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Ultrafast laser direct hard-mask writing for high efficiency c-Si texture designs

机译：超快激光直接硬掩模写入，可实现高效的c-Si纹理设计

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This study reports a high-resolution hard-mask laser writing technique to facilitate the selective etching of crystalline silicon (c-Si) into an inverted-pyramidal texture with feature size and periodicity on the order of the wavelength which, thus, provides for both anti-reflection and effective light-trapping of infrared and visible light. The process also enables engineered positional placement of the inverted-pyramid thereby providing another parameter for optimal design of an optically efficient pattern. The proposed technique, a non-cleanroom process, is scalable for large area micro-fabrication of high-efficiency thin c-Si photovoltaics. Optical wave simulations suggest the fabricated textured surface with 1.3 μm inverted-pyramids and a single anti-reflective coating increases the relative energy conversion efficiency by 11% compared to the PERL-cell texture with 9 μm inverted pyramids on a 400 μm thick wafer. This efficiency gain is anticipated to improve further for thinner wafers due to enhanced diffractive light trapping effects.
机译：这项研究报告了一种高分辨率的硬掩模激光写入技术，该技术有助于将晶体硅（c-Si）选择性刻蚀成倒金字塔形纹理，其特征尺寸和周期性在波长的数量级上，从而为防反射和有效捕获红外和可见光。该方法还能够实现倒金字塔的工程位置放置，从而为光学有效图案的最佳设计提供另一个参数。所提出的技术是一种非洁净室工艺，可扩展用于高效薄c-Si光伏电池的大面积微制造。光波仿真表明，与在400μm厚度的晶圆上具有9μm倒金字塔的PERL单元纹理相比，具有1.3μm倒金字塔的纹理表面和单个抗反射涂层的相对能量转换效率提高了11％。由于增强了的衍射光俘获效应，对于更薄的晶片，预期该效率增益将进一步提高。

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