Implementação de emissores p+com diferentes dopantes para células solares n+np+ finas

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Machado, Taila Cristiane Policarpi Alves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Escola Politécnica; Brasil; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
• Palavras-chave em Português: Célula Solar; Lâminas Finas de Silício; Emissor P+; Silício Tipo N; Solar Cell; Thin Silicon Wafers; P+ Emitter; N-Type Silicon; ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/8010

As células solares fabricadas em lâminas de silício tipo n, dopadas com fósforo, não apresentam degradação por iluminação e têm potencial de obtenção de maior eficiência devido ao maior valor do tempo de vida dos portadores de carga minoritários. Adicionalmente, são menos susceptíveis à contaminação por impurezas metálicas. O objetivo deste trabalho foi realizar uma análise de diferentes dopantes para obtenção da região p+ em células solares n+np+fabricadas em lâminas de silício Czochralski, grau solar, tipo n, com espessura de 120 μm. Os elementos aceitadores utilizados foram o B, Al, Ga, GaB e AlGa, 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 (R□) das regiões difundidas e o perfil de concentração de impurezas em função da profundidade. Foram desenvolvidas células solares com B, Ga, GaB e Al. Verificou-se que o B e GaB podem ser difundidos em temperatura de 970 °C e por 20 min para obtenção de emissores com valores de R□ compatíveis 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. O Al não produziu regiões p+ de baixa R□, mesmo com a difusão a 1100 °C. O uso de Ar para substituir o N2 não acarretou em diminuição da resistência de folha. O GaB foi o único dopante analisado que permitiu a fabricação de células solares com eficiência máxima de 13,5 %, com difusão a 1020 °C por 20 min. O fator de forma foi o principal parâmetro que reduziu a eficiência dos dispositivos com GaB quando comparado ao valor obtido com B devido a menor resistência em paralelo. A célula solar n+np+ de 120 μm de maior eficiência produzida neste trabalho foi dopada com boro e atingiu a eficiência de 14,9 %, sendo maior que as anteriormente obtidas em trabalhos realizados no NT-Solar com lâminas finas.