Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 695-700 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:01987002207069500

Polyx multicrystalline silicon solar cells processed by PF+ 5 unanalysed ion implantation and rapid thermal annealing

W.O. Adekoya, Li Jin Chai, M. Ajaka, J.C. Muller et P. Siffert

CRN (IN2P3), Laboratoire PHASE (UA du CNRS n° 292), 23, rue du Loess, 67037 Strasbourg Cedex, France

Abstract
Rapid thermal annealing of damage induced by implantation in silicon can be a cost effective technology for the processing of terrestrial solar cells as compared to classical furnace or pulsed laser annealing. Unfortunately, drawbacks as poor bulk lifetime or low open-circuit-voltage occur as well. We have attempted to overcome these limitations for POLYX multicrystalline cast silicon grown by CGE (France) by keeping the annealing temperature of the phosphorus doped layer as high as 800 °C (to ensure a good crystalline quality and a high dopant activation) while being less than 900 °C (to minimize the effect of degradation of the base properties). The purpose of the present work is to investigate the I-V characteristics of the cells and to compare to those obtained with classical furnace annealing or with classical diffusion process.

Résumé
Le recuit transitoire des défauts induits dans le silicium par l'implantation d'ions peut être une technique compétitive par rapport au recuit classique pour la fabrication des photopiles à usage terrestre. Il reste cependant quelques inconvénients, tels qu'une faible durée de vie des porteurs photogénérés- et une tension en circuit ouvert peu élevée. Nous avons tenté de surmonter ces difficultés pour le silicium multicristallin (POLYX) produit par la CGE (France) en choisissant une température de recuit de la jonction dopée au phosphore, d'une part, assez élevée, 800 °C (afin d'obtenir une bonne recristallisation et une activation suffisante du dopant) et d'autre part, suffisamment faible, 900 °C (afin de réduire les effets de dégradation des propriétés électriques de la base). Le but de ce travail est d'étudier les caractéristiques I-V des photopiles et de les comparer à celles obtenues par recuit classique ou par diffusion du dopant.

PACS
6170T - Doping and implantation of impurities.
8140G - Other heat and thermomechanical treatments.
8630J - Photoelectric conversion: solar cells and arrays.
2520C - Elemental semiconductors.
2550B - Semiconductor doping.
8420 - Solar cells and arrays.

Key words
annealing -- elemental semiconductors -- ion implantation -- semiconductor doping -- silicon -- solar cells -- semiconductor -- POLYX multicrystalline silicon solar cells -- PF sub 5 sup + unanalysed ion implantation -- rapid thermal annealing -- terrestrial solar cells -- bulk lifetime -- low open circuit voltage -- annealing temperature -- high dopant activation -- I V characteristics -- 800 to 900 degC -- Si:PF sub 5 sup +