太陽電池用シリコンにおける点欠陥およびその複合体を介した再結合

電子グレードのチョクラルスキー法およびフロートゾーン法シリコンは、成長状態において再結合生成中心の濃度が非常に低くなっています（通常<10¹⁰ cm⁻³）。その結果、このような材料を使用する集積回路技術では、電気的に活性な不純物や構造欠陥が検出されることは稀です。安価な太陽電池セルの追求により、太陽電池用途では純度の低いシリコン、多結晶材料、および低コストプロセスが使用されるようになりました。このような方法で作製されたセルには、重要な外因性再結合メカニズムが存在します。本論文では、単結晶および多結晶太陽電池用シリコンにおける欠陥と不純物を介した再結合についてレビューします。本研究の主な手法は、マイクロ波検出光導電減衰法を用いた再結合ライフタイムマッピング測定と、深準位過渡分光法（DLTS）の変法です。特に、ラプラスDLTSを用いて、孤立した点欠陥、小さな析出物複合体、およびデコレートされた拡張欠陥を区別します。太陽電池用シリコンにおけるいくつかの一般的な金属汚染物のキャリアライフタイムおよびセル効率への影響に関する挙動を比較します。最後に、遷移金属汚染物、粒界および転位に関する水素パッシベーションの役割を考察します。点欠陥を介した再結合は重要である可能性がありますが、ほとんどの多結晶材料では支配的な再結合経路は粒内のデコレートされた転位クラスターを介したものであり、粒界からの全体的な再結合への寄与はわずかであると結論付けます。