Single-crystalline silicon nanowire arrays (SiNWAs) using electroless metal-assisted etchings of p-type silicon were successfully fabricated. Ag nanoparticle deposition on silicon wafers in HF solution acted as a localized micro-electrochemical redox reaction process in which both anodic and cathodic process took place simultaneously at the silicon surface to give SiNWAs. The growth effect of SiNWs was investigated by changing of etching times. The morphologies of SiNWAs were obtained by SEM observation. Well-aligned nanowire arrays perpendicular to the surface of the silicon substrate were produced. Optical characteristics of SiNWs were measured by FT-IR spectroscopy and indicated that the surface of SiNWs are terminated with hydrogen. The thicknesses and lengths of SiNWs are typically 150-250 nm and 2 to 5 microns, respectively.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.32
no.3
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pp.235-238
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1999
Silicon dioxide films were prepared by anodizing silicon wafers in an ethylene $glycol+HNO_3(0.04{\;}N)$ at 20 to $70^{\circ}C$. The voltage between silicon anode and platinum cathode was measured during this process. Under the constant current electrolysis, the voltage increased with oxide film growth. The transition time at which the voltage reached the predetermined value depended on the temperature of the electrolyte. After the time of electrolysis reached the transition time, the anodization was changed the constant voltage mode. The depth profile of oxide film/Si substrate was confirmed by XPS analysis to study the influence of the electrolyte temperature on the anodization. Usually, the oxide-silicon peaks disappear in the silicon substrate, however, this peak was not small at $45^{\circ}C$ in this region.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2006.11a
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pp.116-117
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2006
We investigated selective emitter effect of Porous Silicon (PSI) as antireflection coatings (ARC). The thin PSi layer, less than 100nm, was electrochemically formed by electrochemical method in about $3{\mu}m$ thick $n^+$ emitter on single crystalline silicon wafer (sc-Si). The appropriate PSi formations for selective emitter effect were carried out a two steps. A first set of samples allowed to be etched after metal-contact processing and a second one to evaporate Ag front-side metallization on PSi layer, by evaluating the I-V features The PSi has reflectance less than 20% in wavelength for 450-1000nm and porosity is about 60%. The cell made after front-contact has improved cell efficiency of about in comparison with the one made after PSi. The observed increase of efficiency for samples with PSi coating could be explained not only by the reduction of the reflection loss and surface recombination but also by the increased short-circuit current (Isc) within selective emitter. The assumption was confirmed by numerical modeling. The obtained results point out that it would be possible to prepare a solar cell over 15% efficiency by the proposed simple technology.
#140 mesh and #600 mesh wheels were adopted to grind (111) and (100) oriented single crystalline silicon wafer and the grinding induced change of the surface integrity was investigated. For this purpose, microroughness, residual stress and phase transformation were analyzed for the ground surface. Microroughness was analyzed using AFM (Atomic Force Microscope) and crystal structure was analyzed using micro-Raman spectroscopy. The residual stress and phase transformation were also analyzed after thermal annealing in the air. As a result, microroughness of (111) wafer was larger than that of (100) wafer after grinding. It was observed using Raman spectrum that the silicon was transformed from diamond cubic Si-I to Si-III(body centered tetragonal) or Si-XII(rhombohedral). Residual stress relaxation was also shown in cavities which were produced after grinding. The thermal annealing was effective for the recovery of the silicon phase to the original phase and the residual stress relaxation.
KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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v.4C
no.4
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pp.181-184
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2004
Thin films of single phase, polycrystalline silicon germanium (Si$_{1-x}$ Ge$_{x}$) were prepared by ion-beam evaporation (IBE) using Si-Ge multi-phase targets. After irradiation of the targets by a pulsed light ion beam with peak energy of 1 MV, 450 and 480 nm thick films were deposited on Si single crystal and quartz glass substrates, respectively. From XRD analysis, the thin films consisted of a single phase Si$_{1-x}$ Ge$_{x}$, whose composition is close to those of the targets.rgets.
Hyun, Ji Yeon;Song, In Seol;Kim, Jae Eun;Bae, Soohyun;Kang, Yoonmook;Lee, Hae-Seok;Kim, Donghwan
Current Photovoltaic Research
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v.5
no.2
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pp.63-67
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2017
Aluminum oxide ($Al_2O_3$) film deposited by atomic layer deposition (ALD) is known to supply excellent surface passivation properties on crystalline Si surface. The quality of passivation layer is important for high-efficiency silicon solar cell. double-layer structures have many advantages over single-layer materials. $Al_2O_3/SiN_X$ passivation stacks have been widely adopted for high- efficiency silicon solar cells. The first layer, $Al_2O_3$, passivates the surface, while $SiN_X$ acts as a hydrogen source that saturates silicon dangling bonds during annealing treatment. We explored the properties on passivation film of $Al_2O_3/SiN_X$ stack layer with changing the conditions. For the post annealing temperature, it was found that $500^{\circ}C$ is the most suitable temperature to improvement surface passivation.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.13
no.2
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pp.125-130
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2000
Two step growth of reduced pressure chemical vapor eposition has been successfully developed to achieve in-situ phosphorus-doped silicon epilayers, and the characteristic evolution on their microstructures has been investigated using scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and secondary ion mass spectroscopy. The two step growth, which employs heavily in-situ P doped silicon buffer layer grown at low temperature, proposes crucial advantages in manipulating crystal structures of in-situ phosphorus doped silicon. In particular, our experimental results showed that with annealing of the heavily P doped silicon buffer layers, high-quality epitaxial silicon layers grew on it. the heavily doped phosphorus in buffer layers introduces into native oxide and plays an important role in promoting the dispersion of native oxides. Furthermore, the phosphorus doping concentration remains uniform depth distribution in high quality single crystalline Si films obtained by the two step growth.
Park, Joo Hyung;Lee, Jae Hee;Song, Jinsoo;Lee, Jeong Chul
한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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2011.05a
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pp.105.1-105.1
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2011
To enhance the performance of photovoltaic a-Si:H solar cells with a hybrid-type light absorbing structure of single crystal silicon nanoparticles (Si NPs) in a-Si:H matrix, single crystal Si NPs were produced by laser pyrolysis. The Si NPs were synthesized by $SiH_4$ gas decomposition using a $CO_2$ laser. The properties of Si NPs were controlled by process parameters such as $CO_2$ laser power, reactive gas pressure, and $H_2/SiH_4$ gas flows. The crystalline properties and sizes of Si NPs were analyzed by High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM). The sizes of Si NPs were controllable in the range of 5-15 nm in diameter and the effects of process parameters of laser pyrolysis were systematically investigated.
Kim, Jin-Kuk;Park, Je-Jun;Hong, Ji-Hwa;Kim, Nam-Soo;Kang, Gi-Hwan;Yu, Gwon-Jong;Song, Hee-Eun
한국태양에너지학회:학술대회논문집
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2012.03a
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pp.243-247
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2012
The paper focuses on an anti-reflection (AR) coating deposited by PECVD in silicon solar cell fabrication. AR coating is effective to reduce the reflection of the light on the silicon wafer surface and then increase substantially the solar cell conversion efficiency. In this work, we carried out experiments to optimize double AR coating layer with silicon nitride and silicon oxide for the silicon solar cells. The p-type mono crystalline silicon wafers with $156{\times}156mm^2$ area, 0.5-3 ${\Omega}{\cdot}cm$ resistivity, and $200{\mu}m$ thickness were used. All wafers were textured in KOH solution, doped with $POCl_3$ and removed PSG before ARC process. The optimized thickness of each ARC layer was calculated by theoretical equation. For the double layer of AR coating, silicon nitride layer was deposited first using $SiH_4$ and $NH_3$, and then silicon oxide using $SiH_4$ and $N_2O$. As a result, reflectance of $SiO_2/SiN_x$ layer was lower than single $SiN_x$ and then it resulted in increase of short-circuit current and conversion efficiency. It indicates that the double AR coating layer is necessary to obtain the high efficiency solar cell with PECVD already used in commercial line.
This paper describes the characteristics of cubic silicon carbide (3C-SiC) films grown on a carbonized Si(100) substrate, using hexamethyldisilane (HMDS, $Si_2(CH_3)_6$) as a safe organosilane single precursor in a nonflammable $H_2$/Ar ($H_2$ in Ar) mixture carrier gas by atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) at $1280^{\circ}C$. The growth process was performed under various conditions to determine the optimized growth and carbonization condition. Under the optimized condition, grown film has a single crystalline 3C-SiC with well crystallinity, small voids, low residual stress, low carrier concentration, and low RMS. Therefore, the 3C-SiC film on the carbonized Si (100) substrate is suitable to power device and MEMS fields.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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