Otimiza??o do emissor n+ e da metaliza??o por deposi??o qu?mica para c?lulas solares industriais

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: Ramos, Canan Rodrigues
• Orientador(a): Zanesco, Izete
• Tipo de documento: Dissertação
• 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 SOLAR; C?LULAS SOLARES
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/3126

O Sol ? uma fonte inesgot?vel de energia e fornece seis vezes mais energia do que o consumo anual mundial. Sendo assim, seria poss?vel substituir todo o potencial de recursos f?sseis pelos recursos solares. O dispositivo que converte energia solar em el?trica ? a c?lula solar. Os objetivos desta disserta??o foram implementar e otimizar o processo para obten??o do emissor n+, o processo de gettering bem como a metaliza??o por deposi??o qu?mica sem eletrodos em substrato de sil?cio Czochralski, tipo p. Para isso foram otimizadas, por meio de simula??es, a regi?es frontal e posterior, constatando-se que ? poss?vel obter dispositivos de at? 18% de efici?ncia, para metaliza??es realizadas por electroless com regi?o n+ de resist?ncia de folha de 114 Ohms/a 148 Ohms/. Esta regi?o n+ foi implantada em fornos convencionais, empregando o dopante l?quido Phosphorus Film P509, fornecido pela Filmtronics, depositado pela t?cnica de spin-on. Foram alcan?adas resist?ncias de folha de 50 Ohms/a 150 Ohms/, para temperaturas variando de 700?C a 800?C e tempo de difus?o de 5 min a 15 min. Os valores s?o pr?ximos aos resultados das simula??es, para a obten??o de c?lulas de alta efici?ncia. Os mecanismos de gettering por f?sforo foram estudados e avaliados dentro dos mesmos intervalos de tempo e temperatura utilizados para obter o emissor n+. Estes mecanismos s?o efetivos, apresentando um aumento no tempo de vida dos portadores minorit?rios de at? 400%, para a temperatura de 800?C durante 15 minutos. Neste caso, a resist?ncia de folha ? 80 Ohms. A metaliza??o por deposi??o qu?mica sem eletrodos, electroless, para n?quel, cobre e prata foi desenvolvida para uma estrutura n+pp+. O processo de fotolitografia e ativa??o superficial foram implementados para otimizar o tempo e a temperatura de imers?o nas solu??es. Foram obtidas espessuras de trilhas da malha met?lica da ordem de 10 micr?metros e a resist?ncia el?trica da estrutura de medida de 3 mm de comprimento ? de 0,5 Ohms. O fator de forma das c?lulas solares fabricadas ? 0,50, devido a problemas de resist?ncia s?rie. A tens?o de circuito aberto varia entre 525 mV a 545 mV, e ? limitada principalmente pelo baixo tempo de vida de portadores minorit?rios. A densidade de corrente de curto-circuito ? 30 mA/cm2, para dispositivos sem filme anti-reflexo. Com a malha met?lica formada por electroless, os prot?tipos de c?lulas apresentaram efici?ncia de 10%, similar ? efici?ncia das c?lulas solares com metaliza??o por evapora??o de prata seguida da deposi??o por electroless.