RUMO A 21% EM EFICIÊNCIA: PROCESSO SIMPLIFICADO DE FABRICAÇÃO DE CÉLULAS SOLARES DE SILÍCIO Cz COM PASSIVAÇÃO NA REGIÃO POSTERIOR (Voc-imp - 663mV)
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2008.1515Palavras-chave:
Passivação de superfícies, células solares de silício, emissores otimizados, superfície posterior passivadaResumo
Este trabalho descreve o desenvolvimento e implementação de um proce sso simplificado de fabricação de células solares de silício com região posterior passivada. Utilizando -se a técnica do decaimento fotocondutivo (PCD) caracterizam-se as etapas térmicas necessárias para a fabricação dos dispositivos, oxidação térmica e dif usão de fósforo, desenvolvidas levando em conta as restrições impostas por salas limpas de fabricação não ultra -limpas, similares às utilizadas pelas indústrias na produção de células solares. Inicialmente as amostras de silício tipo p e material FZ (25 -30 Ω.cm) são utilizadas para o desenvolvimento e a otimização destas etapas, uma vez que este material apresenta um maior tempo de vida inicial. O estudo de processo realizado utilizando a passivação superfícial em silício tipo p através de oxidação térmica seguida por “alneal” permitiu alcançar tempos de vida efetivos de aproximadamente 1ms e uma velocidade de recombinação de superfície de 13,6cm/s. Ao mesmo tempo as passivações realizadas através de difusões de fósforo, seguidas por remoção do PSG, oxidação térmica e “alneal”, (estruturas n+pn+ com resistências de folha otimizadas de aproximadamente 130 Ω/quad) permitiram alcançar valores de tempos de vida efetivos similares aos anteriores (com oxidação térmica) . Estas estruturas também permitiram comprovar a elevada qualidade dos emissores otimizados como pode ser comprovado pela reduzida densidade de c orrente de recombinação obtida, 45fA/cm 2. A análise das tensões de circuito -aberto implícitas, Voc-imp das estruturas produzidas com região posterior passivada (filme de SiO 2) e área frontal de 4cm 2, utilizando silício Cz tipo p com baixa resistividade (2 -3,5Ω.cm) permitiu comprovar a elevada potencialidade da tecnologia implementada, obtendo -se 652,5mV (fabricante tipo 1 – 2,5Ω.cm) e 662,6mV (fabricante tipo 2 - 3,3Ω.cm). Desta forma, utilizando-se um sistema anti-refletor composto por (texturização química a leatória + SiO 2) similar ao utilizado em células solares com tecnologia (P/Al) pode-se alcançar eficiências no entorno de 19,4% - 19,7%. Caso o filme de SiO 2 for substituído por uma camada dupla de ZnS -MgF2, podem ser alcançadas eficiências no intervalo de 20,3% - 20,6% (em material Cz) e ultrapassar a marca dos 21% em material FZ.
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