UV-Ozone Oxide for Surface Clean, Passivation, and Tunneling Contact Applications of Silicon Solar Cells

钝化 臭氧 氧化物 材料科学 分析化学(期刊) 纳米技术 图层(电子) 化学 光电子学 有机化学 冶金
作者
Munan Gao,Vibhor Kumar,Winston V. Schoenfeld,Ngwe Zin
出处
期刊:IEEE Journal of Photovoltaics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:13 (3): 385-390 被引量:7
标识
DOI:10.1109/jphotov.2023.3244370
摘要

We demonstrate the versatile use of UV-ozone oxide (UVo) in surface cleaning, surface passivation, diffused junction passivation, and current tunneling applications of crystalline silicon (c-Si) solar cells. A UV-ozone generated oxide is used as a surface clean for random textured c-Si samples and the effectiveness of surface clean is determined by capping with a thin layer of aluminum oxide (AlO x ). Our developed UVo clean has resulted in a cleaning efficiency almost comparable to that of the benchmarked RCA clean, yielding a saturation current density of 12 fA/cm 2 . When planar and textured c-Si samples are capped by a stack of UVo and AlO x , a UV-ozone growth time of no more than 3 min is found to provide an optimum surface passivation. When tested on phosphorus and boron diffused junctions (with sheet resistance, R sh of 110–120 $\Omega\!/\!{\scriptstyle\square} $ ), the UVo and AlO x stack resulted in a J 0 of 11 fA/cm 2 or lower. The high-resolution transmission electron microscope imaging revealed that UVo structure is stable upon annealing for passivation activation. Last, when applied as a tunneling contact, the UVo realizes a contact resistivity ( ρc ) of ∼1 mΩ-cm 2 and ∼20 mΩ-cm 2 for boron and phosphorus doped metal-insulator-semiconductor contact structures, respectively, with moderately doped diffusions.
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