Fabrication and Characterization of Polycrystalline Silicon Solar Cells
Translated title
Fabrikation og Karakterisering af Polykrystallinske Silicium Solceller
Authors
Bech Skovgaard, Kenneth ; Thomsen, Kim
Term
4. term
Education
Publication year
2011
Submitted on
2011-06-23
Pages
118
Abstract
Dette speciale undersøger, hvordan man kan fremstille grundlæggende polykrystallinske siliciumsolceller med rektificerende diodeadfærd og forbedrede egenskaber. Arbejdet er struktureret i tre dele: en indledende teori om halvlederfysik, dopantdifussion, optisk absorption og tabsmekanismer; praktisk fremstilling med fosfordotering via spin-on og skærmtryk på polykrystallinske substrater, kombineret med RIE-ætsning af kanter for at begrænse lækstrømme; samt karakterisering baseret på I-V-målinger, diodekarakterisering og plademodstandsbestemmelse. Der undersøges også procesparametre som drive-in-atmosfære, pastatykkelse og kontaktannealing. Flere af de fremstillede celler udviser tydelig rektificerende adfærd. Den bedste ydelse opnås for spin-on-dotering med en effektivitet på 5,1%, en åben kredsløbsspænding på 0,56 V og en kortslutningsstrøm på 46,6 mA, mens skærmtrykt fosforpasta giver en maksimal effektivitet på 4,05%. Resultaterne demonstrerer funktionelle polykrystallinske solceller fremstillet med relativt enkle processer og identificerer procestrin, der påvirker ydeevnen.
This thesis investigates how to fabricate basic polycrystalline silicon solar cells with rectifying diode behavior and improved characteristics. The work is organized in three parts: introductory theory on semiconductor physics, dopant diffusion, optical absorption, and loss mechanisms; practical fabrication using phosphorus doping via spin-on and screen printing on polycrystalline substrates, combined with edge isolation by RIE etching to reduce leakage; and characterization based on I-V measurements, diode testing, and sheet resistance. Process parameters such as drive-in atmosphere, paste thickness, and contact annealing are also examined. Several fabricated cells exhibited clear rectifying behavior. The best performance was achieved with spin-on doping, reaching an efficiency of 5.1%, an open-circuit voltage of 0.56 V, and a short-circuit current of 46.6 mA, while phosphorus screen printing yielded a maximum efficiency of 4.05%. The results demonstrate functional polycrystalline cells made with relatively simple processes and highlight processing steps that influence performance.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Keywords
Documents