Cristalización epitaxial en fase sólida de películas de silicio amorfo

BUDINI, N.; SCHMIDT, J. A.; ARCE, R. D.; BUITRAGO, R. H.

Malargüe

Congreso; 95º Reunión Nacional de Física; 2010

Asociación Física Argentina

Se estudia la cristalización epitaxial de películas de silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H), obtenidas por deposición química desde la fase vapor asistida por plasma (PECVD), sobre capas semilla de silicio policristalino (pc-Si) de gran tamaño de grano (~100 μm). Las capas de pc-Si (~0,2 μm de espesor) se obtuvieron mediante cristalización inducida por Ni de a-Si:H. Se buscan las condiciones para que la cristalización de la capa amorfa superior sea epitaxial, o columnar, copiando la capa inferior (semilla). Para que esto sea posible es necesario eliminar el Ni remanente de la capa inferior. Este proceso puede utilizarse para elaborar junturas de silicio tipo n/p con aplicación en celdas fotovoltaicas de bajo costo. Para esto se dopa la capa semilla por difusión térmica de P (tipo-n), mientras que la capa superior se deposita ya dopada con B (tipo-p). Los dopantes afectan de diferentes maneras al proceso de cristalización se ha optimizado un procedimiento que consta de los siguientes pasos: deposición de la capa semilla en estado amorfo, cristalización de la misma mediada por Ni, remoción del Ni remanente y dopaje con P por difusión, deposición de la capa a cristalizar epitaxialmente dopada tipo-p, tratamiento térmico adecuado. De esta manera se pueden obtener estructuras del tipo vidrio/n+/p-/p+ que constituyen una celda fotovoltaica básica. Al agregar un óxido transparente-conductor (antireflectante), entre las capas vidrio/n+, y un metal posterior se completa la celda.