Зорина М.В. Михайленко М.С. Пестов А. Перекалов А.А.
Формирование антиотражающей структуры на поверхности монокристаллического кремния ускоренными ионами инертных газов
Докладчик: Зорина М.В.
Существует ряд задач, в которых необходимо уменьшение коэффициента отражения от поверхности. Одной из таких задач является повышение КПД солнечных элементов за счёт подавления отражения. Ранее в работе [1] была показана возможность создания разви-того рельефа на поверхности основных срезов монокристаллического кремния, используя ускоренные ионы аргона. Более того, при таком режиме амплитуда неоднородности на по-верхности линейно увеличивается с глубиной травления.
В данной работе удалось развить рельеф на поверхности монокристаллического кремния (110) ионами ксенона с энергией 600 эВ при нормальном падении. В качестве для сравнения использовался черный кремний, изготовленный по стандартной технологии (микромаскирования). Угловая зависимость отражения измерялась на трёх длинах волн: 532, 632 и 793 нм. Максимум интенсивности в спектре Солнца приходится на окрестность длины волны 500 нм. На рисунке 1 приведены измерения для длины волны 532 нм. Измере-ние проводилось в максимальном диапазоне чувствительности детектора, без фильтров. Из рисунка 1 видно, что черный кремний начинает отражать при углах скольжения 45 градусов, в то время, как кремний, полученный с применением нашей методики имеет широкую об-ласть «плато», в котором отражение происходит на уровне 1% вплоть до 25 градусов сколь-жения. Такие отражательные характеристики отлично подходят для создания солнечных элементов на территории России, где солнечные лучи падают на поверхность земли под уг-лами 25º - 65º, более того, полученные угловые зависимости отражения и коэффициента прохождения показывают, что использование, предложенной методики позволит отказаться от подвижных столиков, на которых установлены сами элементы. Таким образом, подавле-ние отражения такой структуры будет лучше в 5.9 раз для длины волны 532 нм. Полученные результаты позволяют рассматривать подготовленный кремний и метод его получения в ка-честве перспективного для кремниевой технологии, в которой востребован т.н. “черный” кремний.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ №21-72-30029.
Литература
1. M.S. Mikhailenko, A.E. Pestov, N.I. Chkhalo, M.V. Zorina, A.K. Chernyshev, N.N. Salashchenko, I.I. Kuznetsov. Influence of ion-beam etching by Ar ions with an energy of 200-1000 eV on the roughness and sputtering yield of a single-crystal silicon surface // Applied Optics 61, 10, (2022).
К списку докладов