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doi:10.22028/D291-38284
Titel: | Quantification of hydrogen in nanostructured hydrogenated passivating contacts for silicon photovoltaics combining SIMS-APT-TEM : A multiscale correlative approach |
VerfasserIn: | Pal, Soupitak Barrirero, Jenifer Lehmann, Mario Jeangros, Quentin Valle, Nathalie Haug, Franz-Josef Hessler-Wyser, Aïcha Shyam Kumar, C.N. Mücklich, Frank Wirtz, Tom Eswara, Santhana |
Sprache: | Englisch |
Titel: | Applied Surface Science |
Bandnummer: | 555 |
Verlag/Plattform: | Elsevier |
Erscheinungsjahr: | 2021 |
Freie Schlagwörter: | Secondary ion mass spectrometry (SIMS) Atom probe tomography (APT) Transmission electron microscopy (TEM) c-Si-solar cell Correlative microscopy |
DDC-Sachgruppe: | 500 Naturwissenschaften |
Dokumenttyp: | Journalartikel / Zeitschriftenartikel |
Abstract: | Multiscale characterization of the hydrogenation process of silicon solar cell contacts based on c-Si/SiOx/nc-SiCx(p) has been performed by combining dynamic secondary ion mass-spectrometry (D-SIMS), atom probe tomography (APT), and transmission electron microscopy (TEM). These contacts are formed by high-temperature firing, which triggers the crystallization of SiCx, followed by a hydrogenation process to passivate remaining interfacial defects. Due to the difficulty of characterizing hydrogen at the nm-scale, the exact hydrogenation mechanisms have remained elusive. Using a correlative TEM-SIMS-APT analysis, we are able to locate hydrogen trap sites and quantify the hydrogen content. Deuterium (D), a heavier isotope of hydrogen, is used to distinguish hydrogen introduced during hydrogenation from its background signal. D-SIMS is used, due to its high sensitivity, to get an accurate deuterium-to-hydrogen ratio, which is then used to correct deuterium profiles extracted from APT reconstructions. This new methodology to quantify the concentration of trapped hydrogen in nm-scale structures sheds new insights on hydrogen distribution in technologically important photovoltaic materials. |
DOI der Erstveröffentlichung: | 10.1016/j.apsusc.2021.149650 |
URL der Erstveröffentlichung: | http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.149650 |
Link zu diesem Datensatz: | urn:nbn:de:bsz:291--ds-382845 hdl:20.500.11880/34551 http://dx.doi.org/10.22028/D291-38284 |
ISSN: | 0169-4332 |
Datum des Eintrags: | 29-Nov-2022 |
Bezeichnung des in Beziehung stehenden Objekts: | Supplementary material |
In Beziehung stehendes Objekt: | https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0169433221007261-mmc1.doc |
Fakultät: | NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät |
Fachrichtung: | NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik |
Professur: | NT - Prof. Dr. Frank Mücklich |
Sammlung: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
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