6.1.2 Physical Properties of Amorphous Silicon Layers . . . . . 141
6.1.3 Using Amorphous Silicon Layers in Heterojunction
Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.2 Amorphous Silicon Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.2.1 The p-i-n Structure Used for Amorphous Silicon
Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.2.2 Fabrication of Amorphous Silicon Solar
Cells and Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.2.3 Properties of Amorphous Silicon Solar Cells . . . . . . . . 152
6.2.4 Applications of Amorphous Silicon Solar Cells . . . . . . 154
6.3 Microcrystalline Silicon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.3.1 Deposition of Microcrystalline Silicon Layers . . . . . . . 158
6.3.2 Microcrystalline Silicon Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.3.3 The Microcrystalline/Amorphous or “Micromorph”
Tandem Solar Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7 Crystalline Silicon Solar Cells: Heterojunction Cells . . . . . . . . . . . . 163
Sylvère Leu and Detlef Sontag
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
7.2 Cell Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.2.1 The Hetero-Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.2.2 The Basic Structure of a Heterojunction Cell . . . . . . . . 169
7.2.3 The Heterojunction Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
7.3 n- and p-Type Wafers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.4 Cell Process Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.4.1 Wafer Cleaning and Texturization . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.4.2 Determination of Depth of Saw Damages
and Lifetime Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
7.4.3 Deposition of Intrinsic and Doped Amorphous
Layers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
7.4.4 Coating of the TCO Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
7.4.5 Metallisation and Contacting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
7.4.6 Process Temperature and Process Cycle Time . . . . . . . 191
7.5 Temperature Coefficient of HJT Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
7.6 Levelized Cost of Electricity (LCOE) of HJT Cells . . . . . . . . . . 193
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
8 CdTe and CuInGaSe 2 Thin-Film Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Alessandro Romeo
8.1 Thin-Film Polycrystalline Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
8.2 CIGS Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
xiv
Contents
6.1.3 Using Amorphous Silicon Layers in Heterojunction
Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.2 Amorphous Silicon Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
6.2.1 The p-i-n Structure Used for Amorphous Silicon
Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.2.2 Fabrication of Amorphous Silicon Solar
Cells and Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.2.3 Properties of Amorphous Silicon Solar Cells . . . . . . . . 152
6.2.4 Applications of Amorphous Silicon Solar Cells . . . . . . 154
6.3 Microcrystalline Silicon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.3.1 Deposition of Microcrystalline Silicon Layers . . . . . . . 158
6.3.2 Microcrystalline Silicon Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.3.3 The Microcrystalline/Amorphous or “Micromorph”
Tandem Solar Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
7 Crystalline Silicon Solar Cells: Heterojunction Cells . . . . . . . . . . . . 163
Sylvère Leu and Detlef Sontag
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
7.2 Cell Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.2.1 The Hetero-Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
7.2.2 The Basic Structure of a Heterojunction Cell . . . . . . . . 169
7.2.3 The Heterojunction Cell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
7.3 n- and p-Type Wafers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7.4 Cell Process Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.4.1 Wafer Cleaning and Texturization . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.4.2 Determination of Depth of Saw Damages
and Lifetime Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
7.4.3 Deposition of Intrinsic and Doped Amorphous
Layers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
7.4.4 Coating of the TCO Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
7.4.5 Metallisation and Contacting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
7.4.6 Process Temperature and Process Cycle Time . . . . . . . 191
7.5 Temperature Coefficient of HJT Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
7.6 Levelized Cost of Electricity (LCOE) of HJT Cells . . . . . . . . . . 193
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
8 CdTe and CuInGaSe 2 Thin-Film Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Alessandro Romeo
8.1 Thin-Film Polycrystalline Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
8.2 CIGS Solar Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
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