Abstract The optical modelling for optimizing high-efficiency c-Si solar cells endowed with poly-SiOx or poly-SiCx carrier-selective passivating contacts (CSPCs) demands a thorough understanding of their optical properties, especially their absorption coefficient. Due to the mixed phase nature of these CSPCs, spectroscopic ellipsometry is unable to accurately detect the weak free carrier absorption (FCA) at long wavelengths. In this work, the absorption coefficient of doped poly-SiOx and poly-SiCx layers as function of oxygen and carbon content, respectively, was obtained for wavelengths (300–2000 nm) by means of two alternative techniques. The first approach, photothermal deflection spectroscopy (PDS), was used for layers grown on quartz substrates and is appealing from the point of view of sample fabrication. The second, a novel inverse modelling (IM) approach based on reflectance and transmittance measurements, was instead used for layers grown on textured c-Si wafer substrates to mimic symmetrical samples. Although the absorption coefficients obtained from these two techniques slightly differ due to the different used substrates, we could successfully measure weak FCA in our CSPCs layers. Using an in-house developed multi-optical regime simulator and comparing modelled reflectance and transmittance with measured counterparts from symmetrical samples, we confirmed that with increasing doping concentration FCA increases; and found that the absorption coefficients obtained from IM can now be used to perform optical simulations of these CSPCs in solar cells.

中文翻译：

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聚 SiOx 和聚 SiCx 载流子选择性钝化触点的光学特性

摘要 用于优化具有 poly-SiOx 或 poly-SiCx 载流子选择性钝化接触 (CSPC) 的高效 c-Si 太阳能电池的光学建模需要彻底了解它们的光学特性，尤其是它们的吸收系数。由于这些 CSPC 的混合相性质，光谱椭偏法无法准确检测长波长的弱自由载流子吸收 (FCA)。在这项工作中，掺杂聚 SiOx 和聚 SiCx 层的吸收系数分别作为氧和碳含量的函数，通过两种替代技术获得波长（300-2000 nm）。第一种方法，光热偏转光谱 (PDS)，用于在石英基板上生长的层，从样品制造的角度来看很有吸引力。第二，一种基于反射率和透射率测量的新型逆向建模 (IM) 方法被用于在带纹理的 c-Si 晶片衬底上生长的层，以模拟对称样品。尽管由于使用的基材不同，从这两种技术获得的吸收系数略有不同，但我们可以成功地测量我们的 CSPC 层中的弱 FCA。使用内部开发的多光区模拟器，并将模拟反射率和透射率与对称样品的测量对应物进行比较，我们确认随着掺杂浓度的增加，FCA 增加；并发现从 IM 获得的吸收系数现在可用于在太阳能电池中对这些 CSPC 进行光学模拟。而是用于在有纹理的 c-Si 晶片衬底上生长的层以模拟对称样品。尽管由于使用的基材不同，从这两种技术获得的吸收系数略有不同，但我们可以成功地测量我们的 CSPC 层中的弱 FCA。使用内部开发的多光区模拟器，并将模拟反射率和透射率与对称样品的测量对应物进行比较，我们确认随着掺杂浓度的增加，FCA 增加；并发现从 IM 获得的吸收系数现在可用于在太阳能电池中对这些 CSPC 进行光学模拟。而是用于在有纹理的 c-Si 晶片衬底上生长的层以模拟对称样品。尽管由于使用的基材不同，从这两种技术获得的吸收系数略有不同，但我们可以成功地测量我们的 CSPC 层中的弱 FCA。使用内部开发的多光区模拟器，并将模拟反射率和透射率与对称样品的测量对应物进行比较，我们确认随着掺杂浓度的增加，FCA 增加；并发现从 IM 获得的吸收系数现在可用于在太阳能电池中对这些 CSPC 进行光学模拟。我们可以在我们的 CSPC 层中成功测量弱 FCA。使用内部开发的多光学状态模拟器，并将模拟反射率和透射率与对称样品的测量对应物进行比较，我们确认随着掺杂浓度的增加，FCA 增加；并发现从 IM 获得的吸收系数现在可用于在太阳能电池中对这些 CSPC 进行光学模拟。我们可以在我们的 CSPC 层中成功测量弱 FCA。使用内部开发的多光区模拟器，并将模拟反射率和透射率与对称样品的测量对应物进行比较，我们确认随着掺杂浓度的增加，FCA 增加；并发现从 IM 获得的吸收系数现在可用于在太阳能电池中对这些 CSPC 进行光学模拟。