Mikrodarinių formavimo lazerio spinduliuote silicio saulės elementuose tyrimas

Abstract

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamos lazerio spinduliuotės pritaikymo saulės elementų gamybai galimybės. Išnagrinėti saulės elementų gamybos technologiniai procesai, kuriuose lazeriu gali būti formuojami įvairūs mikrodariniai. Detaliau išnagrinėta selektyvi silicio nitrido nugarinimo (abliacijos) UV, fs impulsinio lazerio spinduliuote technologija. Pagal užduoties duomenis parinkta tyrimo metodika bei eiga. Išanalizuota, kaip keičiasi lazerio spinduliuotės poveikis silicio nitrido plėvelei,keičiant lazerio spinduliuotės parametrus (galią, fokusavimo gylį). Ištirta abliacijos kokybė (paveiktų vietų geometrija) esant skirtingiems lazerio spinduliuotės parametrams. Taip pat palyginta silicio nitrido ėsdinimo cheminiais reagentais (buferiniu tirpalu) dinamika lazeriu paveiktose ir nepaveiktose vietose. Ėsdinimo eksperimentas atliktas saulės elementą, dengtą silicio nitrido plėvele, ėsdinant dienos lempų šviesoje bei tamsoje. Išnagrinėjus tyrimo rezultatus, rasti abliacijai optimalūs lazerio spinduliuotės parametrai, suformuluotos darbo išvados bei pateiktos rekomendacijos. Baigiamąjį darbą sudaro šios dalys: įvadas, saulės elementai ir lazerio spinduliuotė (literatūros apžvalga), SixNy selektyvios abliacijos lazeriu tyrimo metodika, SixNy selektyvios abliacijos lazeriu tyrimo rezultatai ir darbo išvados bei rekomendacijos. Magistro darbo apimtis – 37 psl. teksto, 37 iliustr., 3l ent., 26 bibliografiniai šaltiniai.

The possibility of usage of laser radiation in the manufacturing of solar cells was investigated in this master’s thesis. The technological processes for formation of micro structures by laser during the manufacturing of solar cells are examined as well. The process of selective ablation of silicon nitride using an UV, fs laser pulses is examined in greater detail. According to the tasks of the thesis, methodics and the course of experiment were determined. The influence of laser radiation on silicon nitride was examined by changing the parameters of the radiation(power, depth of focus). The quality of ablation (geometry of ablated areas) of silicon nitride by laser with different parameters was also determined. The etching rate of the silicon nitride, ablated by laser, was compared to the rate of silicon nitride, which was not irradiated. Etching was carried out in buffered solution. The etching experiment was conducted in light (day light lamps) and in the dark. The optimal parameters of the laser irradiation were found for the ablation process after the analysis of the research. The conclusions and recommendations are also provided. The structure of the thesis is as follows: introduction, solar cells and laser irradiation (review of the literature), the methodics of the selective laser ablation of silicon nitride experiment, the results of the selective laser ablation of silicon nitride experiment, conclusion and recommendations. The thesis consists of 37 pages of text, 37 figures, 3 tables and 26 bibliographic sources.