Farklı Üretim Parametrelerinin Katı Faz Kristalizasyon (SPC) Tekniği Kullanılarak Üretilen Polikristal Silisyum İnce Filmlerin Kalitesi Üzerine Etkileri
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2019
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Gazi Univ
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Yüksek elektronik kaliteleri ve optimize edilmiş eklem yapıları nedeniyle SiNx kaplı cam alttaş üzerindeki polikristal silisyum (poly-Si) ince filmler, hacimsel silisyum bazlı güneş hücrelerine karşı umut vaat edici alternatif yaklaşımlardır. Bu çalışmada, poly-Si filmler katı faz kristalizasyonu (SPC) tekniği ile üretilmişlerdir. Filmler, klasik tüp fırında 600oC’de 8-26 saat aralığında kristalleştirilmişlerdir. SiNx kaplı cam alttaş üzerindeki poly-Si ince filmlerin yapısal ve optiksel özellikleri araştırılmıştır. Poly-Si ince filmlerin yönelimi ve kristalit büyüklüğü X-ışını kırınımı (XRD) kullanılarak incelenirken filmlerin kristallenme derecesi mikro Raman spektroskopisi ile çalışılmıştır. Kristalizasyon süresinin filmin kalitesi üzerine önemli etkileri olduğu bulunmuştur. Deneyler sonucunda, tavlama süresi 8 saatten 26 saate arttırıldığında kristallenme derecesinin %10’dan %95’e arttığını göstermiştir. 600oC’de kristallenen SPC poly-Si filmlerin tercihli yönelimi tüm tavlama zamanları için <111>’dir. Diğer yandan, artan tavlama süresi kristalit boyutunu 29,6nm’den 36,3nm’e büyütmüştür. Bu analizlere ek olarak, bu çalışmada, e-demeti sistemi ile büyütülen a-Si’un üretim esnasında kullanılan potanın SPC poly-Si filmin kristal kalitesi üzerine etkileri de araştırılmıştır. Sonuçlar göstermiştir ki e-demeti sisteminde kullanılan potanın malzemesinin grafit yerine molibden (Mo) olması gerektiği ve SPC tekniğini ile oluşturulan poly-Si filmlerin kalitesi üzerine önemli etkisi olduğu görülmüştür.
Polycrystalline silicon (poly-Si) thin films on SiNx-coated glass substrates are the promising alternative approach to bulk silicon based solar cells thanks to those of the high electronic qualities and optimized junction structures. In this work, the poly-Si films have been fabricated by Solid Phase Crystallization (SPC) technique. The films were crystallized in a classical tube furnace at 600 degrees C for 8-26 hours. The structural and optical properties of poly-Si thin films on SiNx-coated glass substrates were investigated. The degree of crystallinity of films were studied by micro-Raman Spectroscopy while the orientation and the crystallite size of poly-Si thin films were studied using X-Ray Diffraction (XRD). It is found that crystallization duration has a great effect on the quality of the film. The results of experiments show that the degree of crystallinity increases from 10% to 95% by increasing the annealing duration from 8 hours to 26 hours. The preferential orientation of SPC poly-Si films crystallized at 600 degrees C is <111> for all annealing times. On the other hand, enhanced annealing duration scales grain size up from 29.6nm to 36.3nm. In addition to these analyses, in this work, the effects of crucible on the crystal quality of SPC poly-Si films are also investigated. The results show that the material of crucible used in e-beam system should be molybdenum (Mo) instead of graphite and has the significant effects on the quality of poly-Si films formed by SPC technique.
Polycrystalline silicon (poly-Si) thin films on SiNx-coated glass substrates are the promising alternative approach to bulk silicon based solar cells thanks to those of the high electronic qualities and optimized junction structures. In this work, the poly-Si films have been fabricated by Solid Phase Crystallization (SPC) technique. The films were crystallized in a classical tube furnace at 600 degrees C for 8-26 hours. The structural and optical properties of poly-Si thin films on SiNx-coated glass substrates were investigated. The degree of crystallinity of films were studied by micro-Raman Spectroscopy while the orientation and the crystallite size of poly-Si thin films were studied using X-Ray Diffraction (XRD). It is found that crystallization duration has a great effect on the quality of the film. The results of experiments show that the degree of crystallinity increases from 10% to 95% by increasing the annealing duration from 8 hours to 26 hours. The preferential orientation of SPC poly-Si films crystallized at 600 degrees C is <111> for all annealing times. On the other hand, enhanced annealing duration scales grain size up from 29.6nm to 36.3nm. In addition to these analyses, in this work, the effects of crucible on the crystal quality of SPC poly-Si films are also investigated. The results show that the material of crucible used in e-beam system should be molybdenum (Mo) instead of graphite and has the significant effects on the quality of poly-Si films formed by SPC technique.
Açıklama
WOS: 000462172000024
Anahtar Kelimeler
Thin film, polycrystalline silicon, solid phase crystallization, fabrication parameters
Kaynak
Journal Of Polytechnic-Politeknik Dergisi
WoS Q Değeri
N/A
Scopus Q Değeri
Cilt
22
Sayı
2
