Ge/Si quantum dots thin film solar cells

Abstract

Thin film p-i-n solar cells (SCs) with 30 bilayers undoped or p-type self-assembled Ge/Si quantum dots (QDs) were fabricated on n+-Si(001) substrates by ultrahigh vacuum chemical vapor deposition. Compared with the SCs without Ge QDs, the external quantum efficiency in infrared region and the short-circuit current densities of the SCs with Ge QDs increased. However, their open-circuit voltages and efficiencies decreased. The open circuit voltages of p-type Ge/Si QDs SCs recovered significantly at low temperature, which was due to the suppression of recombination centers and longer carrier lifetime.

Morphological evolution of self-assembled SiGe islands based on a mixed-phase pre-SiGe island layer grown by ion beam sputtering deposition

“…The diameters of the islands are smaller than that grown by depositing SiGe layer on Si observed above. Note that the critical thickness (1.8 nm) of the islands fabricated by IBSD technique is larger than that fabricated by MBE and CVD techniques [24,25,26]. Our previous results indicated that the μc-Si buffer layer and the higher kinetic energy of the sputtered Si and Ge atoms may explain this phenomenon [10,12].…”

Impact of spatial separation of type‐II GaSb quantum dots from the depletion region on the conversion efficiency limit of GaAs solar cells

“…It should be noted that illumination yields μ Q > 0 in the proposed solar cell when sub-bandgap photons of solar spectrum remove more holes than electrons from the electronic states confined in QDs. Although these QDs as artificial impurities embedded in the absorber would facilitate recombination, Equation (21) unveils that there is an exception. QDs do not facilitate electron-hole recombination when μ Q > 0 is large enough so that…”

Формирование и исследование p-i-n-структур на основе двухфазного гидрогенизированного кремния со слоем германия в i-области

“…Ранее проводились исследования по внедрению кван-товых точек Ge в i-слой кремниевых p−i−n-струк-тур [10][11][12]; однако, как правило, в этих работах струк-туры были кристаллические, в то же время СЭ на базе a-Si : H с нанокристаллическими включениями Ge (nc-Ge) практически не исследованы. В качестве приме-ра можно привести недавнюю работу [13], однако и в ней не все слои СЭ являлись аморфными, в частности в качестве нижнего n-слоя использовалась монокристал-лическая подложка кремния.…”

“…Пленки аморфного кремния с нанокри-сталлическими включениями выращивались с примене-нием метода плазменно-химического осаждения (ПХО), в то время как Ge осаждался с применением метода вакуумного напыления. Встраивание nc-Ge в i-слой ранее использовалось в кристаллических структурах, где на поверхности проходил процесс самоорганизации Ge в наноостровки [10][11][12], однако его применимость для формирования nc-Ge на поверхности pm-Si : H ранее не исследовалась. Таким образом, данная работа является первой попыткой формирования p−i−n-структур на базе pm-Si : H с включениями nc-Ge на нетугоплавких про-зрачных подложках.…”