Fabrication and optimization of silicon solar cell characteristics by using porous silicon layers on the front and back sides
Other Title(s)
تصنيع و تحسين خواص الخلية الشمسية السليكونية باستخدام طبقات السليكون المسامي على الجانبين الأمامي و الخلفي للخلية
Joint Authors
al-Maliki, Muhammad Gharib
Nawar, Hajir Abd al-Hakim
Yusuf, Jamal Mahmud
al-Nahhas, Mahmud Muhammad
Source
Journal of Environmental Science
Issue
Vol. 49, Issue 9، ج. 1 (30 Sep. 2020), pp.1-30, 30 p.
Publisher
Ain Shams University Institute of Environmental Studies and Rese Arch Accredited
Publication Date
2020-09-30
Country of Publication
Egypt
No. of Pages
30
Main Subjects
Earth Sciences, Water and Environment
Physics
Topics
- Solar cells
- Spectrometers
- Electrical properties
- Infrared
- Surface chemistry
- Chemical synthesis
- Porous silicon
Abstract AR
يعتبر السليكون المسامي ذو تطبيقات هامة في مجال الخلايا الشمسية وذلك بسب مساحة السطح الكبيرة نسبيا إلى الحجم، و التركيب الكيميائي السطحي الملائم.
في هذه الدراسة تم تحضير عينات من طبقة السليكون المسامي من موصل سليكون من نوعn+p/Si) ) وذلك باستخدام عملية التنميش الكهروكيميائي عن طريق استخدام ثلاثة قيم مختلفة لكثافة التيار الكهربي 25، 50، 75 ملي أمبير/ سم2.
تم دراسة تأثير استخدام هذه القيم على الخواص السطحية (SEM) باستخدام الميكروسكوب الإلكتروني الماسح، الضوئية (PL) باستخدام مطياف الوميض الضوئي، الإنعكاسية (R) باستخدام مقياس الطيف الضوئي، الكيميائية (FTIR) باستخدام طيف الأشعة تحت الحمراء و خواص منحنى(J-V) باستخدام مصدر تيار كهربي من نوع (keithely 2400 source meter) لطبقات السليكون المسامي المحضر على الجانبين الأمامي و الخلفي للموصل.
أظهرت الخواص السطحية بالنسبة لطبقات السليكون المسامي على الجانب الأمامي للموصل عدم تماثل انتشار المسام على السطح كما أن المسام ذات احجام متفاوتة بمسامية في حدود90 % .
على النقيض فعينات السليكون المسامي المحضر على الجانب الخلفي يبدو فيها انتشار المسام على طول السطح بأحجام شبه متساوية و نسبة مسامية تصل إلى 98% .
يظهر طيف الوميض الضوئي لطبقة السليكون المسامي أعلى ارتفاع للقمه عند المدى الطيفي 659 نانومتر و كثافة تيار بقيمة 50 ملي أمبير/ سم2 لكل من الجانبين الأمامي و الخلفي للموصل.
كما سجلت نتائج الإنعكاسية السطحية لطبقة السليكون المسامي المحضر على الوجهين الأمامي و الخلفي للموصل أقل قيما لها لنفس كثافة التيار الكهربي.
أوضح طيف الأشعة تحت الحمراء ظهور قمم ذات كثافة مرتفعة لنفس العينات ذات الكثافة العالية للوميض الطيفي.
وقد حققت نتائج استخدام طبقة السليكون المسامي على الجانبين الأمامي و الخلفي معا للخلية الشمسية إلى زيادة كفاءتها بنسبة تصل إلى17 % لذلك فإن استخدام طبقات السليكون المسامي على الجانبين الأمامي و الخلفي للخلية الشمسية يزيد من فاعليتها و يوصي به لإستخدامة كأحد المواد الهامة في صناعة الخلايا الشمسية.
Abstract EN
Porous silicon layer (PSL) has emerged in potential solar cell applications because of its high surface area to volume ratio, convenient surface chemistry and large energy band gap ≈1.9 ev.
PSL has been prepared from n+p/Si junction using electrochemical etching (ECE) with three different current densities 25, 50 and 75 mA/cm2 on the front and back side of the junction.
The influence of varying current density on morphological, optical, chemical and electrical properties of PS has been inspected.
SEM micrographs showed that the surface porosity of 90% on the front side, in contrast the etched back surface seemed in harmonic shape with identical pore size and porosity of 98% .
The PL spectrum peak ranged from 640 to 670 nm.
PSL formed on both sides has the lowest reflectivity at current density of 50 mA/cm2.
The obtained FTIR spectra of the samples with a relatively high PL intensity exhibit a developed broad transmission bands in the range of 600 to 4000 Solar cell conversion efficiency of PSL formed on both sides is increased to 17% compared to other workers.
Solar cell based on PSL formed on both sides provides stability and it is recommended for industry manufacturing.
American Psychological Association (APA)
Nawar, Hajir Abd al-Hakim& Yusuf, Jamal Mahmud& al-Nahhas, Mahmud Muhammad& al-Maliki, Muhammad Gharib. 2020. Fabrication and optimization of silicon solar cell characteristics by using porous silicon layers on the front and back sides. Journal of Environmental Science،Vol. 49, no. 9، ج. 1, pp.1-30.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1283697
Modern Language Association (MLA)
Nawar, Hajir Abd al-Hakim…[et al.]. Fabrication and optimization of silicon solar cell characteristics by using porous silicon layers on the front and back sides. Journal of Environmental Science Vol. 49, no. 9, ج. 1 (Sep. 2020), pp.1-30.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1283697
American Medical Association (AMA)
Nawar, Hajir Abd al-Hakim& Yusuf, Jamal Mahmud& al-Nahhas, Mahmud Muhammad& al-Maliki, Muhammad Gharib. Fabrication and optimization of silicon solar cell characteristics by using porous silicon layers on the front and back sides. Journal of Environmental Science. 2020. Vol. 49, no. 9، ج. 1, pp.1-30.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1283697
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
-
Record ID
BIM-1283697
