ダイオードレーザ加工結晶シリコン薄膜太陽電池

VARLAMOV S.; EGGLESTON B.; EGGLESTON B.; DORE J.; DORE J.; EVANS R.; ONG D.; KUNZ O.; HUANG J.; SCHUBERT U.; KIM H.; KIM H.; EGAN R.; GREEN M.

文献

J-GLOBAL ID：201302291610899667 整理番号：13A1560753

ダイオードレーザ加工結晶シリコン薄膜太陽電池

Diode laser processed crystalline silicon thin-film solar cells

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資料名：
巻： 8608/8609 ページ： 86080Q.1-86080Q.9 発行年： 2013年
JST資料番号： D0943A ISSN： 0277-786X CODEN： PSISDG 資料種別：会議録 (C)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

ラインフォーカスダイオードレーザを用いて,ガラス上の多結晶Si薄膜太陽電池技術を改善する。三つの新しいプロセスを開発した:1)欠陥アニーリング/ドーパント活性化;2)ドーパント拡散;3)薄膜の液相結晶化である。前者の二つのプロセスは,基板が経験する最高温度が減少する間,予め結晶化された膜から太陽電池デバイスを作製するか,その性能を向上させるかのいずれかに適用される。最後の工程は,高効率の可能性がある薄膜太陽電池のための高品質結晶及び電子材料を得るために,アモルファスシリコン膜に適用される。15-24kW/cm²のレーザー出力と2~6ミリ秒の照射時間でラインフォーカス808nmダイオードレーザービームを走査することによって,数ミクロン厚さのポリSi膜中の欠陥アニーリング/ドーパント活性化及びドーパント拡散を達成する。処理中の膜内温度プロファイルは,レーザ出力と照射時間とは無関係で,ビーム形状によって決定される。ガラスが経験する最高温度が300°C低いのに,レーザー処理後における約500mVの太陽電池開回路電圧は,標準急速熱処理後のものと同等かあるいは高い。約20kW/cm²の電力と及び10-15ミリ秒の照射時間のラインレーザビーム単一スキャンによって,アモルファスシリコン膜を溶融し,その後,液相結晶化することができる。レーザー結晶化材料で作られた太陽電池は,557mVの開回路電圧と8.4%の効率を達成する。このような電池の電子的品質は,13%を超える効率のものと一致しており,現在の効率は,研究レベルの簡略電池金属化によって制限されている。従って,デバイス作製が最適化すれば,同等の効率が得られることが期待される。

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太陽電池

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