Lys og økt temperaturforårsaket degenering i p-type multikrystallinske PERC wafere dopet med bor eller gallium, studert ved hyperspektral avbildning

Abstract

Lys og økt temperaturforårsaket degenerering (LeTID) er en prosess som kan forårsake ugunstige effekttap i solceller. LeTID har vist seg å være et betydelig problem i bordopet PERC-solceller. Grunnet dette har gallium blitt introdusert som en kandidat for p-doping av silisium. Denne studien sammenlikner LeTID effekten i wafere dopet med bor og gallium ved hjelp av hyperspektral avbilding. Dette blir gjort ved bruk av kommersielt tilgjengelige p-type høyytelses multikrystallinske silisium wafere. Prøvene var pre-prosessert med en PDGH behandling. Det ble gjennomført to nesten identiske forsøk. Før forsøkene ble prøvene bestrålt med et 1,5 AM spektrum med styrke på 0,16 soler i romtemperatur, for å aktivere bor-oksygen lysforårsaket degenerering (BO-LID). I forsøkene ble prøvene bestrålt med et 1,5 AM spektrum med styrke på 1 sol og 130 °C for å se LeTID. Underveis ble det tatt hyperspektrale bilder ved 90 K i det første forsøket, og ved 90 K og ved romtemperatur i det andre forsøket. Det ble funnet lysforårsaket degenering (LID) og LeTID i prøven dopet med bor og i prøven dopet med gallium. Hypotesen var at det ikke skulle være LID i den gallimdopede prøven, da denne degenereringen skal fra teorien være knyttet til en reaksjon mellom bor og oksygen. Resultatene viste også at den galliumdopede prøven degenererte i mindre grad, og tregere enn den bordopede prøven under LeTID. Det kan ikke konkluderes med at det er samme mekanisme som forårsaker degenereringen for de ulikt dopede waferene. Siden det også var LeTID i den galliumdopede prøven støtter dette opp om at det er noe uavhengig av dopematerialet som forårsaker degenereringen, som bulkhydrogen eller forurensinger. Det ble ikke funnet noen DRL signaler som aktiveres eller forsvinner som et resultat av LeTID i den gallium- eller den bordopede prøven. Det er heller ingen økning i DRL signalene som kan forklare LeTID. DRL signalene ble derimot funnet å ha en utvikling av intensitet i løpet av forsøket. For D07, D1 og D2 signalene var utviklingen lik for de to prøvene, mens for D3 og VID3 signalene var utviklingen ulik. Det ble til slutt sett at fordelingen av signal var ulik for prøvene, i den galliumdopede prøven fordelte signalene seg i dislokasjonsklustere, mens i den bordopede prøven var signalene fordelt i korngrensene.

Light and Elevated Temperature Induced Degradation (LeTID) is a process which can cause unfavorable efficiency losses. LeTID has shown to be a significant problem in boron-doped passivated emitter and rear cell (PERC) wafers. Because of this, gallium has been introduced as an option for p-doping of silicon. This study compares the effect of LeTID in wafers doped with boron and gallium with the help hyperspectral imaging. This is done by employing available commercial p-type high performance multicrystalline silicone wafers.The samples were pre-processed with a PDGH treatment. Two almost identical experiments were carried out. Prior to the experiments, the samples were irradiated with a 1.5 AM spectrum with an intensity of 0,16 suns in room temperature, to activate bor-oxygen light induced degredation (BO-LID). In the experiment, the samples were irradiated with a 1,5 AM spectrum with an intensity of 1 sun and 130 °C. During the process, hyperspectral images were taken at 90 K for the first experiment, and at 90 K as well as room temperature for the second experiment.