Passiviereigenschaften von Siliziumoxinitrid- und Aluminiumoxid-Schichtsystemen auf Siliziumoberflächen

Passivationproperties of siliconoxynitrid and aluminiumoxidstacks on Siliconsurfaces

  • In dieser Arbeit wurde die Passivierqualität und die thermische Stabilität von PECVD hergestellten Siliziumoxinitrid- und Aluminiumoxidpassivierschichten für Hocheffizienzsolarzellen untersucht. Die SiOxNy-Schichten wurden mit der PECVD Anlage AK1000 der Firma R&R hergestellt. Dabei wurden der Gasfluss Ro in einem Bereich von 0 < Ro < 24 variiert. Die AlOx-Schichtsysteme wurden in der PECVD Anlage MaiA bei R&R abgeschieden. Beide Schichtsysteme durchliefen anschließend einen Hoch- temperaturschritt. Die Charakterisierung der Proben erfolgte mithilfe der Quasi-stationären Photoleitfähigkeitsmessung (QSSPC) und dem Mikrowellen-detektierten Photoleitfähigkeitsabklingen sowohl vor dem Feuerschritt als auch danach. Zur Überprüfung der thermischen Stabilität gegenüber diesen Hochtemperaturschritten wurde die Fourier-Transform Infrarot Spektroskopie angewendet. Die Bestimmung der Passivierqualität ergab, dass beide Schichtsysteme, in Verbindung mit einer a-SiNx-Deckschicht gute Passiviereigenschaften besitzen. Am besten eignet sich hierbei eine Feuertemperatur von ~860 °C. Die AlOx-Schichtsysteme wurden außerdem einer Temperung unterzogen, um die Passivierqualität weiter zu steigern. Ebenso wurde die thermische Stabilität dieser Schichten erfolgreich nachgewiesen. Hierdurch und durch die guten Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeiten (Seff < 25cm/s auf CZ), welche für SiOxNy- Schichstysteme bzw. für AlOx-Schichtstapel (Seff < 12cm/s auf FZ) erreicht wurden, sind dieses Schichtsysteme gut geeignet für den Einsatz in Hocheffizienzsolarzellen.
  • This thesis investigates the passivation quality and the thermal stability against high temperature steps of PECVD deposited siliconoxidnitrides and aluminiumoxid passivation stacks. With respect to their use in photovoltaic applications, the SiOxNy films are deposited with the gas ratio Ro in a range of 0 > Ro > 24, in the PECVD reactor AK1000 from R&R. The AlOx films are deposited in the PECVD reactor MaiA by R&R. After the deposition the samples were fired at ~860 °C. The passivation quality was investigated with the quasi-steady-state photo conductance (QSSPC) as well as the microwave detected photo conductance decay (MWPCD). The determination of the thermal stability against high temperature steps was conducted with the Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The analysis of the passiviation quality shows, that both passivationfilms have a good passivation quality, if they are combined with a SiNx capping layer. I achieved very good surface recombination velocities for the SiOxNy (Seff < 25cm/s on CZ) as well as for the AlOx (Seff < 12cm/s on FZ) passivation stacks. Therefore layers are well suited for the use as passivation films on high efficiency solar cells.

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Metadaten
Author:Markus Burkhardt
Advisor:Ullrich Reinhold, Abdelazize Laades
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Name:Forschungsinstitut
CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik, 99099 Erfurt
Date of Publication (online):2012/09/13
Year of first Publication:2012
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Date of final exam:2012/08/20
Tag:Aluminiumoxinitrid; Siliziumoxinitrid
GND Keyword:Passivierung; PECVD-Verfahren
Page Number:37 Seiten, 17 Abb., 6 Tab., 33 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik
Release Date:2012/09/13