Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

<
100
◦
C, 6
µ
m at
<
250
◦
C, and 10
µ
m
at
∼
500
◦
C. Each of the XRD measurements was made after calibrating the system with
standard reference samples. Hence, the intensities of the XRD peaks are representative
of the extent of crystallization in those specific orientations. From these plots, one may
also infer that thinner films can be crystallized more readily than thicker ones. Despite
the fact that the 6 and 10
µ
m films had some crystallization occuring during the deposi-
tion itself, the incubation temperature is lower for thinner films. This conclusion is also
supported by TEM (transmission electron microscope) results, which show that the initial
part of the optical process leads to a nucleation occurring over the entire interface. Then a

---

346
THIN-FILM SILICON SOLAR CELLS
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Intensity 
[CPS]
Intensity 
[CPS]
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
20
40
60
80
100
120
140
2 
q
[deg]
0
20
40
60
80
100
120
140
2 
q
[deg]
Al
Al
Al
Si (111)
Si (220)
Figure 8.26
XRD spectrum of a 3-
µ
m-thick HWCVD a-Si film, deposited on Al/Cr/glass at about
100
◦
C (a) before optical processing; and (b) after optical processing at
∼
480
◦
C for 3 min
crystallization front propagates away from the interface converting a-Si into crystalline Si.
These features can be seen in Figure 8.29(a), which is a TEM cross-section of a partially
crystallized Si film on a glass substrate. The film, 6
µ
m thick, was deposited at 250
◦
C
and processed for 3 min at 460
◦
C. The various regions of the structure are identified in
the figure. The largest grain size near the Al interface is about 0.1
µ
m and decreases

---

DESIGN CONCEPTS OF TF-SI SOLAR CELLS
347
0
20
40
60
80
100
120
140
0
200
400
600
800
2 
q
[deg]
0
20
40
60
80
100
120
140
0
500
1000
1500
2000
2500
2 
q
[deg]
Intensity 
[CPS]
Intensity 
[CPS]
Si (220)
Si (220)
Si (111)
(a) Before
processing