ANÁLISE DA CONTAMINAÇÃO E DO CAMPO RETRODIFUSOR EM CÉLULAS SOLARES DOPADAS COM BORO
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2008.1509Palavras-chave:
Célula Solar, Gettering, Contaminação, Campo RetrodifusorResumo
Este trabalho teve como objetivo otimizar experimentalmente e analisar o campo retrodifusor formado com o líquido dopante PBF20 (boro), a existência de gettering e de contaminação e desenvolver um processo para fabricação de células solares n+pp+. A deposição do dopante líquido PBF20 por spin-on foi realizada na face posterior e a difusão em forno convencional. Foram fabricadas células solares de 62 cm2 e 4,16 cm² em substratos de Si-Cz. Os efeitos de gettering e de contaminação foram avaliados por meio da medição do tempo de vida dos portadores minoritários. Constatou-se que o tipo de tubo de difusão, o valor do tempo de vida dos portadores minoritários inicial e o tipo de lâmina de silício não interferem no valor do tempo de vida dos minoritários após difusão do dopante PBF20, com valor médio final da ordem de 11 μs para todas as amostras. Os resultados experimentais da resistência de folha (R□) mostraram que a melhor velocidade angular utilizada para a deposição do dopante é de 3000 rpm e que para obter a resistência de folha da ordem de 20 Ω/□, a difusão deve ser a 1000 oC durante 30 minutos. Foi desenvolvido um processo para fabricação de células solares com boro na face posterior, formado com o dopante líquido PBF20 difundido em forno convencional. A maior eficiência das células industriais foi de 10,4 % com um fator de forma de 0,74, típico para metalização por serigrafia. Para células de 4,16 cm² com o mesmo tipo de metalização, a maior eficiência foi de 12,3%.
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Referências
Desrues, T. Jourdan, J. Veschetti, Y. Monna, R. 2007. N-Type SI Solar Cells With B-doped Emitter Using Spin-on Dopants (SOD).. Proceedings of the 22th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Milan.
Filmtronics. 1999. Inc. Semiconductor Process Materials, Manual for spin-on diffusants, Pensylvania.
Filomena, G. 2007. Análise de Processos de Limpeza e Difusão na Fabricação de Células Solares. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Tecnologia de Materiais) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul.
Ghandhi, S .K. 1994. VLSI Fabrication principles: Silicon and Gallium Arsenide. New York, NY J. Wiley. 2° ed.834 p.
Green, M.A., Zhao, J., Wang, A., Wenham, S.R. 1999. Very high efficiency silicon solar cells-science and technology. IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 46, n. 10, pp. 1940-1947.
Green, M. A., Emery, K., Hishikawa, Y., Warta, W. 2008. Solar Cells Efficiency Tables (Version 31). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 16, pp. 61-67.
Kreinin, L. et al. 2000. Silicon Solar Cell with Back Surface Field Formed by Simultaneous Al and B Diffusion, 16th EPSEC, Vol. II, 1508-1512.
Lee, J. Y. et al. 2004. Boron Back Surface Field Using Spin-on Dopants by Rapid Thermal Processing, Journal of the Korean Physical Society, Vol. 44, n. 6, pp.1581-1586
Münzer, K. A. Holderman, K. T. Schlosser, R. E. Sterk, S. 2000. High. Efficiency silicon solar cells for manufacturing. 16th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Glasgow, pp. 1185-1188.
Ohtsuka, H. Sakamoto, M. Tsutsui, K. Yazawa, Y. 2000. Bifacial silicon solar cells with 21.3% front efficiency and 19.8% rear efficiency. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 8, pp. 385-390.
Olainsen, B. R. Holt, A. Marstein, E. S. 2006. Optimization of a Firing Furnace. In: 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference, Dresden. Proceedings of the 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2006. p. 1083 – 1087.
Pereira, M. S. 2007. Análise de Gettering por Alumínio no Processo de Fabricação de Células Solares. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Tecnologia de Materiais) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul.
Sinton, A. R., Cuevas, A. Contactless determination of current-voltage characteristics and minority carrier im semiconductor from quase-steady-state photocondutance data. J. Appl. Physics, 69 (17), 1996. p. 2510-2512.
Wehr, G. 2008. Otimização das regiões dopadas e desenvolvimento de células solares industriais em substratos de silício multicristalino. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Tecnologia de Materiais) - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul.
