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Enhanced efficiency of crystalline Si solar cells based on kerfless-thin wafers with nanohole arrays

机译：基于具有纳米孔阵列的无切口薄晶片的晶体硅太阳能电池的效率提高

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摘要

Several techniques have been proposed for kerfless wafering of thin Si wafers, which is one of the most essential techniques for reducing Si material loss in conventional wafering methods to lower cell cost. Proton induced exfoliation is one of promising kerfless techniques due to the simplicity of the process of implantation and cleaving. However, for application to high efficiency solar cells, it is necessary to cope with some problems such as implantation damage removal and texturing of (111) oriented wafers. This study analyzes the end-of-range defects at both kerfless and donor wafers and ion cutting sites. Thermal treatment and isotropic etching processes allow nearly complete removal of implantation damages in the cleaved-thin wafers. Combining laser interference lithography and a reactive ion etch process, a facile nanoscale texturing process for the kerfless thin wafers of a (111) crystal orientation has been developed. We demonstrate that the introduction of nanohole array textures with an optimal design and complete damage removal lead to an improved efficiency of 15.2% based on the kerfless wafer of a 48 μm thickness using the standard architecture of the Al back surface field.
机译：已经提出了几种用于薄硅晶片的无切口晶片的技术，这是减少传统晶片方法中硅材料损耗以降低电池成本的最重要技术之一。由于植入和切割过程的简单性，质子诱导的去角质是有前途的无角技术之一。然而，为了应用于高效太阳能电池，必须解决一些问题，例如去除注入损伤和（111）取向的晶片的纹理化。这项研究分析了无切口和供体晶圆以及离子切割位点的范围末端缺陷。热处理和各向同性蚀刻工艺几乎可以完全去除切割后的薄晶圆中的注入损伤。结合激光干涉光刻和反应离子刻蚀工艺，已经开发了一种用于（111）晶体取向的无切口薄晶片的纳米级纹理化工艺。我们证明，采用Al背面场的标准架构，采用具有最佳设计和完全去除损伤的纳米孔阵列纹理的引入，基于厚度为48μm的无切口晶片，效率提高了15.2％。

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