PRODUÇÃO DE CÉLULAS SOLARES DE CdS/CdTe EM UM SISTEMA DE SUBLIMAÇÃO EM ESPAÇO REDUZIDO EM LINHA

Resumo

As células solares de CdS/CdTe constituem uma importante fração das vendas de fotovoltaicos atualmente. A otimização desses dispositivos, em termos de eficiência e método de fabricação, com o objetivo de reduzir os custos, está sendo investigada em vários centros de pesquisa, em razão da demanda, nos últimos anos, de uma fonte de energia limpa e confiável. Células solares de CdS/CdTe têm sido produzidas no Laboratório de Filmes Finos do IME (LFF- IME) por sublimação em espaço reduzido, sendo que as deposições das camadas de CdS e CdTe e o tratamento de recozimento com CdCl2 são realizados em um sistema em linha, sem quebra de vácuo. Neste sistema, os substratos foram posicionados na região de deposição somente depois que os blocos de grafite da fonte e do substrato já estavam aquecidos, o que resultou em uma alta taxa inicial de nucleação e, consequentemente, na formação de filmes densos e contínuos, adequados para a produção de células de alta eficiência. O efeito do oxigênio mostrou-se também benéfico tanto para a produção de filmes mais compactos como para a produção de células com tensão de circuito aberto maior que 700 mV, na configuração vidro/ITO/CdS/CdTe/C:CuTe/Ag. A eficiência máxima obtida até o momento foi 7,1% para uma célula solar com área de 1 cm2. Para se entender melhor os fatores que têm limitado a eficiência dos dispositivos, foram produzidas amostras de vidro/ITO/CdS e vidro/ITO/CdS/CdTe, sem tratamento com CdCl2, sendo que as demais etapas para completamento das células foram realizadas no National Renewable Energy Laboratory (NREL). Os valores de eficiência resultantes foram, respectivamente, 8,8% e 9,9%, permitindo que algumas análises sejam feitas, com vistas a produzir células mais eficientes.