Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 649-654 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:01987002207064900

Hydrogen ion passivation of multicrystalline silicon solar cells

J.C. Muller, A. Barhdadi, Y. Ababou et P. Siffert

CRN (IN2P3), Laboratoire de Physique et Applications des Semiconducteurs (PHASE) (U.A. DU CNRS n° 292), 23, rue du Loess, 67037 Strasbourg Cedex, France

Abstract
It has been recognized that hydrogen can be chosen to passivate the defects present in polycrystalline materials. Technically, the best approach is to use hydrogen ion implantation at low energy (0.5 to 5 keV) by means of a Kaufman or similar type ion source in order to reduce the processing time. For our multiple beam ion source, we have determined the effective concentration profile of the introduced hydrogen, the modification of the optical properties of the implanted wafers and the conditions under which two multicrystalline materials (POLYX and SILSO) will give the greatest improvement in solar cell performance.

Résumé
Il est reconnu que l'hydrogène peut être choisi pour passiver les défauts présents dans les matériaux polycristallins. Du point de vue technique, la meilleure approche consiste à utiliser l'implantation d'ions hydrogène à faible énergie (0,5 à 5 keV) avec une source du type Kaufman ou similaire, afin de réduire la durée du traitement. Pour notre source à faisceaux multiples, nous avons déterminé la distribution effective et le profil de concentration de l'hydrogène introduit, les modifications des propriétés optiques et les conditions pour lesquelles deux matériaux multicristallins massifs (POLYX et SILSO) donnent le plus grand gain de rendement de conversion photovoltaïque.

PACS
6170T - Doping and implantation of impurities.
6170W - Impurity concentration, distribution, and gradients.
7820 - Optical properties of condensed matter.
8630J - Photoelectric conversion: solar cells and arrays.
2520C - Elemental semiconductors.
2550B - Semiconductor doping.
8420 - Solar cells and arrays.

Key words
elemental semiconductors -- impurity distribution -- optical properties of substances -- passivation -- silicon -- solar cells -- semiconductor -- H ion passivation -- multicrystalline silicon solar cells -- defects -- polycrystalline materials -- ion implantation -- multiple beam ion source -- effective concentration profile -- optical properties -- implanted wafers -- POLYX -- SILSO -- solar cell performance -- Si:H