Otimiza??o por simula??o e desenvolvimento de c?lulas solares com emissor posterior formado por pasta de alum?nio e difus?o em forno de esteira

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Mallmann, Ana Paula
• Orientador(a): Zanesco, Izete
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul
• Programa de Pós-Graduação: Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia e Tecnologia de Materiais
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: BR
• Palavras-chave em Português: ENGENHARIA DE MATERIAIS; ENERGIA EL?TRICA; C?LULAS SOLARES; ALUM?NIO; DIFUS?O
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/3176

A produ??o de energia el?trica diretamente a partir da convers?o da energia solar, denominada de energia solar fotovoltaica, ganha destaque pelo baixo impacto ambiental. O principal dispositivo desta tecnologia ? a c?lula solar, sendo o material mais utilizado o sil?cio. As c?lulas solares s?o associadas eletricamente e encapsuladas com a finalidade de formar o m?dulo fotovoltaico. Os objetivos desta tese est?o centrados na otimiza??o, no desenvolvimento e na an?lise de c?lulas solares n+np+ em Si-FV-FZ, tipo n, com emissor posterior p+ formado pela difus?o de pasta de alum?nio em forno de esteira. A otimiza??o por simula??o de uma c?lula solar ? uma etapa importante que precede o desenvolvimento do dispositivo. Nesta etapa, al?m de utilizar o programa computacional PC-1D foi criado um programa na linguagem Visual Basic, denominado MonoCel. Para a simula??o de c?lulas solares com malha de metaliza??o formada por evapora??o em alto v?cuo obteve-se a efici?ncia de 16,8 %, valor 1 % absoluto maior que para o caso da malha de metaliza??o ser formada por serigrafia, que foi de 15,8 %. A partir dos resultados das simula??es, constatou-se que o processo para fabrica??o de c?lulas solares com metaliza??o por serigrafia pode ser mais vi?vel que a evapora??o em alto v?cuo, pois a diferen?a na efici?ncia n?o ? elevada e a t?cnica ? relativamente mais simples. A otimiza??o experimental do processo de textura??o das l?minas de sil?cio resultou na reflet?ncia de 12 %, valor t?pico para uma superf?cie formada por micropir?mides em sil?cio monocristalino. Com a otimiza??o experimental da regi?o de campo retrodifusor frontal de f?sforo, foi obtido um valor de resist?ncia de folha de (36 ? 4) Ω/□ a partir da difus?o de f?sforo com POCl3 em forno convencional. Constatou-se que ap?s a difus?o de f?sforo, ocorreu gettering para temperatura e tempos espec?ficos. Tamb?m se verificou que o tempo de vida dos portadores minorit?rios ao final do processamento das c?lulas solares ? ligeiramente maior que o valor inicial. Foi analisada a influ?ncia da ordem dos passos de queima da pasta de metaliza??o na face frontal e de difus?o/queima da pasta de alum?nio, da passiva??o 27 da superf?cie, do fluxo de ar seco no passo de difus?o/queima da pasta de alum?nio, da temperatura de difus?o/queima da pasta de alum?nio e da velocidade da esteira nas caracter?sticas el?tricas dos dispositivos fabricados. Com o processo de fabrica??o de c?lulas solares com estrutura n+np+ com emissor posterior localizado de alum?nio foram obtidas c?lulas solares com efici?ncia pr?xima a 9,5 %. As melhores c?lulas solares foram processadas na temperatura de difus?o/queima da pasta de alum?nio de 900 ?C e velocidade da esteira de 140 cm/min. A efici?ncia est? limitada pelos baixos valores de VOC e FF alcan?ados. Tamb?m se verificou que a forma??o do emissor posterior localizado resulta em c?lulas solares com maior efici?ncia que o emissor homog?neo.