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Surface Lifetime Investigation for Characterization and Enhancement of passivating contacts in c-Si solar cells

Projektbeschreibung

Bessere Passivierungskontakte für kristalline Siliziumsolarzellen mit höherem Wirkungsgrad

Passivierungskontakte, bei denen eine dotierte polykristalline Siliziumschicht auf eine dünne Siliziumoxidschicht aufgebracht wurde, könnten sich dafür eignen, die Lücke zwischen dem theoretischen und dem tatsächlichen Wirkungsgrad von Solarzellen auf der Basis von kristallinem Silizium zu schließen. Allerdings beruhte ihre Entwicklung bisher auf Versuch und Irrtum, wodurch ein Verständnis der zugrunde liegenden Funktionsweise erschwert wurde. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt SLICE wird die Lebensdauerspektroskopie zum Einsatz bringen, um elektrisch aktive Defekte zu identifizieren, welche die Lebensdauer von Ladungsträgern an der Grenzfläche zwischen polykristallinen Siliziumkontakten und kristallinem Silizium beschränken. Die Charakterisierung von Grenzflächendefekten soll die Herstellung besserer Passivierungskontakte mit polykristallinem Silizium ermöglichen und letztendlich zu Solarzellen mit höherem Wirkungsgrad führen.

Ziel

In the context of high-efficiency solar cells based on crystalline silicon (c-Si), the integration of passivating contacts between the metal electrodes and the c-Si substrate has been identified as the next step to further improve the photovoltaic conversion efficiency. Passivating contacts consisting in a highly-doped poly-crystalline silicon (poly-Si) layer on top of a thin layer of silicon oxide (SiOx) offer the most promising approach to bridge the gap between device efficiencies in R&D and those in production. However, their development has mainly proceeded through “trial and error” so far, resulting in a limited understanding of their underlying working principle. More specifically, the surface passivation provided by poly-Si contacts is a combination of different mechanisms, among which the limiting one is still unclear due to: i) the interplay between these different mechanisms and ii) the challenge of characterizing thin-film stacks with features to the nanometric scale. Moreover, p-type poly-Si contacts, which are of prime interest since they could provide an alternative to the conventional contact at the rear side of mainstream p-type c-Si solar cells, have so far demonstrated lower passivation properties than their n-type counterparts, the fundamental reason for this difference remaining unclear. Within the SLICE project, a dedicated methodology based on lifetime spectroscopy scpecially adapted to the c-Si surface will be applied to identify electrically active defects limiting the lifetime of charge carriers at the interface between poly-Si contacts and the c-Si. The investigation of different passivating thin-film stacks of iterative complexity will enable to relate their properties to their fabrication process. The insights gained from this original characterization of interfacial defects will support the fabrication of better passivating poly-Si contacts and ultimately solar cells with higher efficiency.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Koordinator

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Netto-EU-Beitrag
€ 191 149,44
Adresse
BATIMENT CE 3316 STATION 1
1015 Lausanne
Schweiz

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Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Vaud
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 191 149,44