The fabrication of radial junction silicon (Si) solar cells using Si wire arrays grown by Au-catalyzed vapor-liquid-solid growth on patterned Si substrates was demonstrated. An important step in the fabrication process is the repeated thermal oxidation and oxide etching of the Si wire arrays. The oxidation cleaning process removes residual catalyst material from the wire tips and exposes additional Au embedded in the material. Using this cleaning process and junction formation through POCl3 thermal diffusion, rectifying p-n junctions were obtained that exhibited an efficiency of 2.3% and open circuit voltages up to 0.5 V under Air Mass 1.5G illumination.

1.
H.
Diepers
,
Method of manufacturing solar cells, utilizing single-crystal whisker growth
, US patent No. 4155781 (22 May
1977
).
2.
B. M.
Kayes
,
H. A.
Atwater
, and
N. S.
Lewis
,
J. Appl. Phys.
97
,
114302
(
2005
).
3.
M. D.
Kelzenberg
,
M. C.
Putnam
,
D. B.
Turner-Evans
,
N. S.
Lewis
, and
H. A.
Atwater
,
Proceedings of the 34th IEEE Photovoltaic Specialists Conference
(IEEE, New York,
2009
).
4.
M. D.
Kelzenberg
,
S. W.
Boettcher
,
J. A.
Petykiewicz
,
D. B.
Turner-Evans
,
M. C.
Putnam
,
E. L.
Warren
,
J. M.
Spurgeon
,
R. M.
Briggs
,
N. S.
Lewis
, and
H. A.
Atwater
,
Nature Mater.
9
,
368
(
2010
).
5.
H.
Yoon
,
Y.
Yuwen
,
C.
Kendrick
,
G.
Barber
,
N. J.
Podraza
,
J.
Redwing
,
T.
Mallouk
,
C.
Wronski
, and
T.
Mayer
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
213503
(
2010
).
6.
T. J.
Kempa
,
B. Z.
Tian
,
D. R.
Kim
,
J. S.
Hu
,
X. L.
Zheng
, and
C. M.
Lieber
,
Nano Lett.
8
,
3456
(
2008
).
7.
M. D.
Kelzenberg
,
D. B.
Turner-Evans
,
B. M.
Kayes
,
M. A.
Filler
,
M. C.
Putnam
,
N. S.
Lewis
, and
H. A.
Atwater
,
Nano Lett.
8
,
710
(
2008
).
8.
L.
Tsakalakos
,
J.
Balch
,
J.
Fronheiser
,
B. A.
Korevaar
,
O.
Sulima
, and
J.
Rand
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
233117
(
2007
).
9.
B. Z.
Tian
,
X. L.
Zheng
,
T. J.
Kempa
,
Y.
Fang
,
N. F.
Yu
,
G. H.
Yu
,
J. L.
Huang
, and
C. M.
Lieber
,
Nature (London)
449
,
885
(
2007
).
10.
S. W.
Boettcher
,
J. M.
Spurgeon
,
M. C.
Putnam
,
E. L.
Warren
,
D. B.
Turner-Evans
,
M. D.
Kelzenberg
,
J. R.
Maiolo
,
H. A.
Atwater
, and
N. S.
Lewis
,
Science
327
,
185
(
2010
).
11.
E. C.
Garnett
and
P. D.
Yang
,
J. Am. Chem. Soc.
130
,
9224
(
2008
).
12.
J.
Westwater
,
D. P.
Gosain
,
S.
Tomiya
,
S.
Usui
, and
H.
Ruda
,
J. Vac. Sci. Technol. B
15
,
554
(
1997
).
13.
R.
Wagner
and
W.
Ellis
,
Appl. Phys. Lett.
4
,
89
(
1964
).
14.
M. G.
Mauk
,
J. Miner. Met. Mater. Soc.
55
,
38
(
2003
).
15.
J. E.
Allen
,
E. R.
Hemesath
,
D. E.
Perea
,
J. L.
Lensch-Falk
,
Z. Y.
Li
,
F.
Yin
,
M. H.
Gass
,
P.
Wang
,
A. L.
Bleloch
,
R. E.
Palmer
, and
L. J.
Lauhon
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
168
(
2008
).
16.
J. B.
Hannon
,
S.
Kodambaka
,
F. M.
Ross
, and
R. M.
Tromp
,
Nature (London)
440
,
69
(
2006
).
17.
G. S.
Doerk
,
N.
Ferralis
,
C.
Carraro
, and
R.
Maboudian
,
J. Mater. Chem.
18
,
5376
(
2008
).
18.
O.
Gunawan
and
S.
Guha
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
93
,
1388
(
2009
).
19.
B.
Ressel
,
K. C.
Prince
,
S.
Heun
, and
Y.
Homma
,
J. Appl. Phys.
93
,
3886
(
2003
).
20.
W. M.
Bullis
,
Solid-State Electron.
9
,
143
(
1966
).
21.
J.
Hauber
,
N. A.
Stolwijk
,
L.
Tapfer
,
H.
Mehrer
, and
W.
Frank
,
J. Phys. C
19
,
5817
(
1986
).
22.
S.
Charnvanichborikarn
,
J.
Wong-Leung
, and
J. S.
Williams
,
J. Appl. Phys.
106
,
103526
(
2009
).
23.
K. K.
Lew
,
L.
Pan
,
T. E.
Bogart
,
S. M.
Dilts
,
E. C.
Dickey
,
J. M.
Redwing
,
Y. F.
Wang
,
M.
Cabassi
,
T. S.
Mayer
, and
S. W.
Novak
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
3101
(
2004
).
24.
O.
Breitenstein
,
J. P.
Rakotoniaina
,
M. H.
Al Rifai
, and
M.
Werner
,
Prog. Photovoltaics
12
,
529
(
2004
).
25.
M. A.
Green
,
K.
Emery
,
Y
Hishikawa
, and
W.
Warta
,
Prog. Photovoltaics
17
,
320
(
2009
).
26.
D.
Pysch
,
A.
Mette
, and
S. W.
Glunz
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
91
,
1698
(
2007
).
You do not currently have access to this content.