Patterned Silicon nanowires p-doped by AI-induced crystallization for photovoltaic applications

Abstract

Zwei physikalische Prozesse sind betrachtet: (i) das Wachstum von gepatternten Si Nanodrähten (NWs) via Vapor-Liquid-Solid Mechanismus durch chemische Gasabscheidung mit Silan und (ii) der Kristallisationprozess von Si induziert von Al (AIC). Diese Prozesse sind für die Herstellung einer NW-basierten Solarzelle kombiniert. Die epitaktische kristalline Si NWs sind von gepatterten Au Dots katalysiert, so dass die Position und der Durchmesser (der die Dotierung beeinflusst) der NWs bestimmt werden. Die Au-Katalysatoren sind einzeln durch die von einer fokussierten Elektronenstrahl (FEB) induzierte Abscheidung oder großflächig via Nanokügelchen Lithographie hergestellt. Die NWs können n-dotiert werden. Die Dotierung der p-Seite der untersuchten Solarzelle erfolgt durch den AIC Prozess, der thermodynamisch beschrieben wird und experimentell erlaubt, eine epitaktische p-Si Schicht um jeden Draht zu erhalten und damit eine NW-basierten Solarzelle herzustellen, die charakterisiert wird.