Analysis of aluminum back surface field at different wafer specifications in crystalline silicon solar cells

Park, Sungeun; Park, Hyo Min; Kang, Yoonmook; Lee, Hae‐Seok; Kim, Dong Hwan

doi:10.1016/j.cap.2016.05.016

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“…As células típicas da indústria possuem uma junção pn em uma das faces e na outra face é formado o campo retrodifusor, também denominado de BSF (back surface field), que tem a função de diminuir a recombinação em superfície na face posterior da célula solar e, consequentemente, aumentar a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito [1]. Simulações mostraram que em células solares com BSF a V OC é pouco dependente da resistividade, mas a J SC aumenta com o aumento da resistividade da lâmina de silício [2].O campo retrodifusor é formado por meio da difusão de boro ou alumínio em lâminas de silício tipo p, que forma um campo elétrico que repele os portadores de …”

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Influência Da Passivação Em Células Solares De Silício Com Campo Retrodifusor Seletivo De Alumínio E Boro

Crestani¹,

Zanesco²,

Moehlecke³

2017

Tecnologia Em Metalurgia Materiais E Mineração

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ResumoO campo retrodifusor seletivo em células solares processadas em lâminas de silício tipo p possibilita aumentar a eficiência, ao mesmo tempo em que evita o abaulamento, típico em células solares com campo retrodifusor homogêneo formado por pasta de alumínio. O objetivo deste trabalho é analisar a influência da passivação com SiO 2 no emissor de fósforo e no campo retrodifusor seletivo de alumínio e boro de células solares n + pp + processadas em lâminas de silício Czochralski tipo p, grau solar. O campo retrodifusor seletivo foi formado pela difusão de boro em toda a face posterior da lâmina de silício e por serigrafia foi depositada a pasta de alumínio, somente nas trilhas metálicas. Para a temperatura de difusão de boro (T B ) de 950°C, observou-se que a passivação resultou em um aumento da eficiência devido ao aumento da tensão de circuito aberto e que a passivação somente foi eficaz no emissor n + . Para a T B de 970°C, as células solares com passivação alcançaram a eficiência de 16,0%, devido ao aumento no fator de forma e a passivação foi eficaz na região p + dopada com boro e no emissor de fósforo. Palavras-chave: Células solares; Campo retrodifusor seletivo; Passivação. INFLUENCE OF THE PASSIVATION IN SILICON CELLS SOLAR WITH SELECTIVE BACK SURFACE FIELD OF ALUMINIUM AND BORON AbstractThe selective back surface field in solar cells processed in p-type silicon wafers enables the increasing of the efficiency and avoids the typical bowing in solar cells with homogeneous back surface field formed by aluminum paste. The goal of this paper is to analyze the influence of passivation with SiO 2 in the phosphorus emitter and in the selective back surface field of aluminum and boron of n + pp + solar cells processed in p-type Czochralski silicon wafers, solar grade. The selective back surface field was formed by boron diffusion in whole rear face of the silicon wafer and the aluminum paste was deposited by screen printing to form the metal grid and the selective emitter. Solar cells were processed with boron diffusion temperature (T B ) of 950°C. The passivation enhanced the efficiency due to the increase of the open circuit voltage and the passivation is effective only in the emitter. The solar cells produced with T B of 970°C and passivation achieved the efficiency of 16.0%, due to the increasing of the fill factor. Analyzing these devices, we also concluded that the passivation was effective in the p + region, doped with boron, as well as in the phosphorus emitter. Keywords: Solar cells; Selective BSF; Passivation. INTRODUÇÃOAs células solares fabricadas em lâminas de silício cristalino tipo p dominam o mercado mundial. As células típicas da indústria possuem uma junção pn em uma das faces e na outra face é formado o campo retrodifusor, também denominado de BSF (back surface field), que tem a função de diminuir a recombinação em superfície na face posterior da célula solar e, consequentemente, aumentar a tensão de circuito aberto e a corrente de curto-circuito [1]. Simulações mostraram que em células solar...

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Influência Da Passivação Em Células Solares De Silício Com Campo Retrodifusor Seletivo De Alumínio E Boro

Crestani¹,

Zanesco²,

Moehlecke³

2017

Tecnologia Em Metalurgia Materiais E Mineração

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Interfacial Behavior and Stability Analysis of p‐Type Crystalline Silicon Solar Cells Based on Hole‐Selective MoO_X/Metal Contacts

Cao

Lin

et al. 2019

Solar RRL

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Molybdenum trioxide (MoOX, X < 3), with a large work function, can induce upward band bending in crystalline silicon (c‐Si) when constructing a heterojunction, which makes it an attractive candidate for hole‐selective contact in c‐Si solar cells. Herein, the passivation property and hole selectivity of MoOX thin films are investigated on p‐type c‐Si wafers using MoOX/aluminum (Al) as rear contacts. To elevate the performance from the aspect of light management, silver (Ag) and copper (Cu) are further used as back electrodes instead of Al. Solar cells with Ag electrodes deliver the best performance with a power conversion efficiency of 18.74%, followed by Cu (17.61%) and Al (16.36%) electrodes, attributing to the better reflectivity of Ag and Cu. It is also noted that solar cells with MoOX/Ag and MoOX/Cu contacts show significant degradation under room temperature storage. The interfacial evolutions are then carefully studied as a function of elevated temperature that accelerate the thermodynamic process. The degradation mechanism involves redox reaction and metal diffusion at the MoOX/metal interfaces. This work points out the importance of selecting the adjacent layers of MoOX and regulating the interfaces to stabilize the MoOX‐based c‐Si solar cells.

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On the removal behavior of aluminum paste for silicon solar cell

Zhou

Chen

2019

J Therm Anal Calorim

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Analysis of aluminum back surface field at different wafer specifications in crystalline silicon solar cells

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Interfacial Behavior and Stability Analysis of p‐Type Crystalline Silicon Solar Cells Based on Hole‐Selective MoO_X/Metal Contacts

On the removal behavior of aluminum paste for silicon solar cell

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