CARACTERIZAÇÃO ÓPTICA E MICROESTRUTURAL DE FILMES DE SILÍCIO POLICRISTALINO DEPOSITADOS POR CVD TÉRMICO PARA SUBSTRATOS DE CÉLULAS SOLARES

Resumo

O silício cristalino (c-Si) mantém sua posição de destaque como importante produto mercadológico com uma projeção de eficiência de conversão de 28% até 2050. Camadas de filmes semicondutores de elevada pureza comprometem 50% do custo de uma célula fotovoltaica e melhorias em seus processos de produção são fundamentais para a redução dos custos. Além disso, a indústria de dispositivos fotovoltaicos é bastante dependente dos resíduos de lâminas Si com alta qualidade da indústria de microeletrônica, que possuem aproximadamente 470 μm de espessura. Com a redução do tamanho dos dispositivos de microeletrônica esses resíduos se tornam proporcionalmente escassos. Os esforços atuais se concentram no preparo de dispositivos fotovoltaicos alternativos, baseados na redução da espessura da camada absorvedora de luz da célula solar e na busca de substratos alternativos de menor custo conhecidos como wafers equivalents de filmes finos de silício. É bem conhecido que, nesses dispositivos, menores valores de tamanho de grão são fatores limitantes ao aumento da eficiência de células solares produzidas com pc-Si. O objetivo desse trabalho é caracterizar óptica e micro estruturalmente filmes de pc- Si preparados por deposição química de vapor de gases (CVD térmico) para servirem de referência inicial na produção de substrato de células solares de baixo custo (wafer equivalent). As caracterizações foram realizadas por microscopia Raman, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura com sinais de EBSD. Os resultados foram correlacionados com medidas adicionais de difração de raios X. Eles demonstraram a deposição de filme de Si numa estrutura multicristalina (mc-Si) de alta qualidade. Também foram observados valores de tamanho de grão consideravelmente maiores e taxas de deposição de mc -Si três vezes maiores do que valores recentemente reportados por outros autores.