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Accès ouvert déclaré 2024 article

High-pressure sputtering deposition and in situ plasma oxidation of TiOx thin films as electron selective contact for photovoltaic applications

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Rattachement africain : es. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

In this article, we show the structural, optical, and electrical characterization of TiO x deposited by the unconventional technique of High-Pressure Sputtering (HPS). This technique has the potential to reduce the plasma-induced damage of the samples. To fabricate the TiO x, a 2-step process was used. Firstly, a thin Ti film was deposited in an Ar atmosphere. Secondly, O 2 was introduced into the HPS chamber to create an Ar/O 2 plasma that, along with low temperatures (150 °C or 200 °C), induces the oxidation of the deposited Ti film. With this approach, the Ti film is expected to behave as a capping layer that will reduce the oxidation of the Si substrate. This study aims to obtain a TiO x layer with low specific contact resistivity ( ρ c ) and high minority carrier lifetime. These are crucial characteristics for obtaining high-quality selective contact. It was found that the 2-step process can oxidize the Ti layer. These HPS TiO x layers show a resistivity in the order of 0.3–10 Ωcm and a ratio Ti/O of ∼1.9. Moreover, the SiO x regrowth is minimal since this is comparable to the native oxide. This was confirmed by transmission electron microscopy (TEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The samples fabricated with a Ti layer (∼4 nm) plus an oxidation temperature of 200 °C (duration of less than 2 h) show a low ρ c of 0.02 Ωcm 2 , an excellent transmittance (>87 %) in the visible region and an optical bandgap of 2.8 eV. These TiO x layers are amorphous, although some anatase phase crystalline clusters appear for the 200 °C processes. However, the minority carrier lifetime results of Si passivated by TiO x were inadequate for fabricating efficient solar cells. We also found that using the RCA oxide improved lifetime. This indicates that introducing alternative low-temperature passivating layers can solve this issue. • TiO x films as electron selective contacts for Si solar cells deposited by the uncommon technique of high-pressure sputtering. • Ar/O 2 plasma plus low temperatures were used to oxidize the previously sputtered Ti thin film. • TiO x films show good transparency in the visible region and a bandgap of 2.8 eV. • Sputtering TiO x at high pressure shows low specific contact resistivity of 20 ± 29 mΩ cm 2 . • The use of chemically growth SiO x (RCA) between c-Si and TiO X shows and improvement in lifetime.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
High-pressure sputtering deposition and in situ plasma oxidation of TiOx thin films as electron selective contact for photovoltaic applications
Date Crossref
01/02/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Universidad Complutense de Madrid pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Centro de Investigaciones Energéticas pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Dpto. Estructura de La Materia pays non établi dans la notice
    Institution
  • Unidad de Dispositivos Energéticos y Ambientales pays non établi dans la notice
    Institution

Universidad Complutense de Madrid, Centro de Investigaciones Energéticas et Dpto. Estructura de La Materia, avec 1 autre affiliation.

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