AVALIAÇÃO DE DIFERENTES DOPANTES DEPOSITADOS POR SPIN-ON PARA PRODUZIR O EMISSOR P+ EM CÉLULAS SOLARES DE SILÍCIO

Resumo

As células solares fabricadas em lâminas de silício tipo n, dopadas com fósforo, não apresentam degradação por iluminação e tem potencial de atingir maior eficiência devido ao maior valor do tempo de vida dos portadores de carga minoritários. Adicionalmente, são menos susceptíveis a contaminação por impurezas metálicas. O objetivo deste trabalho é apresentar uma análise de diferentes dopantes para produção da região p+ em células solares n+np+ ou p+nn+ fabricadas em lâminas de silício Czochralski, grau solar, tipo n, com espessura de 120 µm. Os elementos aceitadores utilizados foram o boro, alumínio, gálio, gálio/boro e alumínio/gálio, depositados por spin-on e difundidos em alta temperatura. Foram variadas as temperaturas, os tempos e os gases utilizados no processo de difusão. Foi medida a resistência de folha das regiões difundidas e obteve-se o perfil de concentração de impurezas em função da profundidade. Verificou-se que o B e GaB podem ser difundidos em temperatura de 970 °C por 20 min para obtenção de emissores com resistências de folha de aproximadamente 50 Ω/□, valor compatível com a produção de células solares metalizadas por serigrafia. O Ga e AlGa necessitam de altas temperaturas (maiores que 1100 °C) e tempos elevados para produzir perfis de dopantes compatíveis com a produção de células solares. Observou-se que a oxidação realizada após a difusão aumenta a resistência de folha da região p+, indicando que a dopagem é reduzida. O alumínio não produziu regiões p+ de baixa resistência de folha, mesmo nas temperaturas de 1100 °C e tempos de 120 min. O uso de argônio para substituir o nitrogênio não acarretou em diminuição da resistência de folha. O GaB é o único dopante analisado que pode ser um substituto para o boro na produção de emissores p+ em células solares tipo n.