Publication

Nanometer- and Micrometer-Scale Texturing for High-Efficiency Micromorph Thin-Film Silicon Solar Cells

Résumé

Optimized transparent conductive oxide front electrodes are vital to further increase the efficiency of thin-film silicon solar devices. We report details on the fabrication of multiscale textured zinc oxide substrates and their implementation in amorphous silicon/microcrystalline silicon tandem (micromorph) devices. Such substrates allow separate optimization of light trapping in the top and bottom cells, and efficient decoupling of transparency and conduction.We show in particular the need for sharp, nanoscale texturing for antireflection and light trapping in the top cell.We also show that smooth, micrometer-scale texturing can efficiently improve large-wavelength light management without degrading the quality of the silicon material grown on the substrate. By combining the appropriate morphologies, high currents can be reached in both the top and bottom subcells, while conserving the optimal electrical properties of the solar cells.

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Crystalline silicon
Crystalline silicon or (c-Si) Is the crystalline forms of silicon, either polycrystalline silicon (poly-Si, consisting of small crystals), or monocrystalline silicon (mono-Si, a continuous crystal). Crystalline silicon is the dominant semiconducting material used in photovoltaic technology for the production of solar cells. These cells are assembled into solar panels as part of a photovoltaic system to generate solar power from sunlight. In electronics, crystalline silicon is typically the monocrystalline form of silicon, and is used for producing microchips.
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