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과학 Horiba에서 장비를 사용하는 분광 Ellipsometry의 광전지 장치의 특성 - 박막

커버되는 토픽

배경
광전지 - 어떻게 작동합니까?
물자와 효율성
광전지 장치 특성
분류된 미정질 실리콘 층
ZnO 동질이 아닌 층
SiNx 층의 간격 지도로 나타내기
결론

배경

광전지, 또는 태양 전지는 햇빛의 면전에서 쓸모 있는 전기 에너지 생성 가능한 크 지역 p-n 접합 다이오우드로 이루어져 있는 반도체 소자입니다. 이 변환은 광기전 효과이라고 칭합니다. 태양 전지에는 많은 응용이 있고, 격자에서 전력이 오지 전원 시스템에서와 같은 이용할 수 없는 상황에 특히 적절합니다 흙을 덮습니다 선회 인공위성, 소형 계산기, 먼 무선 전화, 근해 양수 응용, 등등을.

연구의 다량은 태양 전지를 더 싼과 능률에게 하기에 그밖 에너지원과 더 효과적이게 경쟁해서 좋다 그래야, 집중됩니다. 이 최적화의 다량은 세포를 제조하기 위하여 이용된 박막을 위해 필름 간격의 정확한 특성 및 흡수 효율성을 요구합니다.

분광 ellipsometry 박막 간격과 광학적인 불변의 것을 단순히 그리고 정확하게 결정하기 위하여 이용된 광학적인 측정 기술 입니다. 이 약품은 광전지 장치를 성격을 나타내는 기술의 기능을 설명합니다. 일반적으로 공부된 물자는 다음을 포함합니다: 무조직 실리콘, 많은 실리콘, ZnO, ITO, SnO2, TiO2, SiNx, MgO, etc.….

광전지 - 어떻게 작동합니까?

광기전 효과는 전하 운반체의 발생으로 이끌어 내는 그것의 에너지띠 간격의 위 반도체에 있는 광양자의 흡수에서 시작합니다 (전자와 구멍). 이 전하 운반체는 반도체 내의 p-n 또는 핀 접속점, 또는 반도체와 다른 물자 사이 이질 접합에 의하여 내부 전기장으로 그 때 만들었습니다 분리됩니다.

 

광전지의 숫자 1. 도표.

마지막으로 전하 운반체는 전극에 의해 집합되고 외부 회로에 있는 현재를 생성하기 위하여 사용될 수 있습니다. 세포의 정면 전극은 광양자의 높은 전송을 허용하기 위하여 디자인되어야 합니다. 이것은 금속의 정밀한 격자, 또는 인듐 주석 산화물 주석 산화물 (SnO2) 또는 아연 산화물과 같은 (TCO) 투명한 전도성 (ITO) 산화물을 사용해서 달성될 수 있습니다 (ZnO). 태양 전지로 결합된 빛 양을 증가하기 위하여 이용된 반사 방지 코팅은 세포의 앞쪽에, 전형적으로 예금됩니다. 그것은 플라스마에 의하여 강화된 화학 수증기 공술서를 사용하여 층에서 전형적으로 수백 나노미터 두껍게 적용됩니다 (PECVD).

 

숫자 2. 박막 Si의 개요 단면: H 광전지.

물자와 효율성

각종 물자는 태양 전지를 위해 조사되었습니다. 대규모 상업적인 태양 전지 공장은 경계진에 의하여 인쇄된 다결정 실리콘 태양 전지를 제조합니다. 단 하나 크리스탈 웨이퍼는 우수한 고능률 태양 전지로 할 수 있습니다, 그러나 일반적으로 대규모 대량 생산을 위해 너무 비싼 것 여겨집니다. 무조직 실리콘 전지에는 약 8%의 낮은 변환 효율성이 있습니다. 중합체 또는 유기 태양 전지는 유기 반도체의 얇은 층 (전형적으로 100 nm)에서 매우 건설됩니다. 그(것)들은 제조하게 실리콘 보다는 잠재적으로 더 쌉니다, 그러나 현재까지 달성된 효율성은 낮 세포는 바람쐬기 위하여 매우 민감합니다 상용 응용을 어려운 시키는 습기.

광전지 장치 특성

일반적으로 분광 ellipsometers이 특징인 견본의 3개의 보기는 아래에 제출됩니다. 분석은 DeltaPsi2 소프트웨어에 의해 통제된 HORIBA Jobin Yvon UVISEL 분광 단계에 의하여 조절된 ellipsometer를 사용하여 능력을 발휘했습니다. Ellipsometric 데이터는 0.6에서 6.5 eV에 확장되는 괴기한 범위를 통해 70°의 부각의, 비스듬히 취득되었습니다 (190 - 2100 nm).

분류된 미정질 실리콘 층

미정질 실리콘 층은 동질이 아닌 충분히입니다. 모형은 층 및 또다른 하나의 바닥에 1개 가치를 지정하기 위하여 층 상단에 사용된 분류한 층 (일차 함수)를 포함합니다. 미정질 실리콘의 광학적인 불변의 것은 분산 공식을 사용하여 나타났습니다.

 

숫자 3. 미정질 실리콘의 광학적인 불변의 것.

장악된 결과는 모형 (선)와 실험적인 데이터 (점) 괴기한 범위 사이 우수한 계약을, 와 더불어 대체로 보여줍니까? 2 =0.81 (결과 질 매개변수).

 

숫자 4. 실험 적이고 및 생성된 데이터.

ZnO 동질이 아닌 층

견본은 c Si에 예금된 ZnO 층으로 이루어져 있습니다. ZnO 층의 충분히 이질성을 나타내기 위하여는, 3 레이어 모델은 이용되었습니다. 견본은 상단에 작은 소밀을 전시하고, ZnO의 조밀도는 c Si 공용영역에서 상단 (제 2 층)에 (제 층) 증가합니다. 그것은 제 R.i. 까지 제 2 층의 증가를 제공합니다.

 

숫자 5. ZnO의 광학적인 불변의 것

SiNx 층의 간격 지도로 나타내기

자동화한 XY 견본 단계 및 지도로 나타내는 조리법을 사용해서 그것은 견본에 다른 위치에 분석을 자동화해 쉽습니다. 간격과 광학적인 불변의 것은 둘 다 각 점에 결의가 굳었습니다. 지도로 나타내는 것은 견본의 표면에 600 그리고 750 Å 사이 SiNx 간격의 변이를 보여줍니다.

 

숫자 6. SINx 층의 간격 지도

결론

분광 ellipsometry 광전지 응용을 위한 필름 간격 그리고 광학적인 불변의 것을 성격을 나타내는 이상적인 기술 입니다. 분광 ellipsometers는 또한 거친 overlayer 및 분류한 광학적인 불변의 것의 존재에 과민합니다. 기술은 단단, 작전해 쉽기 위하여 이점을 및 견본의 특성을 위해 비파괴 제공합니다.

근원: Horiba 과학적인 박막 부

이 근원에 추가 정보를 위해 Horiba 과학적인 박막 부를 방문하십시오

Date Added: May 20, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 18:04

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