Influence of hydrogen dilution

on intrinsic layer of a-SiC:H PIN solar cells

Influence de la dilution dE l’hydrogène

de la couche intrinsèque sur les PROPRIETES

DES cellules solaires PIN à base de a-SiC :H

R. Gharbi1*, M. Abdelkrim2, M. Mars1, M. Fathallah1, C. F. Pirri3, E. Tresso3

1.Laboratoire des Semiconducteurs et Dispositifs Electroniques,

Ecole Supérieure des Sciences et Techniques de Tunis, 05 Av. Taha Hussein, 1008 Montfleury.Tunis, Tunisie

2 Département de Physique, Faculté des Sciences de Tunis. Campus Universitaire.1060 Tunis, Tunisie

3 Politecnico di Torino, c.so Ducca Degli Abruzzi,24; 10129 Torino, Italy

* Corresponding author. Email: rached.gharbi@esstt.rnu.tn

Received : 11 May 2002; revised version accepted :10 February 2004

Abstract

Optical and electrical properties of amorphous silicon carbon alloys (a-SiC:H) samples are improved by hydrogen dilution. The density of states was decreased and the electrical conductivity enhanced. But the characteristics of the solar cell were damaged by hydrogen dilution, the shape of J-V characteristic was deformed, the series resistance is higher and the shunt resistance very small. However, the short current of diluted cells is greater, the fill factor and efficiency were low compared to the undiluted ones. When the thickness of intrinsic layer decreased , the PIN structure of the solar cell change to PN under illumination. Defects in the interface i/p increase as results of hydrogen dilution.

Keywords: Solar cell; p-i-n structure; Amorphous silicon carbon alloys; Density of defects; Hydrogen dilution.

Résumé

La dilution de l’hydrogène améliore les propriétés optiques et électriques des échantillons de l’alliage silicium carbone amorphe hydrogéné (a-SiC :H) en diminuant la densité des défauts et en améliorant la conductivité électrique. Cependant, une détérioration des caractéristiques des cellules solaires diluées a été observée. Cela se traduit par une déformation des caractéristiques J-V à l’éclairement, une grande résistance série et une résistance shunt faible. Malgré le courant de court circuit plus important dans le cas des cellules à couches intrinsèques diluées, le rendement et le facteur de forme sont plus faibles que dans le cas des cellules préparées sans dilution de l’hydrogène. La diminution de l’épaisseur de la couche intrinsèque montre le changement de la structure PIN à l’obscurité vers une structure PN sous éclairement et l’apparition de défauts à l’interface i/p favorisée par la dilution de l’hydrogène.

Mots clés : Cellule solaire; Structure p-i-n ; Silicium carbone amorphe hydrogéné ; Densité des défauts ; Dilution dans l’hydrogène.

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