Verbesserung des Elektronenkontakts in SHJ-Solarzellen durch katalytische Phosphordotierung
Ein intrinsischer hydrierter amorpher Siliziumfilm (a-Si:H(i)) und ein dotierter Siliziumfilm werden normalerweise in den Heteroübergangskontakten von Silizium-Heteroübergangs-Solarzellen (SHJ) kombiniert. In dieser Arbeit wird auf der elektronenselektiven Seite von SHJ-Solarzellen ein Nachdotierungsprozess, die so genannte katalytische Dotierung (Cat-Doping) von a-Si:H(i), durchgeführt, der eine Bauelementarchitektur ermöglicht, bei der die zusätzliche Abscheidung der dotierten Siliziumschicht entfällt. Eine einzige Phosphor-Cat-dotierte Schicht vereint somit die Funktionen von zwei anderen Schichten, indem sie eine hervorragende Grenzflächenpassivierung und eine hohe Ladungsträgerselektivität ermöglicht. Die insgesamt dünnere Schicht auf der Fensterseite führt zu einer höheren spektralen Empfindlichkeit bei kurzen Wellenlängen, was zu einer verbesserten Kurzschlussstromdichte von 40,31 mA cm-2 und einem Wirkungsgrad von 23,65 % führt (zertifiziert). Die Zelleffizienz wird derzeit durch Sputterschäden bei der anschließenden Herstellung des transparenten leitfähigen Oxids und eine geringe Ladungsträgeraktivierung im a-Si:H(i) mit Cat-Doping begrenzt. Numerische Simulationen zeigen, dass das a-Si:H(i) mit Cat-Doping aufgrund der geringeren Defektdichte auch bei niedrigeren aktiven Ladungsträgerkonzentrationen eine ausreichende Feldeffektpassivierung im Vergleich zur dotierten Schicht im Ausgangszustand bieten kann.
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