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Down-shifting Si-based layer for Si solar applications

Authors :
Christophe Labbé
Christian Dufour
Philippe Marie
Gregor Zatryb
Ing-Song Yu
Lucile Dumont
Fabrice Gourbilleau
Patrizio Benzo
A. Podhorodecki
Julien Cardin
Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Materials Science and Engineering
National Dong Hwa University (NDHU)
Faculty of Fundamental Problems of Technology [Wroclaw]
LABEX EMC3 ASAP project, Partenariat Hubert Curien (PHC), Programs Orchid n° 33572XF and Polonium n°27720WC.
ANR-13-BS09-0020,GENESE,Gestion de la lumièrE pour la future géNération de cEllules SolairEs(2013)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Solar Energy Materials and Solar Cells, Solar Energy Materials and Solar Cells, 2017, 169, pp.132-144. ⟨10.1016/j.solmat.2017.05.011⟩, Solar Energy Materials and Solar Cells, Elsevier, 2017, 169, pp.132-144. ⟨10.1016/j.solmat.2017.05.011⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
Elsevier BV, 2017.

Abstract

International audience; SiNx and SiNx:Tb3+ thin layers were deposited by reactive magnetron co-sputtering with the objective of optimizing the light management in Si solar cells. Those Si-based layers are developed to be compatible with the Si-PV technology. An efficient energy transfer between SiNx matrix and terbium ions (Tb3+), enhancing this system absorption, has been demonstrated and optimized. The layer composition and microstructure as well as its optical properties have been analyzed with the aim of improving both its anti-reflective properties and its luminescence emission intensity. An optimized layer was obtained by co-sputtering of Si and Tb targets in a nitrogen rich atmosphere. The emission efficiency of the SiNx:Tb3+ layer is compared to the one of previously optimized SiOxNy:Tb3+ layer. Finally we show how SiNx:Tb3+ thin films may be integrated on top of Si solar cells and act simultaneously as a down-shifting layer and antireflective coating.

Details

ISSN :
09270248
Volume :
169
Database :
OpenAIRE
Journal :
Solar Energy Materials and Solar Cells
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e0c9201249252a3667426dab949fc3f3
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.solmat.2017.05.011