ANÁLISE DE TEXTURAÇÃO SELETIVA NA FORMAÇÃO DE EMISSORES P+ COM RADIAÇÃO LASER PARA CÉLULAS SOLARES N-PERC

Autores

  • Bruno Krever Lopes Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Sul
  • Adriano Moehlecke Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Sul
  • Izete Zanesco Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Sul
  • Moussa Ly Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Sul

DOI:

https://doi.org/10.59627/cbens.2024.2384

Palavras-chave:

Emissor seletivo, Difusão a laser, Emissor de Boro

Resumo

Este artigo apresenta o processamento e análise de emissores dopados com boro, formados com difusão a laser e texturação seletiva. As amostras foram produzidas por meio de dois processos de fabricação, denominados de A e B, com três distintas configurações do laser para difusão do boro. No processo A ou de texturação seletiva, a difusão de boro foi realizada antes do ataque anisotrópico necessário para formar uma superfície texturada. Para este processo, analisou-se o emprego de quatro tempos de texturação. No processo B, a texturação das superfícies foi realizada antes da difusão de boro com laser. Os dispositivos foram analisados por microscopia óptica, medida de resistência de folha (RSQ) e tempo de vida dos portadores de carga minoritários (τ). As amostras desenvolvidas pelo processo B (processo de controle) apresentaram valores de resistência de folha na ordem de 26 – 28 Ω/sq, enquanto as amostras desenvolvidas pelo processo A (processo com texturação seletiva) obtiveram um aumento nos valores de RSQ, sendo da ordem de 53 - 60 Ω/sq. Por meio da análise de tempo de vida dos portadores minoritários não foi possível constatar uma diferença significativa entre os danos ocasionados pelas diferentes configurações do laser. Ao se analisar a diferença percentual entre os valores de tempo de vida dos portadores de carga minoritários das regiões onde ocorreu a difusão com laser (trilhas) e das regiões sem difusão (entre trilhas), observou-se uma maior redução do τ nas amostras do processo de controle, com texturação pré-laser (processo B). Esses resultados são um indicativo de que o uso de um ataque anisotrópico com KOH pós-difusão a laser reduz parcialmente os danos gerados no processamento.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Bruno Krever Lopes, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Sul

Escola Politécnica, Núcleo de Tecnologia em Energia Solar.

Adriano Moehlecke, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Sul

Escola Politécnica, Núcleo de Tecnologia em Energia Solar.

Izete Zanesco, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Sul

Escola Politécnica, Núcleo de Tecnologia em Energia Solar.

Moussa Ly, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande Sul

Escola Politécnica, Núcleo de Tecnologia em Energia Solar.

Referências

Asada, T., Ichikawa, Y., Kato, M., 2019. Carrier lifetime measurements in semiconductors through the microwave photoconductivity decay method. Journal of Visualized Experiments, 146. https://doi.org/10.3791/59007.

Blakers, A., 2019. Development of the PERC Solar Cell. IEEE Journal of Photovoltaics, 9(3), pp. 629–635. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2019.2899460.

Garcia, S. B. 2016. Desenvolvimento e Comparação de Células Solares p+nn+ com Emissor Seletivo e Homogêneo. Tese de Doutorado, PGETEMA, PUCRS, Porto Alegre.

Haverkamp, H., Dastgheib-Shirazi, A., Raabe, B., Book, F., Hahn, G., 2008. Minimizing the electrical losses on the front side: Development of a selective emitter process from a single diffusion. 2008 33rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference, pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/PVSC.2008.4922443.

Horányi, T.S., Pavelka, T., Tüttö, P., 1993. In situ bulk lifetime measurement on silicon with a chemically passivated surface. Applied Surface Science, 63, pp. 306-311.

Hwang, Y., Park, C., Kim, J., Kim, J., Lim, J.-Y., Choi, H., Jo, J., Lee, E., 2015. Effect of laser damage etching on i-PERC solar cells. Renewable Energy, 79, pp. 131–134. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.10.067

Jäger, U., Mack, S., Wufka, C., Wolf, A., Biro, D., Preu, R., 2013. Benefit of selective emitters for p-type silicon solar cells with passivated surfaces. IEEE Journal of Photovoltaics, 3(2), pp. 621–627. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2012.2230685.

Kuo, C.W., Kuan, T.M., Chueh, W.L., Wu, L.-G., Huang, C.C., Yu, C.Y., 2018. Impact of laser-doped selective emitters parameter for industrial mono PERC solar cells. 2018 IEEE 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC) (A Joint Conference of 45th IEEE PVSC, 28th PVSEC & 34th EU PVSEC), pp. 1029–1032. https://doi.org/10.1109/PVSC.2018.8547466.

Lin, W., Daming chen, Liu, C., Wang, Y., He, Y., Zou, Y., Yuan, L., Gong, J., Yang, Y., Feng, Z., Liu, Z., Chen, Z., Xie, Q., Liang, Z., Chen, Y., Shen, H., 2020. Green-laser-doped selective emitters with separate BBr3 diffusion processes for high-efficiency n-type silicon solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells, 210, 110462. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2020.110462.

Moehlecke, A., Luque, A., 1994. New approach to obtain boron selective emitters for Si solar cells. Proceedings of 1994 IEEE 1st World Conference on Photovoltaic Energy Conversion - WCPEC (A Joint Conference of PVSC, PVSEC and PVSEC), 2, pp. 1492–1495. https://doi.org/10.1109/WCPEC.1994.520233

Muñoz-Cerón, E., de la Casa, J., Ortega-Jódar, M. J., Almonacid, G., Talavera, D. L., P.G.Vidal, P.Pérez-Higueras, J.Gallego, Ruiz, A. M., Paramio, M. A. R., Jesus, M. J. del., 2009. Influence of different laser parameters in laser doping from phosphosilicate glass. 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 21-25 September 2009, Hamburg, Germany, 1771–1774. https://doi.org/10.4229/24THEUPVSEC2009-2CV.5.18.

Petersen, K. E., 1982. Silicon as a mechanical material. Proceedings of the IEEE, 70(5), pp. 420–457. https://doi.org/10.1109/PROC.1982.12331.

Radfar, B., Es, F., Turan, R., 2020. Effects of different laser modified surface morphologies and post-texturing cleanings on c-Si solar cell performance. Renewable Energy, 145, pp. 2707–2714. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.08.031.

Salvador, V. F., 2019. Desenvolvimento e Análise de Células Solares Base N com Emissor Seletivo Formado por Radiação Laser. Dissertação de mestrado, PGETEMA, PUCRS, Porto Alegre.

Schroder, D. K., 2005. Semiconductor Material and Device Characterization. Wiley.

Tomizawa, Y., Ikeda, Y., Shiro, T., 2016. development of n-type selective emitter silicon solar cells by laser doping using boron-doped silicon paste. Energy Procedia, 92, pp. 419–426. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.07.122.

VDMA, 2022. International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) - 2021 Results. 13th Edition, 1(13).

Downloads

Publicado

2024-09-20

Como Citar

Lopes, B. K., Moehlecke, A., Zanesco, I., & Ly, M. (2024). ANÁLISE DE TEXTURAÇÃO SELETIVA NA FORMAÇÃO DE EMISSORES P+ COM RADIAÇÃO LASER PARA CÉLULAS SOLARES N-PERC. Anais Congresso Brasileiro De Energia Solar - CBENS. https://doi.org/10.59627/cbens.2024.2384

Edição

Seção

Anais