Properties of Undoped and (Al, In) Doped ZnO Thin Films Prepared by Ultrasonic Spray Pyrolysis for Solar Cell Applications

Zinc oxide (ZnO) is an n-type semiconductor with a large optical gap (3.4 eV) belonging to the transparent conductive oxides family (TCO). Strongly present as optical window in the chalcopyrite based structures CIGS and CIS. The structural, morphological, optical and electrical properties of ZnO thin films deposited onto glass substrates by ultrasonic spray pyrolysis (USP) technique have been investigated. For comparison and a better understanding of physical properties of undoped and (Al, In) doped ZnO thin films, a number of techniques, including XRD, SEM, optical absorption method (UV) and four-point probe technique were used to characterize the obtained ZnO thin films. Structural analysis shows that all the films were found to be polycrystalline with a wurtzite structure and show a (1 0 1) preferential growth. Besides, we noted that the preferred orientation does not depend on the nature of dopant. The band gaps (Eg) varied from 3.35 to 3.37 eV by Al and In dopants

Вплив товщини пластини та кількості сіток трафаретного друку на Al-BSF у кристалічних кремнієвих сонячних елементах

У роботі були проведені експериментальні дослідження процесу легування алюмінієвих (Al) паст, надрукованих трафаретним друком на кремнієвих поверхнях для сонячних елементів. Досліджений вплив товщини пластини та кількості сіток трафаретного друку на властивості поля задньої поверхні Al (Al-BSF) кремнієвих сонячних елементів Чохральського (Cz-Si). Використовувалися екрани з різною кількістю сіток (150, 200 і 400 меш) для друку різної кількості пасти Al (7, 9,4 та 12 мг/см2). Швидкий термічний відпал (RTP) при 750 °C і 800 °C протягом 60 с був застосований для формування ALBSF. SEM показав утворення шорсткої поверхні з шаром легуючого шару товщиною 4,31 мкм на об’ємній кремнієвій пластині. Аналіз ECV та SIMS показав, що пікова температура відпалу 750 °C і кількість пасти Al 12 мг/см2 підходять для створення оптимального Al-BSF. Ця робота виявила, що на властивості Al-BSF сильно впливає кількість меш, яка використовується для трафаретного друку пасти Al. Однак не було помічено монотонного зв’язку з товщиною пластини. Маска з 150 меш дозволила отримати високі концентрації Al на поверхні, максимальну глибину дифузії та більший середній час життя носіїв заряду.In this study, experiments on the alloying process from screen-printed aluminum (Al) pastes on silicon surfaces for solar cell applications were conducted. We investigated the effect of wafer thickness and screen-printing mesh counts on the Al back surface field (Al-BSF) properties of Czochralski silicon (Cz-Si) solar cells Screens with different mesh counts (150, 200 and 400 mesh) were used to print variable amounts of Al paste (7, 9.4 and 12 mg/cm2). Rapid thermal annealing (RTP) annealing processes of 750 °C and 800 °C for 60 s were applied to form AL-BSF. SEM micrographs showed the formation of a rough surface with 4.31 µm alloying layer over bulk Si wafer. ECV and SIMS analysis showed that an annealing peak temperature of 750 °C and an amount of Al paste of 12 mg/cm2 are suitable for the creation of an optimal Al-BSF. This work revealed that Al-BSF properties are strongly affected by the mesh counts used in screen-printing of Al paste. However, no monotonic relationship was noticed with the wafer thickness. The mask with 150 meshes allowed to obtain high Al concentrations at the surface, maximum diffusion depth and longer average lifetimes of charge carriers

Abstracts of 1st International Conference on Computational & Applied Physics

This book contains the abstracts of the papers presented at the International Conference on Computational & Applied Physics (ICCAP’2021) Organized by the Surfaces, Interfaces and Thin Films Laboratory (LASICOM), Department of Physics, Faculty of Science, University Saad Dahleb Blida 1, Algeria, held on 26–28 September 2021. The Conference had a variety of Plenary Lectures, Oral sessions, and E-Poster Presentations. Conference Title: 1st International Conference on Computational & Applied PhysicsConference Acronym: ICCAP’2021Conference Date: 26–28 September 2021Conference Location: Online (Virtual Conference)Conference Organizer: Surfaces, Interfaces, and Thin Films Laboratory (LASICOM), Department of Physics, Faculty of Science, University Saad Dahleb Blida 1, Algeria