Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2015

01.09.2015

Surface texturing studies of bilayer transparent conductive oxide (TCO) structures as front electrode for thin-film silicon solar cells

verfasst von: Xia Yan, Weimin Li, Armin G. Aberle, Selvaraj Venkataraj

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 9/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Surface textured transparent conductive oxide (TCO) thin films are widely used as the front electrode for thin-film silicon solar cells, as they can simultaneously provide good electrical conductance and optical management which improves the photon absorption via light scattering. In this paper, we report on bilayer TCO structures with enhanced electrical performance and good scattering properties. The bilayer TCO, made up of a highly conductive tin-doped indium oxide (ITO) layer and an etchable aluminium-doped (AZO) or intrinsic zinc oxide layer, are deposited onto soda-lime glass sheets via magnetron sputtering. The surface morphology of the ZnO films is subsequently modified using hydrochloric acid (HCl) etching. As for the bilayer TCO structure, the ITO mainly functions as the electrical layer and the surface textured ZnO acts as the optical layer for light scattering. Compared to single-layer AZO films, bilayer TCO films show different structural properties, which leads to disparate etching processes and thus different texturing properties.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat J. Müller, B. Rech, J. Springer, M. Vanecek, Sol. Energy 77, 917–930 (2004)CrossRef J. Müller, B. Rech, J. Springer, M. Vanecek, Sol. Energy 77, 917–930 (2004)CrossRef
2.
3.
Zurück zum Zitat J. Hüpkes, S.E. Pust, W. Böttler, A. Gordijn, N. Wyrsch, D. Güttler, A.N. Tiwari, L. Gordon, Y. Qiu, in Proceedings of 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2009, pp. 2766–2769 J. Hüpkes, S.E. Pust, W. Böttler, A. Gordijn, N. Wyrsch, D. Güttler, A.N. Tiwari, L. Gordon, Y. Qiu, in Proceedings of 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2009, pp. 2766–2769
4.
Zurück zum Zitat L. Castañeda, Mater. Sci. Appl. 2, 1233–1242 (2011) L. Castañeda, Mater. Sci. Appl. 2, 1233–1242 (2011)
7.
Zurück zum Zitat J. Müller, G. Schöpe, O. Kluth, B. Rech, M. Ruske, J. Trube, B. Szyszka, X. Jiang, G. Bräuer, Thin Solid Films 392, 327–333 (2001)CrossRef J. Müller, G. Schöpe, O. Kluth, B. Rech, M. Ruske, J. Trube, B. Szyszka, X. Jiang, G. Bräuer, Thin Solid Films 392, 327–333 (2001)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat E. Bunte, H. Zhu, J. Hüpkes, J. Owen, EPJ Photovolt. 2, 20602 (2011)CrossRef E. Bunte, H. Zhu, J. Hüpkes, J. Owen, EPJ Photovolt. 2, 20602 (2011)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat S. Sutthana, N. Hongsith, S. Choopun, Curr. Appl. Phys. 10, 813–816 (2010)CrossRef S. Sutthana, N. Hongsith, S. Choopun, Curr. Appl. Phys. 10, 813–816 (2010)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat M. Theuring, M. Vehse, K. von Maydell, C. Agert, Thin Solid Films 558, 294–297 (2014)CrossRef M. Theuring, M. Vehse, K. von Maydell, C. Agert, Thin Solid Films 558, 294–297 (2014)CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat H.-K. Park, J.-W. Kang, S.-I. Na, D.-Y. Kim, H.-K. Kim, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 93, 1994–2002 (2009)CrossRef H.-K. Park, J.-W. Kang, S.-I. Na, D.-Y. Kim, H.-K. Kim, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 93, 1994–2002 (2009)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat I. Crupi, S. Boscarino, V. Strano, S. Mirabella, F. Simone, A. Terrasi, Thin Solid Films 520, 4432–4435 (2012)CrossRef I. Crupi, S. Boscarino, V. Strano, S. Mirabella, F. Simone, A. Terrasi, Thin Solid Films 520, 4432–4435 (2012)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat S. Kasashima, R. Uzawa, I.A. Yunaz, Y. Kakihara, S. Miyajima, A. Yamada, M. Konagai, in Proceedings of 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2010, pp. 001527–001530 S. Kasashima, R. Uzawa, I.A. Yunaz, Y. Kakihara, S. Miyajima, A. Yamada, M. Konagai, in Proceedings of 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2010, pp. 001527–001530
15.
Zurück zum Zitat M. Huang, Z. Hameiri, H. Gong, W.-C. Wong, A.G. Aberle, T. Mueller, Phys. Status Solidi Rapid Res. Lett. 8, 399–403 (2014)CrossRef M. Huang, Z. Hameiri, H. Gong, W.-C. Wong, A.G. Aberle, T. Mueller, Phys. Status Solidi Rapid Res. Lett. 8, 399–403 (2014)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat B.G. Lee, L. Yu-Ting, S. Meng-Ju, E. Mazur, H.M. Branz, in Proceedings of 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2012, pp. 001606–001608 B.G. Lee, L. Yu-Ting, S. Meng-Ju, E. Mazur, H.M. Branz, in Proceedings of 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2012, pp. 001606–001608
17.
Zurück zum Zitat Q. Jiang, J. Lu, Y. Yuan, H. Cai, J. Zhang, N. Deng, Z. Ye, Mater. Lett. 123, 14–18 (2014)CrossRef Q. Jiang, J. Lu, Y. Yuan, H. Cai, J. Zhang, N. Deng, Z. Ye, Mater. Lett. 123, 14–18 (2014)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat J.J. Kim, J.H. Park, J. Yoo, Y.S. Cho, J.-S. Cho, Solid State Sci. 31, 75–80 (2014)CrossRef J.J. Kim, J.H. Park, J. Yoo, Y.S. Cho, J.-S. Cho, Solid State Sci. 31, 75–80 (2014)CrossRef
19.
20.
Zurück zum Zitat F. Guojia, L. Dejie, Y. Bao-Lun, J. Phys. D Appl. Phys. 35, 3096 (2002)CrossRef F. Guojia, L. Dejie, Y. Bao-Lun, J. Phys. D Appl. Phys. 35, 3096 (2002)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat T. Tohsophon, J. Hüpkes, H. Siekmann, B. Rech, M. Schultheis, N. Sirikulrat, Thin Solid Films 516, 4628–4632 (2008)CrossRef T. Tohsophon, J. Hüpkes, H. Siekmann, B. Rech, M. Schultheis, N. Sirikulrat, Thin Solid Films 516, 4628–4632 (2008)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat X. Yan, S. Venkataraj, A.G. Aberle, Energy Procedia 33, 157–165 (2013)CrossRef X. Yan, S. Venkataraj, A.G. Aberle, Energy Procedia 33, 157–165 (2013)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat J. Müller, G. Schöpe, O. Kluth, B. Rech, V. Sittinger, B. Szyszka, R. Geyer, P. Lechner, H. Schade, M. Ruske, G. Dittmar, H.-P. Bochem, Thin Solid Films 442, 158–162 (2003)CrossRef J. Müller, G. Schöpe, O. Kluth, B. Rech, V. Sittinger, B. Szyszka, R. Geyer, P. Lechner, H. Schade, M. Ruske, G. Dittmar, H.-P. Bochem, Thin Solid Films 442, 158–162 (2003)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat O. Kluth, B. Rech, L. Houben, S. Wieder, G. Schöpe, C. Beneking, H. Wagner, A. Löffl, H.W. Schock, Thin Solid Films 351, 247–253 (1999)CrossRef O. Kluth, B. Rech, L. Houben, S. Wieder, G. Schöpe, C. Beneking, H. Wagner, A. Löffl, H.W. Schock, Thin Solid Films 351, 247–253 (1999)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat X. Yan, S. Venkataraj, A.G. Aberle, Int. J. Photoenergy 2015, 10 (2015)CrossRef X. Yan, S. Venkataraj, A.G. Aberle, Int. J. Photoenergy 2015, 10 (2015)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Z. Qiao, C. Agashe, D. Mergel, Thin Solid Films 496, 520–525 (2006)CrossRef Z. Qiao, C. Agashe, D. Mergel, Thin Solid Films 496, 520–525 (2006)CrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat H. Stiebig, M. Schulte, C. Zahren, C. Haase, B. Rech, P. Lechner, in: Proceedings of SPIE, 2006, pp. 619701–619701 H. Stiebig, M. Schulte, C. Zahren, C. Haase, B. Rech, P. Lechner, in: Proceedings of SPIE, 2006, pp. 619701–619701
30.
Zurück zum Zitat S. Venkataraj, J. Wang, P. Vayalakkara, A.G. Aberle, IEEE J. Photovolt. 3, 605–612 (2013)CrossRef S. Venkataraj, J. Wang, P. Vayalakkara, A.G. Aberle, IEEE J. Photovolt. 3, 605–612 (2013)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat J. Wang, S. Venkataraj, C. Battaglia, P. Vayalakkara, A.G. Aberle, Jpn. J. Appl. Phys. 51 (2012) 10NB08 J. Wang, S. Venkataraj, C. Battaglia, P. Vayalakkara, A.G. Aberle, Jpn. J. Appl. Phys. 51 (2012) 10NB08
32.
Zurück zum Zitat R. Ondo-Ndong, G. Ferblantier, M. Al Kalfioui, A. Boyer, A. Foucaran, J. Cryst. Growth 255, 130–135 (2003)CrossRef R. Ondo-Ndong, G. Ferblantier, M. Al Kalfioui, A. Boyer, A. Foucaran, J. Cryst. Growth 255, 130–135 (2003)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat M. Berginski, J. Hüpkes, M. Schulte, G. Schöpe, H. Stiebig, B. Rech, M. Wuttig, J. Appl. Phys. 101, 074903 (2007)CrossRef M. Berginski, J. Hüpkes, M. Schulte, G. Schöpe, H. Stiebig, B. Rech, M. Wuttig, J. Appl. Phys. 101, 074903 (2007)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat J.I. Owen, S.E. Pust, E. Bunte, J. Hüpkes, ECS J. Solid State Sci. Technol. 1, P11–P17 (2012)CrossRef J.I. Owen, S.E. Pust, E. Bunte, J. Hüpkes, ECS J. Solid State Sci. Technol. 1, P11–P17 (2012)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat J. Hüpkes, J.I. Owen, S.E. Pust, E. Bunte, ChemPhysChem 13, 66–73 (2012)CrossRef J. Hüpkes, J.I. Owen, S.E. Pust, E. Bunte, ChemPhysChem 13, 66–73 (2012)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat V. Petukhov, A. Bakin, A.-H. El-Shaer, A.-C. Mofor, A. Waag, Electrochem. Solid-State Lett. 10, H357–H361 (2007)CrossRef V. Petukhov, A. Bakin, A.-H. El-Shaer, A.-C. Mofor, A. Waag, Electrochem. Solid-State Lett. 10, H357–H361 (2007)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat J.I. Owen, W. Zhang, D. Köhl, J. Hüpkes, J. Cryst. Growth 344, 12–18 (2012)CrossRef J.I. Owen, W. Zhang, D. Köhl, J. Hüpkes, J. Cryst. Growth 344, 12–18 (2012)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat H. Zhu, J. Hüpkes, E. Bunte, J. Owen, S.M. Huang, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95, 964–968 (2011)CrossRef H. Zhu, J. Hüpkes, E. Bunte, J. Owen, S.M. Huang, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95, 964–968 (2011)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat Q. Jiang, J. Lu, J. Zhang, Y. Yuan, H. Cai, C. Wu, R. Sun, B. Lu, X. Pan, Z. Ye, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 130, 264–271 (2014)CrossRef Q. Jiang, J. Lu, J. Zhang, Y. Yuan, H. Cai, C. Wu, R. Sun, B. Lu, X. Pan, Z. Ye, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 130, 264–271 (2014)CrossRef
Metadaten
Titel
Surface texturing studies of bilayer transparent conductive oxide (TCO) structures as front electrode for thin-film silicon solar cells
verfasst von
Xia Yan
Weimin Li
Armin G. Aberle
Selvaraj Venkataraj
Publikationsdatum
01.09.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 9/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3326-3

Weitere Artikel der Ausgabe 9/2015

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2015 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt