INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE DIFUSÃO DE FÓSFORO E DA ESPESSURA DO FILME ANTIRREFLEXO EM CÉLULAS SOLARES N+ PN+

Resumo

A principal meta da indústria de células solares é obter alta eficiência e baixo custo de produção. O objetivo deste artigo é apresentar o desenvolvimento de células solares n⁺ pn⁺ em lâminas de Si-Cz do tipo p, grau solar, com metalização por serigrafia e avaliar a influência do emissor n⁺ e do filme antirreflexo. Parâmetros do processo de fabricação como a temperatura de difusão de fósforo, a introdução de uma etapa de recozimento e a espessura do filme antirreflexo foram otimizados experimentalmente, avaliando-se a concentração do dopante em função da profundidade, a refletância ponderada e os parâmetros elétricos das células solares. Concluiu-se que a temperatura de difusão de 875 °C resultou na eficiência de 13,7 %, devido ao elevado FF. No entanto, com a redução da temperatura para 850 °C, o fator de forma (FF) diminuiu, devido ao aumento da resistência de folha e, consequentemente, da resistência de contato. Com a introdução da etapa de recozimento para ambas as temperaturas de difusão avaliadas, apenas para a temperatura de 850 °C observou-se um aumento do fator de forma, elevando a eficiência das células solares para 13,2 %. Com o recozimento, a espessura com alta concentração, denominada de “zona morta” aumentou, bem como a concentração do dopante para todas as profundidades, reduzindo a densidade de corrente de curto-circuito. Para a temperatura de difusão de 875 °C, com a introdução do recozimento, a eficiência diminuiu um pouco para 13,3 %. Verificou-se que a “zona morta” aumentou em relação ao processo com a temperatura de 850 °C e com recozimento. A espessura do filme antirreflexo de TiO2 entre 95 nm e 110 nm resultou no menor valor da refletância ponderada média e, consequentemente, obteve-se a melhor eficiência. A espe ssura inicial do filme AR de 95 nm foi considerada mais viável por utilizar menor quantidade de material e resultou na eficiência máxima de 13,7 %.