Effect of SiNx/SiO2 Passivation Layers on Diffused Front Surface Field in n-type Silicon Wafers

Abstract

У роботі представлені результати досліджень властивостей пасивації пакету плівок нітриду кремнію (SiNx) поверх діоксиду кремнію (SiO2) на кремнієвих пластинах n-типу з метою вивчення його впливу на поле передньої поверхні (FSF) у сонячних елементах PERT. Кремнієві пластини пройшли ідентичний процес термічного окислення протягом 30 хвилин при 850 °C (10 нм) в печі для окислення. Матеріали SiNx були нанесені за допомогою плазмово-посиленого хімічного осадження з парової фази (PECVD) на кремнієву підкладку n-типу, нітрид кремнію, де регулювали співвідношення газу-попередника (R = NH3/SiN4), потім використовували швидку термічну обробку (RTP) спільного спалювання при температурі 750 °C протягом 60 с. Де дифузії фосфору проводяться з використанням POCl3 як джерела допанту при температурі 820 °C протягом 15 хвилин у трубчастій печі. Показник відбиття показує, що подвійні шари плівок SiN/SiO2 у сонячних елементах забезпечують ефект антивідблиску, а хороша пасивація випромінювачів призводить до поліпшених електричних характеристик. Це було підтверджено за допомогою квазістаціонарної фотопровідності (QSSPC) Sinton WCT 120 із використанням n+/n/n+ симетричних зразків тривалості життя. Шари SiNx, нанесені на SiO2, демонструють ефективні характеристики пасивації об’єму та поверхні.

In this research, the passivation properties of a stack of silicon nitride (SiNx) films over silicon dioxide (SiO2) on n-type Si wafers to study its effect on the Front Surface Field (FSF) in PERT solar cells were investigated. The silicon wafers underwent an identical thermal oxidation process for 30 min at 850 °C (10 nm) in an oxidation oven. SiNx materials have been deposited by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) on an n-type Silicon substrate, silicon nitride, where precursor gas ratios (R = NH3/SiN4) are adjusted, then Rapid thermal processing (RTP) co-firing at a temperature of 750 °C for 60 s was used. Where the phosphorus diffusions are done using POCl3 as a dopant source at a temperature of 820 °C for 15 min in a tube furnace. The reflecting index shows that the double layers of SiN/SiO2 films in the solar cells allow the antireflection effects, and the good passivation of the emitters has led to better electrical performance, which was confirmed using the Sinton WCT 120 quasi-steady state photo-conductance (QSSPC) using n+/n/n+ symmetrical lifetime samples. The SiNx layers that are deposited on SiO2 exhibit superior bulk and surface passivation characteristics.