Formation of antireflective silicon surfaces by electrochemical and chemical methods

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorNichkalo, Stepan I.
dc.contributor.authorYerokhov, Valeriy Y.
dc.contributor.authorDruzhinin, Anatoly A.
dc.contributor.authorIerokhova, Olga V.
dc.date.accessioned2020-11-18T09:47:11Z
dc.date.available2020-11-18T09:47:11Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenBackground. Application of the silicon-based porous textures as an efficient and commercially viable coating has to be maximally adapted to processes of the silicon solar cell manufacturing. To improve the antireflective property of Si frontal surface it is desirable to use methods allowing simultaneous changing of the value of refraction coefficient and the fabrication process parameters. Therefore, it is necessary to seek other, more perspective methods of the antireflective coating fabrication to improve the solar cell efficiency. Objective. The aim of the paper is the fabricaion of antireflective coatings based on porous silicon by electrochemical and chemical methods for photovoltaic converters with improved parameters. Methods. Electrochemical etching and metal-assisted chemical etching were used to form the textures on the Si wafer surface. The surface morphology of Si samples was examined using scanning electron microscopy, the elemental content was investigated using Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometer. The investigation of optical properties of obtained textures was performed using a Specord Plus spectrophotometer. Results. The micro- and nanotextured Si surfaces with an average diameter 1 μm and 200 nm were obtained by electrochemical and metal-assisted chemical etching methods, respectively. In addition, the nanotextured Si samples had a lowest reflective coefficient in comparison with other textures. Conclusions. Electrochemical and chemical methods are promising to fabricate the frontal antireflective Si surfaces of solar cells. It is possible to form electrochemically a microtextured porous Si surface with low reflectivity with a proper selected anodic charge density. The metal-assisted chemical etching method allowed forming a nanoporous surface on Si wafer with improved antireflective properties of Si surface in optical spectral range.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Применение на основе кремния пористых структур как эффективного и коммерчески пригодного покрытия должно быть максимально адаптировано к процессам производства кремниевых солнечных элементов. Для повышения антиотражающих свойств фронтальной поверхности пластины Si желательно использовать методы, которые позволяют одновременно изменять значение коэффициента преломления и параметры процесса изготовления. Таким образом, необходимо искать другие, более перспективные методы изготовления антиотражающих покрытий для повышения эффективности солнечных элементов. Цель исследований. Изготовление антиотражающих покрытий на основе пористого кремния с помощью электрохимических и химических методов для фотоэлектрических преобразователей с улучшенными параметрами. Методика реализации. Для формирования текстуры на поверхности пластины Si использовали электрохимическое и металл-каталитическое химическое травление. Морфологию поверхности образцов Si исследовали с помощью сканирующей электронной микроскопии, элементный состав исследовали методом масс-спектрометрии вторичных ионов. Оптические свойства полученных текстур исследовали с помощью спектрофотометра Sресоrd Plus. Результаты исследований. Микро- и нанотекстурированные поверхности кремния со средним диаметром 1 мкм и 200 нм получали электрохимическим и металл-каталитическим химическим травлением, соответственно. Установлено, что нанотекстурированные образцы Si имели самый низкий коэффициент отражения по сравнению с другими структурами. Выводы. Электрохимические и химические методы являются перспективными способами изготовления фронтальных антиотражающих поверхностей солнечных элементов на основе Si. При правильно подобранном значении плотности анодного заряда электрохимическим способом можно сформировать микротекстурированную пористую поверхность Si с низкой отражательной способностью. Метод металл-каталитического химического травления позволил сформировать на кремниевой пластине нанопористую поверхность с улучшенными антиотражающиими свойствами в оптической области спектра.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Застосування на основі кремнію пористих структур як ефективного і комерційно придатного покриття повинно бути максимально адаптоване до процесів виробництва кремнієвих сонячних елементів. Для підвищення антивідбивних властивостей фронтальної поверхні пластини Si бажано використовувати методи, які дозволяють одночасно змінювати значення коефіцієнта заломлення і параметри процесу виготовлення. Таким чином, необхідно шукати інші, перспективніші методи виготовлення антивідбивних покриттів для підвищення ефективності сонячних елементів. Мета досліджень. Виготовлення антивідбивних покриттів на основі пористого кремнію за допомогою електрохімічних і хімічних методів для фотоелектричних перетворювачів з покращеними параметрами. Методика реалізації. Для формування текстури на поверхні пластини Si використовували електрохімічне і метал-каталітичне хімічне травлення. Морфологію поверхні зразків Si досліджували за допомогою скануючої електронної мікроскопії, елементний вміст досліджували методом мас-спектрометрії вторинних іонів. Оптичні властивості отриманих текстур досліджували за допомогою спектрофотометра Sресоrd Plus. Результати досліджень. Мікро- та нанотекстуровані поверхні кремнію із середнім діаметром 1 мкм і 200 нм отримували електрохімічним і метал-каталітичним хімічним травленням, відповідно. Встановлено, що нанотекстуровані зразки Si мали найнижчий коефіцієнт відбивавння в порівнянні з іншими структурами. Висновки. Електрохімічні і хімічні методи є перспективними способами виготовлення фронтальних антивідбивних поверхонь сонячних елементів на основі Si. При правильно підібраному значенні густини анодного заряду електрохімічним способом можна сформувати мікротекстуровану пористу поверхню Si з низькою відбивною здатністю. Метод метал-каталітичного хімічного травлення дозволив сформувати на кремнієвій пластині нанопористу поверхню з покращеними антивідбивними властивостями в оптичній області спектра.uk
dc.format.pagerangePp. 51-56uk
dc.identifier.citationFormation of antireflective silicon surfaces by electrochemical and chemical methods / Stepan I. Nichkalo, Valeriy Y. Yerokhov, Anatoly A. Druzhinin, Olga V. Ierokhova // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2017. – Vol. 8, N. 1(14). – Pp. 51–56. – Bibliogr.: 28 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-2976.12017.51-56
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/37461
dc.language.isoenuk
dc.publisherNational Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”uk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceInformation and telecommunication sciences : international research journal, 2017, Vol. 8, N. 1(14)uk
dc.subjectantireflective coatinguk
dc.subjectporous siliconuk
dc.subjectsolar celluk
dc.subjectelectrochemical etchinguk
dc.subjectmetal-assisted chemical etchinguk
dc.subjectантивідбивне покриттяuk
dc.subjectпористий кремнійuk
dc.subjectсонячний елементuk
dc.subjectелектрохімічне травленняuk
dc.subjectметал-каталітичне хімічне травленняuk
dc.subjectантиотражающее покрытиеuk
dc.subjectпористый кремнийuk
dc.subjectсолнечный элементuk
dc.subjectэлектрохимическое травлениеuk
dc.subjectметалл-каталитическое химическое травлениеuk
dc.subject.udc621.315.592uk
dc.titleFormation of antireflective silicon surfaces by electrochemical and chemical methodsuk
dc.title.alternativeСтворення кремнієвих антивідбивних поверхонь електрохімічним та хімічним методамиuk
dc.title.alternativeСоздание кремниевых антиотражающих поверхностей электрохимическим и химическим методамиuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
ITS2017_8-1_p51-56.pdf
Розмір:
745.09 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information and telecommunication sciences: international research journal, Vol. 8, N. 1(14)