Theoretical performance of back-illuminated thin film MIS Schottky barrier solar cells

Abstract

The performance of back-illuminated MIS Schottky barrier solar cells is investigated theoretically. The treatment takes into account the role of surface recombination velocity and the presence of a depletion region in the semiconductor. Computations for J_sc are made for back-illuminated n-Si[SiO₂Au Schottky barrier solar cells for different values of the thickness of the cell with various surface recombination velocities. It is shown that for a given donor concentration the back-illuminated solar cells give higher short-circuit photocurrent upto a certain value of thickness beyond which front-wall illumination cells are better. The limitations of front-wall MIS Schottky barrier solar cells are discussed in comparison with the back-illuminated solar cells. Es werden die Kennwerte einer rückseitenbestrahlten MIS-Schottkybarrieren-Solarzelle theoretisch untersucht. Die Behandlung berücksichtigt die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit und das Vorhandensein einer Verarmungsrandschicht in dem Halbleiter. Berechnungen werden für rückseitenbestrahlte n-Si[SiO₂Au-Schottkybarrieren-Solarzellen mit unterschiedlicher Dicke der Zelle für verschiedene Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeiten durchgeführt. Es wird gezeigt, daβfür eine gegebene Donatorkonzentration die rückseitenbestrahlten Solarzellen einen höheren Kurzschluβ-Photostrom bis zu einem bestimmten Wert der Dicke aufweisen, über den hinaus die vorderseitig bestrahlten Zellen besser sind. Die Grenzwerte der Vorderseiten-MIS-Schottkybarrieren-Solarzellen werden im Vergleich zu rückseitenbestrahlten Solarzellen diskutiert.