Surface treatment for enhancing optical and opto-electronic properties of multicrystalline silicon

Le traitement de surface de silicium multicristallin pour améliorer les propriétés optiques et optroniques

Laboratoire de photovoltaïque, Centre de Recherches et des Technologies de l’Énergie, Technopole de Borj-Cédria, BP 95, 2050 Hammam-Lif, Tunisia
e-mail: rabha2222@yahoo.fr

Received: 10 November 2009
Accepted: 8 March 2010

Abstract

In this work we report on a new and simple process used in order to enhance optical and opto-electronic properties of multicrystalline silicon. We present investigation on surface texturisation, and porous silicon and silicon nitride treatments as antireflection and passivation coatings. The reflectance of the produced surface was measured by PerkinElmer Lambda 950 spectrophotometer equipped with an integrating sphere. The topography of the treated surface was investigated using scanning electron microscopy (SEM) and the effective diffusion length was evaluated from the Laser-beam-induced current (LBIC) technique. Consequently the minority carriers difusion length in the multicrystalline material was enhanced from 138 μm to 443 μm after combining porous silicon and silicon nitride treatments and the total reflectivity of the sample is reduced from 24% to about 6%.

Résumé

Ce travail consiste à étudier l’effet du traitement de surface du silicium multicristallin (mc-Si) sur ses propriétés optiques et optoélectroniques, en utilisant une méthode simple d’attaque chimique (stain etching) et la technique de PECVD. Ces deux techniques ont permis de texturiser les substrats de mc-Si et la formation de silicium poreux et de nitrure de silicium. La réflectivité totale de la surface traitée a été mesurée par un spectrophotomètre équipé d’une sphère intégratrice. La topographie de la surface traitée a été examinée par microscopie électronique à balayage (MEB) alors que la longueur de diffusion effective du matériau a été évaluée par la technique du courant induit par faisceau laser (LBIC). Le double traitement silicium poreux/nitrure de silicium améliore la longueur de diffusion dans le mc-Si de 138 μm à 443 μm, avec une réduction spectaculaire de la réflectivité totale de 24 % à environ 6 %.