This program has been supported by the Australian Government through the Australian Renewable Energy Agency (ARENA). Responsibility for the views, information or advice expressed herein is not accepted by the Australian Government.

1. Deney Düzeneği <ol><li> Ölçüm tekniği için uygun bir davlumbaz bulun ve daha iyi hava akışına izin ve yığılan azaltmak için herhangi bir alakasız ekipmanı çıkarın. Davlumbaz hidroflorik asit (HF) dışında herhangi bir kimyasal madde kullanmayın. </li><li> Bir iletkenlik ölçer kullanarak davlumbaz içinde musluktan deiyonize (DI) su kalitesini test. DI suyun 20 ° C arasındaki bir sıcaklıkta, en 0,055 uS / cm&#39;lik bir iletkenliği olduğundan emin olun. </li><li> Davlumbaz içine azınlık taşıyıcı ömrü test yerleştirin. Davlumbaz dışında bir masada bulunan bir bilgisayara kablolarını bağlayın. </li><li> Bilgisayar ve ömür boyu tester açın. Bilgisayardaki ömür boyu test dosyasını açın ve bilgisayar ve ömür boyu tester arasında doğru iletişimi sağlamak için &#39;tedbir&#39; düğmesine tıklayın. Bilgisayar ve test doğru bir şekilde bağlı olup olmadığına ömür boyu test cihazında ışık kaynağı yanıp gerekir. </li&gt; <li> Davlumbaz içinde bir halojen lamba koyun. Numune yer alacak ömür boyu test aşamasına aydınlatmak öyle ki lambayı yerleştirin. </li><li> Davlumbaz dışında yer alan gereken bir güç kaynağına halojen lambası bağlayın. Halojen lamba açıldığında, onun yoğunluğu en az 0.02 W / ömür boyu test aşamasında cm 2 olmalıdır. </li></ol> 2.% 15 HF solüsyonu hazırlanması Not: HF tehlikeli kimyasal ve özenle tedavi edilmelidir. Bu sürekli, yavaş neden olur ve maruziyet aşağıdaki vücuda derin hasar. HF kolayca diğer asitler gibi cildi yanmaz - ziyade cilt içine hızla emilir ve kemiklere derin kabarcık ve hasara neden olur. Bu flor, kalsiyum ile reaksiyona olarak kemiklerin kırılgan ve kabarmış haline gelir. HF gibi sinir düzenleme ve ozmotik dengesi, hücre da kullanılan serbest kalsiyum ile bağlanır, bu yüzden vücutta serbest kalsiyum bağlama ölümcül olabilir. Bu önceliklidirKullanıcı HF kullanırken laboratuar güvenlik protokollerini takip ve onlar HF ilk yardım kiti ve heksaflüorin (veya kalsiyum glukonat jel) yerini biliyor sağlar. <ol><li> Davlumbaz içine (Bölüm 1 aynı) kimyasal temizlenmiş yuvarlak plastik kap (: 55 mm, D 170 mm H) yerleştirin. Kap şeffaf plastik kapağı olmalıdır. Kimyasal kullanmadan önce kabı temizlemek için nasıl Bölüm 6 Bkz. </li><li> HF çözüm yakın herhangi bir engel olmadan hazırlanabilir böylece davlumbaz plastik konteyner çevresini temizleyin. </li><li> Tüm kişisel korunma donanımları (KKE) uygulayın. </li><li> DİKKAT: 100 ml Dİ su (H2O) kap için HF 50 ml ilave edilir. </li><li> DİKKAT: konteynere hidroklorik asit (HCl) 20 ml ekleyin ve H 2 O mix: HF: plastik cımbız kullanarak HCl çözeltisi. İyice sonradan cımbız durulayın. </li><li> UYARI: Plastik kapta kapağını yerleştirin ve soluti izin1 saat boyunca yerleşmek için. Bu süre boyunca, HF dumanı kapak üzerine yoğunlaşacaktır. </li><li> Yeterli kabı etiket ve net o HF içerdiğini olun. Not: HF çözümü, ağır kullanımı ile 1-2 ay sürecek. Bu nedenle, bir çözeltidir ölçümü yapılacak olan her değiştirmeye gerek yoktur. </li></ol> Ömür boyu Tester 3. Kalibrasyon <ol><li> Bilinen direnç ve iletkenliği, en az 6, silikon gofret bulun. İdeal direnç aralığı 0,1-100 Ω-cm yayılan gerekir. </li><li> Bilgisayarda, ömür boyu test kalibrasyon dosyasını açın. Tablodaki her gofret mukavemetliliğini girin ve ardından &#39;gofret Güncelleme #&#39; i tıklatın. </li><li> Kalibrasyon dosyasındaki &#39;Get veri&#39; düğmesine tıklayın ve ömür boyu tester ayrıntıları girin. </li><li> Gerekli tüm PPE uygulayın. </li><li> DİKKAT: endüktif bobin üzerinde HF ömrü test aşamasında çözüm ve pozisyon onu (blu ile dolu plastik kap yerleştirine daire bölge). </li><li> Bilgisayarda &#39;hava gerilimi&#39; ölçmek için istendiğinde, &#39;Tamam&#39; butonuna tıklayarak HF çözeltisi gerilimi ölçün. Bu durumda, hava HF solüsyonu iletkenlik ile ikame edilmiştir. </li><li> DİKKAT: aşamasından HF ile dolu kabı çıkarın ve davlumbaz tezgah üzerine yerleştirin. Dikkatlice kapağı çıkartın. </li><li> DİKKAT: Kapak konteyner çıkarıldığını, plastik cımbız kullanarak HF çözeltisi içine ilk silikon gofret batırmayın. Kabın kapağı geri yerleştirin. </li><li> DİKKAT: geri ömür boyu test aşamasında ve endüktif bobin üzerinde pozisyon onu üzerine plastik kap yerleştirin. Silikon gofret bobini (mavi daire bölge) üzerine merkezli olduğundan emin olun. </li><li> Bilgisayarda &#39;örnek gerilimi&#39; ölçmek için istendiğinde, yine &#39;Tamam&#39; düğmesine tıklayın. Aşamasından kabını çıkarın ve davlumbaz tezgah üzerine yerleştirin. </li><li> DİKKAT: r<html> plastik cımbız kullanarak HF çözeltisinden silikon gofret birikimleri temizlenmelidir ve özel durulama bardak gofret durulayın. Davlumbaz musluğun altında bir son durulama yapın. </li><li> DİKKAT: Lütfen kabın üzerine kapağını yerleştirin ve sırt boyu test sahneye kabı yerleştirin. </li><li> Tüm örnekler ölçülmüştür yineleyerek 3.12 ile 3.6 arasındaki adımları yineleyin. </li><li> Numunelerin ölçülen tüm edildikten sonra, kalibrasyon dosyasında &#39;Fit veri&#39; düğmesine tıklayın. Bu, ölçülen verilere parabolik eğri uyum ve bu kurulum özgü kalibrasyon katsayıları, A, B ve C sağlayacaktır. </li><li> Bilgisayarda, ömür boyu test dosyasını açın ve &#39;ayarları&#39; sekmesine tıklayın. HF kurulumu için yeni kalibrasyon katsayıları, A, B ve C girin. Yeni bir adla dosyayı kaydedin. Not: HF kurulumu sadece 6 ayda bir kalibrasyon gerektirir. Bu nedenle, kurulumu bir ölçümü yapılacak olan her kalibre etmek için gerek yoktur. </li></ol>jove_title &quot;&gt; 4. Silikon Gofret Islak Kimyasal Arıtma önce Ölçüm <ol><li> Standart temiz 1 (SC 1) hazırlayın. <ol><li> DİKKAT: bir alkalin ayrılan bir davlumbaz, 2 L&#39;lik bir cam beher içinde DI su 1295 ml amonyak (NH4OH) ve 185 ml ekle. </li><li> DİKKAT: 50 ° C ° arasındaki bir sıcaklığa değin NH4OH çözeltisi: yer sıcak plaka üzerine beher ve H2O ısıtın. Beher kapsayacak şekilde bir saat camını kullanın. </li><li> DİKKAT: H2O sonra: NH4OH solüsyon 50 ° C sıcaklığa ulaşmıştır hidrojen peroksit (H2O 2) arasında 185 ml ekleyin ve sıcaklık ulaşıncaya kadar ~ 75 ° C&#39;ye ısıtmaya devam edin. Bu H2O: NH4OH: H2O 2 çözeltisi SC 1 olarak da bilinir. Not: SC 1 günlük etkin bir temiz silikon gofret değiştirilmelidir. </li></ol></li><li> Standart temiz 2 (SC 2) hazırlayın. <ol><li> DİKKAT: bir asit olarak, davlumbaz tahsis2 L&#39;lik bir cam beher içinde DI su 1295 ml HCI 185 ml ekle. </li><li> DİKKAT: ~ 50 ° C&#39;lik bir sıcaklığa kadar HCI solüsyonu: yer sıcak plaka üzerine beher ve O H 2 ısıtın. Beher kapsayacak şekilde bir saat camını kullanın. </li><li> DİKKAT: H2O sonra: HCI çözeltisi, H2O 2 185 ml ekleyin ve sıcaklık ulaşıncaya kadar ~ 75 ° C&#39;ye ısıtmaya devam edin, ~ 50 ° C bir sıcaklığa ulaştı. Bu H2O: HCI: H2O 2 çözeltisi SC 2 olarak da bilinir. Not: Değişim SC 2 günde etkili bir temiz silikon gofret için. </li></ol></li><li> Silikon dağlama çözeltisi hazırlayın. <ol><li> Bir alkalin tahsis davlumbaz, kimyasal temiz 2 L cam beher tetrametilamonyumhidroksit (TMAH) 1600 ml ekleyin. Kimyasal kullanmadan önce beher temizlemek için nasıl Bölüm 6 bakınız. </li><li> ~ 85 sıcak plaka üzerine yerleştirin ve beher bir sıcaklığa TMAH solüsyonunu ısıtmak6 ° C. Beher kapsayacak şekilde bir saat camını kullanın. Not: kristalize olmaya başlayıncaya kadar TMAH çözümü 1 ay sonra, yani değişen gerek kalmayacak. </li></ol></li><li> Islak kimyasal tedavi uygulayın. <ol><li> Bir kuvars yuvaya Yük örnekleri ve laboratuarda bir ortak HF çözeltisi koyun. Konsantrasyonu kritik değildir. </li><li> Numuneler (kuru çekin) hidrofobik hale kez 10 sn ~ sonra, HF çözeltisinden beşiği kaldırmak ve DI su ile doldurulmuş 3 beher kullanarak yıkayın veya. </li><li> SC 1 hazırlanmıştır davlumbaz için gofret beşiği taşıyın. SC 1 ~ 75 ° C&#39;de stabilize olduğunda, yavaş yavaş SC 1 içine gofret beşiği batırmayın. </li><li> 10 dakika boyunca SC 1 gofret temizleyin. </li><li> 10 dakika geçtikten sonra, SC 1 gofret beşiği kaldırmak ve DI su ile doldurulmuş üç 2 L cam beher kullanarak yıkayın. Bu cam bardak öncesinde DI su ile doldurulmadan Kimyasal temiz. Üzerinde Bölüm 6 bakınızne kimyasal beher temizlemek için. </li><li> Duruladıktan sonra, sadece post SC 1 işleme adanmış bir HF çözeltisi içine örnekleri yer. Konsantrasyonu kritik değildir. </li><li> Numuneler (kuru çekin) hidrofobik hale kez 10 sn ~ sonra, HF çözeltisinden beşiği kaldırmak ve DI su ile doldurulmuş 3 beher kullanarak yıkayın veya. Aşama 4.4.5 aynı beher kullanın. </li><li> SC 2 hazırlanan davlumbaz için gofret beşiği taşıyın. SC 2 ~ 75 ° C&#39;de stabilize olduğunda, yavaş yavaş SC 2 içine gofret beşiği batırmayın. </li><li> 10 dakika süreyle SC 2 gofret temizleyin. </li><li> 10 dakika geçtikten sonra, SC 2 gofret beşiği kaldırmak ve DI su ile doldurulmuş 3 beher kullanarak yıkayın. Aşama 4.4.5 aynı beher kullanın. Not: gofret beşiği ertesi güne kadar DI su dolu bardak durulama birinde saklanabilir. </li><li> Duruladıktan sonra, sadece yazı için adanmış bir HF çözeltisi içine örnekleri yerSC 2 işlem. Konsantrasyonu kritik değildir. </li><li> Numuneler (kuru çekin) hidrofobik hale kez 10 sn ~ sonra, HF çözeltisinden beşiği kaldırmak ve DI su ile doldurulmuş 3 beher kullanarak yıkayın veya. Aşama 4.4.5 aynı beher kullanın. </li><li> TMAH çözümü hazırlanmıştır davlumbaz için gofret beşiği taşıyın. TMAH solüsyon 85 ° C&#39;de dengelendikten sonra, yavaş yavaş TMAH çözeltisi içine gofret beşiği bırakın. </li><li> 5 dakika boyunca TMAH bölgesindeki gofret Etch. Bu silikon ~ 5 mikron kaldıracaktır. </li><li> 5 dakika geçtikten sonra, TMAH çözeltisinden gofret beşiği kaldırmak ve DI su ile doldurulmuş 3 beher kullanarak yıkayın. Aşama 4.4.5 aynı beher kullanın. TMAH olarak gerekli olabilir fazla 3 durulama oldukça &#39;yapışkan&#39; olduğunu. </li><li> Deneme kurulumu olmuştur davlumbaz DI suda gofret beşiği taşıyın. Bölüm 1.1 bakınız. </li><li> Ste sonra 2 saat içinde hazırlanan silikon gofret ölçünp 4.4.16. </li></ol></li></ol> 5. Ölçüm Prosedürü <ol><li> Gerekli tüm PPE uygulayın. </li><li> DI su ile iki 2 L plastik kap doldurun ve davlumbaz koyun. Bu silikon numuneleri sonrası ölçümü durulama için kullanılacaktır. </li><li> Durulama bardak yakın davlumbaz içine boş bir 500 ml plastik kapta yerine plastik cımbız yerleştirin. Bu cımbız silikon örnekleri işlemek için kullanılır. </li><li> Bilgisayarda, ömür boyu test dosyasını açın. Dosya HF ölçüm kurulumu için doğru kalibrasyon katsayıları içerdiğinden emin olun. Bölüm 3&#39;e bakın. </li><li> Ömür boyu test dosyasında, &#39;Geçici&#39; modunu seçin. Silikon gofret detayları örneğin, kalınlık, direnç ve takviye tipi için ölçülecek olan girin. </li><li> DİKKAT: Yer kabı (on kapak) ömür boyu test sahnesine HF ile doldurulmuş ve endüktif bobin (mavi daire bölge) üzerine merkezi. Için çözüm yerleşmek edelim1 dakika. </li><li> Bilgisayarda, ömür boyu test dosyasında &#39;Sıfır enstrüman&#39; butonuna tıklayın. Bu çözümün gerilimini ölçer. Not: çözeltisinin bileşimi zamanla değişir, çünkü Zamanla, çözüm gerilimi azaltacaktır. Fakat bundan bağımsız olarak, HF çözeltisi çözeltisi değişmeksizin 1-2 ay için kullanılabilir neden pasifleştirici kalitesinde hiçbir bozulma göstermez. </li><li> DİKKAT: ömür boyu test aşamasından kabı çıkarın ve davlumbaz tezgah üzerine yerleştirin. </li><li> DİKKAT: HF çözeltisi ile dolu kabın kapağını kaldırın. Kapağın üzerindeki bazı yoğunlaşma varsa, dikkatli davlumbaz musluk kullanarak DI suyla kapağı durulayın. </li><li> DİKKAT: HF çözeltisi içine ilk silikon gofret batırmayın. Plastik cımbız kullanarak, hafifçe kabın dibinde oturuyor sağlamak için silikon gofret bastırın. </li><li> Cımbız durulayıns ve boş 500 ml&#39;lik plastik beher içine geri koyun. </li><li> DİKKAT: kabın kapağı geri yerleştirin ve sonra ömür boyu test aşamasında kap yerleştirin. Silikon gofret endüktif bobin (mavi daire bölge) üzerinde konumlandırılmış olduğundan emin olun. </li><li> Durulayın ve eldivenlerini kurutun. Bilgisayarı kullanmadan önce bunları kaldırın. </li><li> Davlumbaz floresan ışığı yanıyorsa ölçüm yapılacak önce, o kapatılması gerekir. Asgari ışık ölçümü sırasında gereklidir. </li><li> Üzerinde halojen lamba Switch ve plastik kabın kapağı sayesinde silikon gofret aydınlatıcı emin olun. 1 dakika boyunca Zaman (tam zamanı önemli değildir). </li><li> Aydınlatma döneminde, bilgisayarda ömür boyu dosyasında &#39;Tedbir&#39; düğmesine tıklayın. Küçük bir pencere etiketlenmiş &#39;alarak veri&#39; görünecektir. </li><li> Dosya için bir isim pencere &#39;veri alarak&#39; türü. &#39;Örnek ortalama&#39; ın altındaseçilen 10. </li><li> Silikon gofret 1 dakika boyunca ışıklı edildiğinde, kapalı halojen lamba anahtarı ve hemen &#39;alarak veri&#39; penceresindeki &#39;Ortalama&#39; düğmesine tıklayın. Ömür boyu test 10 kez yanıp ve ömür boyu ölçümleri ortalamasını alır. Not: halojen lamba kapanır sonra silikon gofret pasivasyon düşmeye başlayacak ve böylece en iyi sonuçları elde etmek için aydınlatma hemen sonra ölçülmesi önemlidir. </li><li> Ortalama tamamlandığında, &#39;alarak veri&#39; penceresindeki &#39;Tamam&#39; düğmesine tıklayın. </li><li> Başka bir ölçüm gerekiyorsa, tekrar 5.15-5.18 yineleyin. </li><li> UYARI: Ölçüm tamamlandığında, ömür boyu test aşamasından kabı çıkarın ve davlumbaz tezgah üzerine yerleştirin. </li><li> DİKKAT: HF çözeltisi ile dolu kabın kapağını kaldırın. Kapağın üzerindeki bazı yoğunlaşma varsa, dikkatli musluk kullanarak DI su kapağı durulayındavlumbaz. </li><li> DİKKAT: Plastik cımbız kullanarak HF çözeltisinden silikon gofret kaldırmak ve özel durulama bardak gofret durulayın. Davlumbaz musluğun altında bir son durulama yapın. </li><li> Daha fazla numune ölçülecek ise, tekrar 5.10-5.23 yineleyin. </li><li> Tüm örnekler, edildikten sonra, kapak kabın üzerine takılmış olan sağlar ve davlumbaz HF çözeltisi saklayın. Kap yeterince etiketli olduğundan emin olun. </li><li> Tüm beher ve cımbız durulayın ve laboratuvarda kendi ayrılan noktalar saklayın. </li><li> Yaşam boyu test kullanımdan sonra 1 saat davlumbaz kalır ve daha sonra davlumbaz çıkarmak için izin verin. </li></ol> Beakers ve kaplara 6. Kimyasal Temizlik <ol><li> Bölümlerde 4.1.1-4.1.4 de belirtildiği gibi bir alkalin tahsis davlumbaz, bir SC 1 solüsyon hazırlanır. </li><li> Kimyasal temiz bardak ve kaplar için, beher / kaplara SC 1 çözüm dökün. Beherleri can bir seferde sadece tek temizlenebilir. </li><li> Çözelti 10 dakika için beher / kap temiz olsun. Beher / konteyner plastik ise, sıcak bir plaka üzerine yerleştirilir edilemez ve bu nedenle SC 1 solüsyon temiz sırasında serin olacak. Bu temizleme işlemini etkilemez. </li><li> Onlar da temizlik gerektiriyorsa 10 dakika sonra, bir başka beher / kabın içine SC 1 çözüm dökün. Aksi takdirde büyük bir beher SC 1 solüsyon soğumaya bırakın. Soğutmalı sonra, SC 1 akan su ile lavabo aşağı döktü edilebilir. </li><li> DI su SC 1 temizlenmiş beher / kabı durulayın. </li><li> Bölümlerde 4.2.1-4.2.4 de belirtildiği gibi bir asit tahsis davlumbaz, bir SC 2 solüsyon hazırlanır. </li><li> Adım 6.5 beher / kabın içine SC 2 çözüm dökün. Çözelti 10 dakika için beher / kap temizlemek için izin verir. </li><li> Onlar da temizlik gerektiriyorsa 10 dakika sonra, bir başka beher / kabın içine SC 2 çözüm dökün. Aksi takdirde büyük bir beher SC 2 solüsyon soğumaya bırakın. Bir kez t dökülen olabilir SC 2, soğutulmuşO su ile çalışan lavabo. </li><li> DI su SC 2 temizlenmiş beher / kabı durulayın. Beher / Konteyner şimdi kimyasal temizlenir. </li></ol>

<ol>
	<li>Sinton, R. A., Cuevas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contactless+determination+of+current-voltage+characteristics+and+minority-carrier+lifetimes+in+semiconductors+from+quasi-steady-state+photoconductance+data.">Contactless determination of current-voltage characteristics and minority-carrier lifetimes in semiconductors from quasi-steady-state photoconductance data.</a> Appl. Phys. Lett. 69 (17), 2510-2512 (1996).</li><li>Wan, Y., McIntosh, K. R., Thomson, A. F., Cuevas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+surface+recombination+velocity+by+low-absorption+silicon+nitride+on+c-Si.">Low surface recombination velocity by low-absorption silicon nitride on c-Si.</a> IEEE J. Photovoltaics. 3 (1), 554-559 (2013).</li><li>Hoex, B., Schmidt, J., Pohl, P., van de Sanden, M. C. M., Kessels, W. M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicon+surface+passivation+by+atomic+layer+deposited+Al2O3.">Silicon surface passivation by atomic layer deposited Al2O3.</a> J. App. Phys. 104 (4), 044903 (2008).</li><li>Dauwe, S., Schmidt, J., Hezel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Very+low+surface+recombination+velocities+on+p.-+and+n.-type+silicon+wafers+passivated+with+hydrogenated+amorphous+silicon+films.">Very low surface recombination velocities on p.- and n.-type silicon wafers passivated with hydrogenated amorphous silicon films.</a> , 1246-1249 (2012).</li><li>Macdonald, D., Cuevas, A., Wong-Leung, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capture+cross-sections+of+the+acceptor+level+of+iron-boron+pairs+in+p-type+silicon+by+injection-level+dependent+lifetime+measurements.">Capture cross-sections of the acceptor level of iron-boron pairs in p-type silicon by injection-level dependent lifetime measurements.</a> J. App. Phys. 89 (12), 7932-7339 (2001).</li><li>Schmidt, J., Bothe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+transformation+of+the+metastable+boron-+and+oxygen-related+defect+center+in+crystalline+silicon.">Structure and transformation of the metastable boron- and oxygen-related defect center in crystalline silicon.</a> Phys. Rev. B. 69 (2), 024107 (2004).</li><li>Rougieux, F., Grant, N., Murphy, J., Macdonald, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=D.+Influence+of+Annealing+and+Bulk+Hydrogenation+on+Lifetime+Limiting+Defects+in+Nitrogen-Doped+Floating+Zone+Silicon.">D. Influence of Annealing and Bulk Hydrogenation on Lifetime Limiting Defects in Nitrogen-Doped Floating Zone Silicon.</a> IEEE J. Photovoltaics. 5 (2), 495-498 (2014).</li><li>Zheng, P., Rougieux, F., Grant, N., Macdonald, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+vacancy-related+Recombination+Active+Defects+in+as-grown+n-type+Czochralski+Silicon.">Evidence for vacancy-related Recombination Active Defects in as-grown n-type Czochralski Silicon.</a> IEEE J. Photovoltaics. 5 (1), 183-188 (2014).</li><li>Grant, N. E., Rougieux, F. E., Macdonald, D., Bullock, J., Wan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grown-in+point+defects+limiting+the+bulk+lifetime+of+p.-type+float-zone+silicon+wafers.">Grown-in point defects limiting the bulk lifetime of p.-type float-zone silicon wafers.</a> J. App. Phys. 117 (5), 055711 (2015).</li><li>Hallam, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+passivation+of+B-O+defects+in+Czochralski+silicon.">Hydrogen passivation of B-O defects in Czochralski silicon.</a> Energy Procedia. 38, 561-570 (2013).</li><li>Hallam, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+bulk+defect+passivation+for+silicon+solar+cells.">Advanced bulk defect passivation for silicon solar cells.</a> IEEE J. Photovoltaics. 4 (1), 88-95 (2014).</li><li>Hornyi, T. S., Pavelka, T., Ttt, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+bulk+lifetime+measurement+on+silicon+with+a+chemically+passivated+surface.">In situ bulk lifetime measurement on silicon with a chemically passivated surface.</a> App. Surf. Sci. 63 (1-4), 306-311 (1993).</li><li>Meier, D. L., Page, M. R., Iwaniczko, E., Xu, Y., Wang, Q., Branz, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+surface+recombination+velocities+for+thermal+oxide+and+amorphous+silicon+on+float+zone+silicon.">Determination of surface recombination velocities for thermal oxide and amorphous silicon on float zone silicon.</a> , (2007).</li><li>Chhabra, B., Bowden, S., Opila, R. L., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+effective+minority+carrier+lifetime+on+silicon+substrates+using+quinhydrone-methanol+passivation.">High effective minority carrier lifetime on silicon substrates using quinhydrone-methanol passivation.</a> App. Phys. Lett. 96 (6), 063502 (2010).</li><li>Chhabra, B., Weiland, C., Opila, R. L., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+characterization+of+quinhydrone-methanol+and+iodine-methanol+passivated+silicon+substrates+using+X-ray+photoelectron+spectroscopy.">Surface characterization of quinhydrone-methanol and iodine-methanol passivated silicon substrates using X-ray photoelectron spectroscopy.</a> Phys. Stat. Sol. (a). 208 (1), 86-90 (2011).</li><li>Yablonovitch, E., Allara, D. L., Chang, C. C., Gmitter, T., Bright, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unusually+low+surface+recombination+velocity+on+silicon+and+germanium+surfaces.">Unusually low surface recombination velocity on silicon and germanium surfaces.</a> Phys. Rev. Lett. 57 (2), 249-252 (1986).</li><li>Grant, N. E., McIntosh, K. R., Tan, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+bulk+lifetime+of+silicon+wafers+by+immersion+in+hydrofluoric+acid+and+illumination.">Evaluation of the bulk lifetime of silicon wafers by immersion in hydrofluoric acid and illumination.</a> J. Solid State Sci. Technol. 1 (2), P55-P61 (2012).</li><li>Grant, N. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+enhanced+hydrofluoric+acid+passivation+for+evaluating+silicon+bulk+lifetimes.">Light enhanced hydrofluoric acid passivation for evaluating silicon bulk lifetimes.</a> 28.th. European Photovoltaic Solar Energy Conference. , 883-887 (2013).</li><li>Grant, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Surface passivation and characterization of crystalline silicon by wet chemical treatments. , (2012).</li><li>Kern, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+silicon+wafer+cleaning+technology.">The evolution of silicon wafer cleaning technology.</a> J. Electrochem. Soc. 137 (6), 1887-1892 (1990).</li><li>Angermann, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+passivation+of+atomically+flat+and+structured+silicon+substrates+for+solar+cell+application.">Wet-chemical passivation of atomically flat and structured silicon substrates for solar cell application.</a> App. Surf. Sci. 254 (12), 3615-3625 (2008).</li><li>Angermann, H., Henrion, W., Rseler, A., Rebien, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+passivation+of+Si(111)-+and+Si(100)-substrates.">Wet-chemical passivation of Si(111)- and Si(100)-substrates.</a> Mat. Sci. Eng. B. 73 ((1-3)), 178-183 (2000).</li><li>Bertagna, V., Plougonven, C., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=p-+and+n-type+silicon+electrochemical+properties+in+dilute+hydrofluoric+acid+solutions.">p- and n-type silicon electrochemical properties in dilute hydrofluoric acid solutions.</a> J. Electrochem. Soc. 143 (11), 3532-3538 (1996).</li><li>Bertagna, V., Erre, R., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+components+dependence+of+the+charge+transfer+reactions+at+the+silicon/HF+solution+interface.">Ionic components dependence of the charge transfer reactions at the silicon/HF solution interface.</a> J. Solid State Electrochem. 4 (1), 42-51 (1999).</li><li>Kolasinski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanism+of+Si+etching+in+fluoride+solutions.">The mechanism of Si etching in fluoride solutions.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 5 (6), 1270-1278 (2003).</li><li>Trucks, G. W., Raghavachari, K., Higashi, G. S., Chabal, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+HF+etching+of+silicon+surfaces:+A+theoretical+understanding+of+hydrogen+passivation.">Mechanism of HF etching of silicon surfaces: A theoretical understanding of hydrogen passivation.</a> Phys. Rev. Lett. 65 (4), 504-507 (1990).</li><li>Zhang, X. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electrochemistry of silicon and its oxide. , (2001).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Yukarıda tarif edilen hacimli silikon süresi ölçüm tekniğinin başarılı bir şekilde uygulanması, üç kritik adımlar, (i) kimyasal olarak 1 dakika 17 için% 15 HF solüsyonu ve (iii) aydınlatma, (ii) daldırma, temizlik ve silikon gofret dağlama dayanır, 18,19. Bu adımların olmadan, toplu ömür herhangi kesin olarak ölçülen olamaz. Ölçüm tekniği oda sıcaklığında yapılır gibi, yüzey pasivasyon kalitesi yüzey kontaminasyon (metaller, organi...

Yüksek ömrü (&gt; 1 msn) monocrystalline silikon yüksek verimli güneş hücreleri için her zamankinden daha önemli hale geliyor. Gömülü kirliliklerin rekombinasyon özelliklerini kavramak olmuştur ve önemli bir konu olmaya devam etmektedir. Yetişkin kusurların rekombinasyon aktivitesini incelemek için en yaygın kullanılan tekniklerden biri photoconductance yöntemiyle 1 gereğidir. Bu teknik ile, bu nedenle zor yetiştirilen kusurların rekombinasyon özelliklerinin incelenmesi için yapım dökme rekombinasyondan tamamen ayrı yüzeyine genellikle zordur. Neyse ki &lt;5 cm / sn arasında çok düşük bir etkili yüzey rekombinasyon hızları (S eff) elde etmek ve böylece etkili bir yüzey rekombinasyonu inhibe edebilen çok sayıda dielektrik filmler de bulunmaktadır. 2, alüminyum oksit (Al 2 O 3) 3 ve amorf silikon (-Si: lH) 4: Bu silisyum nitrür (SİN H x) &#39;dür. Depozisyon veBu dielektrik filmlerin sıcaklıkları (~ 400 ° C) kadar sürekli olarak nealing kusurlar yetişkin içinde rekombinasyon aktivitesini etkisizleştirmek için düşük olduğu kabul edilir. Bunun örnekleri, 6 kusurları demir-bor 5 ve bor oksijendir. Bununla birlikte, son zamanlarda n tipi Czochralski (Cz) silikon boşluk oksijen ve boşluk fosfor kusurları tamamen 250-350 ° C 7,8 sıcaklıklarda iptal edilebilir olduğu tespit edilmiştir. Benzer şekilde yüzer bölge (FZ) p-tipi silikon bir kusur, ~ 250 ° C de 9 etkisiz hale geldiği bulundu. Bu nedenle, plazma destekli kimyasal buhar birikimi (PECVD) ve atomik tabaka birikimi (ALD) gibi geleneksel teknikler pasivasyon yetiştirilen dökme kusurları incelemek için yüzey rekombinasyon inhibe etmek için uygun olmayabilir. Ayrıca, SİN x: H ve-Si: H filmleri hidrojenasyon 10,11 ile toplu silikon kusurları devre dışı bırakmak için gösterilmiştir. Bu nedenle rekombinasyon aktivite o incelemek<html> f yetişkin hatalarına, bir RT yüzey pasivasyon tekniği ideal olacaktır. Islak kimyasal yüzey pasivasyon bu şartı yerine getirmektedir. 1990&#39;larda Horanyi ve ark., S eff &lt;10 cm / sn 12 elde iyot-etanol içinde silikon gofret daldırma (IE) çözeltiler, silikon gofret pasifleştiren için bir araç sağlar gösterdi. 2007 yılında Meier ve ark., 2009 Chhabra ve ark., 5 cm S eff / sn silikon gofret daldırılmasıyla elde edilebileceğini göstermişti iyot-metanol (IM) çözeltiler, 7 cm / sn 13 yüzey rekombinasyonu azaltmak olduğunu göstermiştir quinhydrone-metanol (QM) çözümlerinde 14,15 olarak. IE, IM ve QM çözümleri elde mükemmel yüzey pasivasyon rağmen, yüksek saflıkta silikon gofret toplu ömrünü ölçmek için yeterli yüzey pasivasyon (S eff &lt;5 cm / sn) vermeyin. nt &quot;&gt; Başka vasıta HF asit silikon çipler daldırarak yüzey pasivasyon yüksek düzeyde olduğunu ulaşmak için. silikon gofret pasifleştiren için HF kullanılarak fikri ilk olarak Yablonavitch ve arkadaşları tarafından tanıtıldı. rekor düşük S eff gösterdi 1986 yılında 0.25 ± 0.5 cm / sn 16. mükemmel yüzey pasivasyon yüksek direnç gofret üzerinde elde olmasına rağmen, biz nedenle sürekli elde ederek belirsizliği sınırlamak için. Böylece ömür boyu ölçümü büyük bir belirsizlik ekleyerek olmayan tekrarlanabilir olması için teknik bulduk çok düşük S eff (~ 1 cm / sn), üç kritik adımları içeren yeni bir HF pasivasyon tekniği, (i) kimyasal olarak temizlenmesi ve silikon dilimlerden gravür,% 15 HF solüsyonu (ii) daldırma ve (iii) geliştirdik aydınlatma 1 dakika 17,18 için. Bu prosedür, yukarıda sıralanan geleneksel PECVD ve ALD çöktürme teknikleri ile karşılaştırıldığında basit hem de zamandan tasarruf olduğunu.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Hydrofluoric acid (48%)</td>
			<td>Merck Millipore,&#160; &#160;http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334</td>
			<td>1003340500</td>
			<td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid 32%, AR</td>
			<td>ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985</td>
			<td>107209</td>
			<td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonia (30%) Solution AR</td>
			<td>Chem-supply, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m</td>
			<td>AA005</td>
			<td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen Peroxide (30%)</td>
			<td>Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209</td>
			<td>1072092500</td>
			<td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetramethylammonium hydroxide (25% in H2O)</td>
			<td>J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992</td>
			<td>5879-03</td>
			<td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>640 mL round plastic container</td>
			<td>Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This is a good container for storing the 15% HF solution in.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WCT-120 lifetime tester</td>
			<td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dell workstation with Microsoft Office Pro, Data acquisition card and software including Sinton Software under existing license.</td>
			<td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Halogen optical lamp, ELH 300W, 120V</td>
			<td>OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx</td>
			<td>54776</td>
			<td>Any equivalent lamp could be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Voltage power source</td>
			<td>Home made power supply</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Any power supply could be used provided it can produce up to 90 Volts and 1-5 Amps.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conductivity meter</td>
			<td>WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf</td>
			<td>LF330</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

light enhanced hydrofluoric acid passivation: a sensitive technique for detecting bulk silicon defects

Bir prosedür sunulmuştur hidroflorik asit (HF) &#39;de gofret batırılarak geçici olarak yüzey pasivasyon çok yüksek seviyede alarak, silikon gofret toplu ömrünü (&gt; 100 mikro-saniyeye) ölçmek için. Bu prosedür üç kritik adımlar toplu ömrünü ulaşmak için gereklidir. İlk olarak, HF halinde silikon çipler daldırılması önce, kimyasal olarak temizlenir ve daha sonra,% 25 tetrametilamonyum hidroksit kazınmış. İkinci olarak, kimyasal işlem görmüş gofret daha sonra HF ve hidroklorik asit içeren bir karışım ile doldurulmuş bir büyük plastik bir kap içine yerleştirilir ve daha sonra photoconductance (PC) ölçümleri için, bir endüktif bobin üzerine merkezlenmiş. Üçüncü olarak, yüzey rekombinasyonu inhibe ve dökme ömrünü ölçmek için, gofret 1 dak bir halojen lamba kullanmak için 0,2 güneşler de aydınlatılır, aydınlatma kapanır ve PC ölçümü derhal alınır. Bu prosedür ile, toplu silisyum kusurların özellikleri doğru bir şekilde belirlenebilir. Kürkthermore, onların konsantrasyonu (&lt;10 12 cm -3) düşük olduğunda hassas RT yüzey pasivasyon tekniği toplu silikon kusurları incelemek için zorunlu olacağı tahmin edilmektedir.

Şekil 1a şemasını göstermektedir ve Şekil 1b deney düzeneği bir fotoğrafı gösteriyor. Bir silikon gofret HF çözeltisi içine daldırılmaktadır zaman, Şekil 2&#39;de mavi üçgen ile gösterildiği gibi, sonuç yüzeyin rekombinasyon ile sınırlı bir kullanım süresi eğrisi, daha sonra kullanım süresi test aşamasında üzerine yerleştirilmiş ve ölçüm (aydınlatma öncesi) gerçekleştirilir. Şekil 2&#39;de kırmızı daireler...

Watch this Scientific Journal Video about Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects at JoVE.com

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Işık Geliştirilmiş Hidroflorik Asit Pasifleme: Dökme Silikon Kusurları Tespit için Hassas Tekniği

Toplu silikon kusurları rekombinasyon aktivitesini araştırmak için bir RT sıvı yüzey pasivasyon tekniği tarif edilmiştir. 1 dakika boyunca% 15 hidroflorik asit ve (iii) aydınlatma, (i) kimyasal temizlik ve silikon aşındırma, silisyum, (ii) daldırma: tekniği başarılı olması için, üç kritik adımları gereklidir.

A procedure to measure the bulk lifetime (&#62;100 &#181;sec) of silicon wafers by temporarily attaining a very high level of surface passivation when ...

light-enhanced-hydrofluoric-acid-passivation-sensitive-technique-for

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

9.2K Görüntüleme.  Australian National University.  Toplu silikon kusurları rekombinasyon aktivitesini araştırmak için bir RT sıvı yüzey pasivasyon tekniği tarif edilmiştir. 1 dakika boyunca% 15 hidroflorik asit ve (iii) aydınlatma, (i) kimyasal temizlik ve silikon aşındırma, silisyum, (ii) daldırma: tekniği başarılı olması için, üç kritik adımları gereklidir. 

Video: Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To compensate for lower light absorption such physically thin devices have to incorporate light-trapping which increases their optical thickness. Light scattering by textured surfaces is a common technique but it cannot be universally applied to all solar cell technologies. Some cells, for example those made of evaporated silicon, are planar as produced and they require an alternative light-trapping means suitable for planar devices. Metal nanoparticles formed on planar silicon cell surface and capable of light scattering due to surface plasmon resonance is an effective approach.
The paper presents a fabrication procedure of evaporated polycrystalline silicon solar cells with plasmonic light-trapping and demonstrates how the cell quantum efficiency improves due to presence of metal nanoparticles.
To fabricate the cells a film consisting of alternative boron and phosphorous doped silicon layers is deposited on glass substrate by electron beam evaporation. An Initially amorphous film is crystallised and electronic defects are mitigated by annealing and hydrogen passivation. Metal grid contacts are applied to the layers of opposite polarity to extract electricity generated by the cell. Typically, such a ~2 &mu;m thick cell has a short-circuit current density (Jsc) of 14-16 mA/cm2, which can be increased up to 17-18 mA/cm2 (~25% higher) after application of a simple diffuse back reflector made of a white paint.
To implement plasmonic light-trapping a silver nanoparticle array is formed on the metallised cell silicon surface. A precursor silver film is deposited on the cell by thermal evaporation and annealed at 23&deg;C to form silver nanoparticles. Nanoparticle size and coverage, which affect plasmonic light-scattering, can be tuned for enhanced cell performance by varying the precursor film thickness and its annealing conditions. An optimised nanoparticle array alone results in cell Jsc enhancement of about 28%, similar to the effect of the diffuse reflector. The photocurrent can be further increased by coating the nanoparticles by a low refractive index dielectric, like MgF2, and applying the diffused reflector. The complete plasmonic cell structure comprises the polycrystalline silicon film, a silver nanoparticle array, a layer of MgF2, and a diffuse reflector. The Jsc for such cell is 21-23 mA/cm2, up to 45% higher than Jsc of the original cell without light-trapping or ~25% higher than Jsc for the cell with the diffuse reflector only.
Introduction
Light-trapping in silicon solar cells is commonly achieved via light scattering at textured interfaces. Scattered light travels through a cell at oblique angles for a longer distance and when such angles exceed the critical angle at the cell interfaces the light is permanently trapped in the cell by total internal reflection (Animation 1: Light-trapping). Although this scheme works well for most solar cells, there are developing technologies where ultra-thin Si layers are produced planar (e.g. layer-transfer technologies and epitaxial c-Si layers) 1 and or when such layers are not compatible with textures substrates (e.g. evaporated silicon) 2. For such originally planar Si layer alternative light trapping approaches, such as diffuse white paint reflector 3, silicon plasma texturing 4 or high refractive index nanoparticle reflector 5 have been suggested.
Metal nanoparticles can effectively scatter incident light into a higher refractive index material, like silicon, due to the surface plasmon resonance effect 6. They also can be easily formed on the planar silicon cell surface thus offering a light-trapping approach alternative to texturing. For a nanoparticle located at the air-silicon interface the scattered light fraction coupled into silicon exceeds 95% and a large faction of that light is scattered at angles above critical providing nearly ideal light-trapping condition (Animation 2: Plasmons on NP). The resonance can be tuned to the wavelength region, which is most important for a particular cell material and design, by varying the nanoparticle average size, surface coverage and local dielectric environment 6,7. Theoretical design principles of plasmonic nanoparticle solar cells have been suggested 8. In practice, Ag nanoparticle array is an ideal light-trapping partner for poly-Si thin-film solar cells because most of these design principle are naturally met. The simplest way of forming nanoparticles by thermal annealing of a thin precursor Ag film results in a random array with a relatively wide size and shape distribution, which is particularly suitable for light-trapping because such an array has a wide resonance peak, covering the wavelength range of 700-900 nm, important for poly-Si solar cell performance. The nanoparticle array can only be located on the rear poly-Si cell surface thus avoiding destructive interference between incident and scattered light which occurs for front-located nanoparticles 9. Moreover, poly-Si thin-film cells do not requires a passivating layer and the flat base-shaped nanoparticles (that naturally result from thermal annealing of a metal film) can be directly placed on silicon further increases plasmonic scattering efficiency due to surface plasmon-polariton resonance 10.
The cell with the plasmonic nanoparticle array as described above can have a photocurrent about 28% higher than the original cell. However, the array still transmits a significant amount of light which escapes through the rear of the cell and does not contribute into the current. This loss can be mitigated by adding a rear reflector to allow catching transmitted light and re-directing it back to the cell. Providing sufficient distance between the reflector and the nanoparticles (a few hundred nanometers) the reflected light will then experience one more plasmonic scattering event while passing through the nanoparticle array on re-entering the cell and the reflector itself can be made diffuse - both effects further facilitating light scattering and hence light-trapping. Importantly, the Ag nanoparticles have to be encapsulated with an inert and low refractive index dielectric, like MgF2 or SiO2, from the rear reflector to avoid mechanical and chemical damage 7. Low refractive index for this cladding layer is required to maintain a high coupling fraction into silicon and larger scattering angles, which are ensured by the high optical contrast between the media on both sides of the nanoparticle, silicon and dielectric 6. The photocurrent of the plasmonic cell with the diffuse rear reflector can be up to 45% higher than the current of the original cell or up to 25% higher than the current of an equivalent cell with the diffuse reflector only.

Polycrystalline silicon thin-film solar cells on glass are fabricated by deposition of boron and phosphorous doped silicon layers followed by crystallisation, defect passivation and metallisation. Plasmonic light-trapping is introduced by forming Ag nanoparticles on the silicon cell surface capped with a diffused reflector resulting in ~45% photocurrent enhancement.

Plasmonic geliştirilmiş Işık-tutucu ile Polycrystalline Silikon İnce-film Solar hücreler

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

Mühendislik

Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

High-intensity focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors, lipid-coated perfluorocarbon droplets have been developed which can be vaporized by HIFU. The vasculature in many tumors is abnormally leaky due to their rapid growth, and nanoparticles are able to penetrate the fenestrations and passively accumulate within tumors. Thus, controlling the size of the droplets can result in better accumulation within tumors. In this report, the preparation of stable droplets in a phase-shift nanoemulsion (PSNE) with a narrow size distribution is described. PSNE were synthesized by sonicating a lipid solution in the presence of liquid perfluorocarbon. A narrow size distribution was obtained by extruding the PSNE multiple times using filters with pore sizes of 100 or 200 nm. The size distribution was measured over a 7-day period using dynamic light scattering. Polyacrylamide hydrogels containing PSNE were prepared for in vitro experiments. PSNE droplets in the hydrogels were vaporized with ultrasound and the resulting bubbles enhanced localized heating. Vaporized PSNE enables more rapid heating and also reduces the ultrasound intensity needed for thermal ablation. Thus, PSNE is expected to enhance thermal ablation in tumors, potentially improving therapeutic outcomes of HIFU-mediated thermal ablation treatments.

Phase-shift nanoemulsions (PSNE) can be vaporized using high intensity focused ultrasound to enhance localized heating and improve thermal ablation in tumors. In this report, the preparation of stable PSNE with a narrow size distribution is described. Furthermore, the impact of vaporized PSNE on ultrasound-mediated ablation is demonstrated in tissue-mimicking phantoms.

Akustik Damlacık buharlaşması ve Bubble-gelişmiş Ultrason aracılı Ablasyon için dar Boyut Dağılımları ile Faz-shift Nanoemulsions sentezi

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Flame Experiments at the Advanced Light Source: New Insights into Soot Formation Processes

The following experimental protocols and the accompanying video are concerned with the flame experiments that are performed at the Chemical Dynamics Beamline of the Advanced Light Source (ALS) of the Lawrence Berkeley National Laboratory1-4. This video demonstrates how the complex chemical structures of laboratory-based model flames are analyzed using flame-sampling mass spectrometry with tunable synchrotron-generated vacuum-ultraviolet (VUV) radiation. This experimental approach combines isomer-resolving capabilities with high sensitivity and a large dynamic range5,6. The first part of the video describes experiments involving burner-stabilized, reduced-pressure (20-80 mbar) laminar premixed flames. A small hydrocarbon fuel was used for the selected flame to demonstrate the general experimental approach. It is shown how species&#8217; profiles are acquired as a function of distance from the burner surface and how the tunability of the VUV photon energy is used advantageously to identify many combustion intermediates based on their ionization energies. For example, this technique has been used to study gas-phase aspects of the soot-formation processes, and the video shows how the resonance-stabilized radicals, such as C3H3, C3H5, and i-C4H5, are identified as important intermediates7. The work has been focused on soot formation processes, and, from the chemical point of view, this process is very intriguing because chemical structures containing millions of carbon atoms are assembled from a fuel molecule possessing only a few carbon atoms in just milliseconds. The second part of the video highlights a new experiment, in which an opposed-flow diffusion flame and synchrotron-based aerosol mass spectrometry are used to study the chemical composition of the combustion-generated soot particles4. The experimental results indicate that the widely accepted H-abstraction-C2H2-addition (HACA) mechanism is not the sole molecular growth process responsible for the formation of the observed large polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs).

Gas sampling from laboratory-scale flames with online analysis of all species by mass spectrometry is a powerful method to investigate the complex mixture of chemical compounds occurring during combustion processes. Coupled with tunable soft ionization via synchrotron-generated vacuum-ultraviolet radiation, this technique provides isomer-resolved information and potentially fragment-free mass spectra.

İleri Işık Source Alev Deneyler: İs Oluşumu Süreçlerinin içine Yeni Trendleri

The following experimental protocols and the accompanying video are concerned with the flame experiments that are performed at the Chemical Dynamics ...

Scalable Nanohelices for Predictive Studies and Enhanced 3D Visualization

Spring-like materials are ubiquitous in nature and of interest in nanotechnology for energy harvesting, hydrogen storage, and biological sensing applications.&#160; For predictive simulations, it has become increasingly important to be able to model the structure of nanohelices accurately.&#160; To study the effect of local structure on the properties of these complex geometries one must develop realistic models.&#160; To date, software packages are rather limited in creating atomistic helical models.&#160; This work focuses on producing atomistic models of silica glass (SiO2) nanoribbons and nanosprings for molecular dynamics (MD) simulations. Using an MD model of &#8220;bulk&#8221; silica glass, two computational procedures to precisely create the shape of nanoribbons and nanosprings are presented.&#160; The first method employs the AWK programming language and open-source software to effectively carve various shapes of silica nanoribbons from the initial bulk model, using desired dimensions and parametric equations to define a helix.&#160; With this method, accurate atomistic silica nanoribbons can be generated for a range of pitch values and dimensions.&#160; The second method involves a more robust code which allows flexibility in modeling nanohelical structures.&#160; This approach utilizes a C++ code particularly written to implement pre-screening methods as well as the mathematical equations for a helix, resulting in greater precision and efficiency when creating nanospring models.&#160; Using these codes, well-defined and scalable nanoribbons and nanosprings suited for atomistic simulations can be effectively created.&#160; An added value in both open-source codes is that they can be adapted to reproduce different helical structures, independent of material.&#160; In addition, a MATLAB graphical user interface (GUI) is used to enhance learning through visualization and interaction for a general user with the atomistic helical structures.&#160; One application of these methods is the recent study of nanohelices via MD simulations for mechanical energy harvesting purposes.

Accurate modeling of nanohelical structures is important for predictive simulation studies leading to novel nanotechnology applications.&#160; Currently, software packages and codes are limited in creating atomistic helical models.&#160; We present two procedures designed to create atomistic nanohelical models for simulations, and a graphical interface to enhance research through visualization.

Öngörülü Çalışmaları Ölçeklenebilir Nanohelices ve Geliştirilmiş 3D Görselleştirme

Spring-like materials are ubiquitous in nature and of interest in nanotechnology for energy harvesting, hydrogen storage, and biological sensing ...

Silicon Metal-oxide-semiconductor Quantum Dots for Single-electron Pumping

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by quantum mechanical effects such as tunneling through single dopants, scattering via interface defects, and discrete trap charge states. However, progress in silicon technology has shown that these phenomena can be harnessed and exploited for a new class of quantum-based electronics. Among others, multi-layer-gated silicon metal-oxide-semiconductor (MOS) technology can be used to control single charge or spin confined in electrostatically-defined quantum dots (QD). These QD-based devices are an excellent platform for quantum computing applications and, recently, it has been demonstrated that they can also be used as single-electron pumps, which are accurate sources of quantized current for metrological purposes. Here, we discuss in detail the fabrication protocol for silicon MOS QDs which is relevant to both quantum computing and quantum metrology applications. Moreover, we describe characterization methods to test the integrity of the devices after fabrication. Finally, we give a brief description of the measurement set-up used for charge pumping experiments and show representative results of electric current quantization.

The fabrication process and experimental characterization techniques relevant to single-electron pumps based on silicon metal-oxide-semiconductor quantum dots are discussed.

Tek elektron pompalayabilme için Silikon Metal-oksit-yarıiletken Kuantum Noktaları

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by ...

Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly known as plasmonic effects, play an important role. Research in this field has, however, been impeded owing to the difficulty of fabricating devices containing the desired functional metal nanostructures. In order to provide a viable strategy to this issue, we herein show a transfer printing-based approach that allows the quick and low-cost integration of designed metal nanostructures with a variety of device architectures, including solar cells. Nanopillar poly(dimethylsiloxane) (PDMS) stamps were fabricated from a commercially available nanohole plastic film as a master mold. On this nanopatterned PDMS stamps, Ag films were deposited, which were then transfer-printed onto block copolymer (binding layer)-coated hydrogenated microcrystalline Si (&#181;c-Si:H) surface to afford ordered Ag nanodisk structures. It was confirmed that the resulting Ag nanodisk-incorporated &#181;c-Si:H solar cells show higher performances compared to a cell without the transfer-printed Ag nanodisks, thanks to plasmonic light trapping effect derived from the Ag nanodisks. Because of the simplicity and versatility, further device application would also be feasible thorough this approach.

A viable transfer printing-based methodology to introduce plasmonic metal nanostructures in solar cells is described. Using nanopillar poly(dimethylsiloxane) stamps, an Ag-based ordered nanodisk array was integrated with standard hydrogenated microcrystalline Si solar cells, which led to improved device performances due to plasmonic light trapping.

Transfer Baskı ile Hidrojene Mikrokristal Silikon Güneş Pilleri Işık Yakalama Gümüş Nanoyapıların Entegrasyonu

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve<em&gt; In Situ</em&gt; Morfoloji Karakterizasyonu

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Fabrication and Operation of Acoustofluidic Devices Supporting Bulk Acoustic Standing Waves for Sheathless Focusing of Particles

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must be smaller than the incident wavelength of sound and the width of the fluidic channels are typically tens to hundreds of micrometers across, acoustofluidic devices typically use ultrasonic waves generated from a piezoelectric transducer pulsating at high frequencies (in the megahertz range). At characteristic frequencies that depend on the geometry of the device, it is possible to induce the formation of standing waves that can focus particles along desired fluidic streamlines within a bulk flow. Here, we describe a method for the fabrication of acoustophoretic devices from common materials and clean room equipment. We show representative results for the focusing of particles with positive or negative acoustic contrast factors, which move towards the pressure nodes or antinodes of the standing waves, respectively. These devices offer enormous practical utility for precisely positioning large numbers of microscopic entities (e.g., cells) in stationary or flowing fluids for applications ranging from cytometry to assembly.

Acoustofluidic devices use ultrasonic waves within microfluidic channels to manipulate, concentrate and isolate suspended micro and nanoscopic entities. This protocol describes the fabrication and operation of such a device supporting bulk acoustic standing waves to focus particles in a central streamline without the aid of sheath fluids.

Fabrikasyon ve Acoustofluidic Cihazlarının Çalışma Parçacıkların yoğunlaşırken Sheathless için Toplu Akustik Daimi Dalgalar desteklenmesi

Acoustophoresis refers to the displacement of suspended objects in response to directional forces from sound energy. Given that the suspended objects must ...

Measurement of Quantum Interference in a Silicon Ring Resonator Photon Source

Silicon photonic chips have the potential to realize complex integrated quantum information processing circuits, including photon sources, qubit manipulation, and integrated single-photon detectors. Here, we present the key aspects of preparing and testing a silicon photonic quantum chip with an integrated photon source and two-photon interferometer. The most important aspect of an integrated quantum circuit is minimizing loss so that all of the generated photons are detected with the highest possible fidelity. Here, we describe how to perform low-loss edge coupling by using an ultra-high numerical aperture fiber to closely match the mode of the silicon waveguides. By using an optimized fusion splicing recipe, the UHNA fiber is seamlessly interfaced with a standard single-mode fiber. This low-loss coupling allows the measurement of high-fidelity photon production in an integrated silicon ring resonator and the subsequent two-photon interference of the produced photons in a closely integrated Mach-Zehnder interferometer. This paper describes the essential procedures for the preparation and characterization of high-performance and scalable silicon quantum photonic circuits.

Silicon photonic chips have the potential to realize complex integrated quantum systems. Presented here is a method for preparing and testing a silicon photonic chip for quantum measurements.

Işık Geliştirilmiş Hidroflorik Asit Pasifleme: Dökme Silikon Kusurları Tespit için Hassas Tekniği

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler