Influencia de la difusión de aluminio y fósforo sobre la vida media de portadores minoritarios en obleas de silicio cristalino

Abstract

Los procesos de difusión de dopantes utilizados en la elaboración de dispositivos fotovoltaicos de Si cristalino pueden promover mecanismos de atrapamiento de impurezas. Entre las técnicas habituales se destacan la difusión de P, como dopante tipo <i>n</i>, a partir de fuente líquida de POCl<SUB>3</SUB>, y de Al como dopante tipo <i>p</i>. A fin de estudiar la captura de impurezas asociada a estas técnicas, se realizaron difusiones simultáneas de P y Al, y de P solamente, para obtener estructuras <i>n<SUP>+</SUP>pp<SUP>+</SUP></i> y <i>n<SUP>+</SUP>p</i>, respectivamente. Empleando una variante del método de decaimiento de la tensión a circuito abierto (OCVD), se midió la vida media efectiva de los portadores minoritarios en diferentes etapas del proceso para evaluar el mecanismo de atrapamiento y sus consecuencias sobre las características eléctricas de las celdas solares. Se presentan asimismo simulaciones teóricas relacionadas con la influencia de la recombinación superficial en la cara posterior sobre la vida media efectiva.

The diffusion processes used for the fabrication of photovoltaic devices can promote gettering mechanisms. The diffusion of P from a POCl<SUB>3</SUB> liquid source, as <i>n</i>-type dopant, and of Al from an evaporated layer, as <i>p</i>-type dopant, should be mentioned within the most usual techniques. In order to evaluate the gettering effect associated with these techniques, simultaneous diffusion of P and Al and single diffusion of P were performed to obtain <i>n<SUP>+</SUP>pp<SUP>+</SUP></i> and <i>n<SUP>+</SUP>p</i> structures, respectively. The effective minority carriers lifetime of the crystalline silicon wafers was measured in different steps of the processes, by means of a modified open circuit voltage decay (OCVD) method. These results are used to evaluate the gettering mechanism and its consequences on the electrical characterisitcs of the cells. Some theoretical simulations regarding the influence of the rear surface recombination velocity on the effective lifetime are also presented.