нижней клеткой. Для начала подготовьте раствор пираньи в полиэтиленовой кислотной нагревательной ванне высокой плотности, нагревая ее до 110 градусов по Цельсию, и ждите стабилизации температуры. В другой кислотной ванне приготовьте разбавленную соляную кислоту и раствор перекиси водорода для удаления ионной загрязнения, нагревая ее до 74 градусов по Цельсию и ожидая стабилизации температуры.
Поместите четыре дюйма диаметром поплавок зоны конца типа двойной стороны полированной кремниевой пластины в чистой полипропилена четыре дюйма пластины кассеты. Замочите в растворе пираньи в течение 10 минут. Затем промыть в течение 10 минут с деионизированной водой, и положить их в чистую кассету.
Замочите в растворе ионной очистки в течение 10 минут, а затем промойте их деионизированной водой в течение 10 минут. Затем замочите в буферном растворе оксида etch от 10 до одного фтора аммония к гидрофторной кислоте в течение трех минут при комнатной температуре, и промойте их деионизированной водой в течение 10 минут. Высушите чистые под потоком сухого азотного газа.
Затем поместите чистую пластину в кварцевую лодку и загрузите ее в кварцевую трубчатую печь, нагретую до 800 градусов по Цельсию атмосферой протекающего азотного газа. Обмойт печь до 820 градусов по Цельсию в течение 20 минут. Затем переключитесь на газ-носитель на азот, пузырьковатый через фосфорный оксихлорид при 1000 SCCM.
Через 15 минут остановите поток газа перевозчика и обмойте печь до 800 градусов по Цельсию. Снимите с печи и дайте ей остыть. Затем замочите его в свежем буферном растворе оксида в течение 10 минут, чтобы удалить фосфор силикатное стекло.
Промыть пластину в деионизированной воде в течение 10 минут и высушить ее азотным газом. Незадолго до осаждения нитрида кремния, замочите пластину в буферном растворе оксида etch в течение одной минуты, чтобы удалить местные оксиды. Промыть его в деионизированной воде в течение 10 минут, и высушить его сухим азотным газом.
Поместите пластину на чистый монокристаллический кремниевый носитель и загрузите его в прибор PECVD, оснащенный источниками силана и аммиака. Установите давление камеры до 3,5 торр и депозит 150 нанометров кремния нитрида на 3,9 нанометров в секунду, с 300 Вт энергии РФ. Затем загрузите пластину в инструмент MBE, оснащенный галлием, фосфором и клетками выпота кремния.
Выходит пластина во вступительной камере при 180 градусах по Цельсию в течение трех часов. Затем перенесите пластину в буферную камеру и выготмив ее при 240 градусах по Цельсию в течение двух часов. Загрузите пластину в камеру роста и выпекайте ее при температуре 850 градусов по Цельсию в течение 10 минут.
После этого охладим пластину до 580 градусов по Цельсию и подготовим выпотные клетки для генерации соответствующих потоков. Откройте галлий, фосфор и кремний содрогается, и расти 25 нанометров галлия фосфида с прерванным методом роста, а затем 121 секунд непрерывного роста. После этого охладите образец до 200 градусов по Цельсию и выгрузите его из прибора.
Затем накройте поверхность галлия фосфид кислотоустойчивой противообледенительной лентой. Замочите примерно в 300 миллилитров 49%гидрофторной кислоты в течение пяти минут, чтобы удалить слой нитрида кремния. Снимите ленту, промойте деионизированной водой в течение 10 минут и высушите ее под потоком азотного газа.
Затем накройте поверхность галлия фосфид свежей лентой для обледенения. В пластиковом стакане приготовьте 500 миллилитров смеси гидрофторной кислоты, азотной кислоты и уксусной кислоты. Аккуратно поместите пластину в раствор HNA и дайте ему впитаться при комнатной температуре в течение трех минут.
Снимите ленту, промойте пластину деионизированной водой и высушите ее азотом. Используйте бриллиантовую ручку, чтобы нарезать подготовленную пластину на четыре четверти. Поместите кусочки в корзину, тщательно очистите их в баке с деионизированной водой и высушите азотным газом.
Затем замочите кусочки в буферном растворе оксида в течение 30 секунд, и промыть и высушить их деионизированной водой и азотным газом. Далее, депозит 50 нанометров аморфного кремния на одном образце, и проверить срок службы кремния. Затем, депозит девять нанометров внутренней аморфного кремния, и 16 нанометров р-типа аморфного кремния, с допантом бора, на голой силиконовой стороне второго образца.
На третьем образце используйте тепловое испарение для отложения девяти нанометров оксида молибдена на голой силиконовой стороне со скоростью 0,5 ангстрема в секунду, при комнатной температуре, из источника триоксида молибдена. Далее поместите аморфный кремний и образцы оксида молибдена в прибор для распыления RF, с стороной галлия фосфида лицом вверх. Депозит 75 нанометров оксида индия 10, с скоростью потока кислорода 2,2 SCCM.
Затем выгрузите образцы и переверните их. Поместите маску тени мезы на каждый образец. Загрузите их обратно в прибор и ввемите еще 75 нанометров ITO.
Разгрузите образцы, обменяте маску на маску тени пальца и ввемите 200 нанометров серебра на Месу ITO на один киловатт и восемь торр. Переверните образцы и депонировать еще 200 нанометров серебра на стороне фосфида ИТО галлия, как задний контакт. Наконец, anneal образцы в печи при 220 градусов по Цельсию и атмосферного давления.
Микроскопия атомной силы показала, что слой фосфида галлия имеет корневую средней квадратной шероховатости около 0,52 нанометров, что свидетельствует о высоком качестве кристалла с низкой плотностью вывиха резьбы. Pendellosung бахромой наблюдается из двойного кристалла омега-2 theta качания кривой на кремния и галлия фосфида 004 отражения были совместимы с гладкими интерфейсами. Взаимная космическая карта из 224 пятен дефракции показывает когерентный галлийный фосфид и кремниевые пики, что указывает на то, что фосфид галлия полностью процежен до кремниевого субстрата с хорошим кристаллическим качеством.
Формирование N плюс слой фосфора диффузии перед добавлением галлия фосфида слой поддерживается кремния навалом жизни до миллисекундных уровней. Срок службы галлиевого фосфида кремния составил около 100 микросекунд. Устройства были построены с использованием либо слоя аморфного кремния, либо слоя оксида молибдена.
Внутренняя квантовая эффективность устройства оксида молибдена оставалась высокой на более низких длинах волн, чем аморфное кремниевое устройство, но она также имела более высокую отражательное отражение на более низких длинах волн. Перспективные солнечные батареи производительность наблюдалась для обоих устройств. Аморфные кремниевые и молибденовые оксидные устройства имели сопоставимую эффективность, напряжение открытой цепи и факторы заполнения.
В целом, слой оксида молибдена выполняется лучше в целом селективный контакт, чем аморфный слой кремния сделал. При попытке этой процедуры, не забудьте сохранить вторую пластину как можно более чистым перед загрузкой в камеру MBE, особенно при депонировании кремния нитрид.
