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SCIE
SCOPUS
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/SiON stack layers for effective surface passivation and anti-reflection of high efficiency n-type c-Si solar cells
저자
Nguyen, Huong Thi Thanh ; Balaji, Nagarajan ; Park, Cheolmin ; Triet, Nguyen Minh ; Le, Anh Huy Tuan ; Lee, Seunghwan ; Jeon, Minhan ; Oh, Donhyun ; Dao, Vinh Ai ; Yi, Junsin
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
025005
제공처
소장기관
<P>Excellent surface passivation and anti-reflection properties of double-stack layers is a prerequisite for high efficiency of n-type c-Si solar cells. The high positive fixed charge (<I>Q</I> <SUB>f</SUB>) density of N-rich hydrogenated amorphous silicon nitride (a-SiN<SUB>x</SUB>:H) films plays a poor role in boron emitter passivation. The more the refractive index (<I> <B>n</B> </I>) of a-SiN<SUB>x</SUB>:H is decreased, the more the positive <I>Q</I> <SUB>f</SUB> of a-SiN<SUB>x</SUB>:H is increased. Hydrogenated amorphous silicon oxynitride (SiON) films possess the properties of amorphous silicon oxide (a-SiO<SUB>x</SUB>) and a-SiN<SUB>x</SUB>:H with variable <I> <B>n</B> </I> and less positive <I>Q</I> <SUB>f</SUB> compared with a-SiN<SUB>x</SUB>:H. In this study, we investigated the passivation and anti-reflection properties of Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>/SiON stacks. Initially, a SiON layer was deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition with variable <I> <B>n</B> </I> and its chemical composition was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy. Then, the SiON layer was deposited as a capping layer on a 10 nm thick Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> layer, and the electrical and optical properties were analyzed. The SiON capping layer with <I> <B>n</B> </I>?=?1.47 and a thickness of 70 nm resulted in an interface trap density of 4.74?=?10<SUP>10</SUP> cm<SUP>−2</SUP> eV<SUP>−1</SUP> and <I>Q</I> <SUB>f</SUB> of −2.59?=?10<SUP>12</SUP> cm<SUP>−2</SUP> with a substantial improvement in lifetime of 1.52 ms after industrial firing. The incorporation of an Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>/SiON stack on the front side of the n-type solar cells results in an energy conversion efficiency of 18.34% compared to the one with Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>/a-SiN<SUB>x</SUB>:H showing 17.55% efficiency. The short circuit current density and open circuit voltage increase by up to 0.83 mA cm<SUP>−2</SUP> and 12 mV, respectively, compared to the Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>/a-SiN<SUB>x</SUB>:H stack on the front side of the n-type solar cells due to the good anti-reflection and front side surface passivation.</P>
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