Células solares bifaciais industriais em lâminas de silício finas: análise de passivação de superfícies e tipo de silício

Abstract

Resumo O objetivo deste trabalho foi analisar a passivação de superfícies com SiO2 em células solares bifaciais fabricadas em lâminas finas bem como avaliar a influência do tipo de silício monocristalino utilizado para fabricar as células solares. A estrutura implementada foi a n+pp+, com fósforo na face frontal e boro e alumínio na face posterior, formando uma região seletiva de campo retrodifusor. Foram usadas lâminas de silício Cz (Czochralski) e FZ (float zone) com 145 μm de espessura e implementou-se uma etapa térmica para crescer uma camada de SiO2 para passivar as superfícies. O óxido passivou as superfícies, proporcionando um aumento de 0,5% absolutos na eficiência das células solares fabricadas em silício FZ. As células solares produzidas em Si-Cz não obtiveram o mesmo aumento porque apresentaram uma elevada resistência em série. A célula solar fina mais eficiente foi fabricada com silício FZ e com superfícies passivadas, atingindo eficiência de 14,5% e de 11,1%, para iluminação pela face n+ e p+, respectivamente. As células em Si-Cz, mesmo com menor tempo de vida inicial dos portadores de carga minoritários, atingiram eficiências um pouco menores que estes valores.

Influência do tipo de dopante do substrato em células solares bifaciais finas

“…Com a estrutura n + p e a superfície frontal e posterior passivada com SiNx e região de BSF de Al localizada somente no contato elétrico da face posterior, foram obtidas as eficiências de 14,6%/13,6% (frontal/posterior) em dispositivos de área reduzida (4 cm 2 ) e com lâminas de silício Cz de 140 μm de espessura [11]. A partir de lâminas de Si-Cz, tipo p, de 550 µm de espessura, Osório et al [12,13] desenvolveram um processo para fabricação de células solares bifaciais n + pp + com espessura média de 145-150 µm. O processo de afinamento tinha como base um ataque químico do silício composto por hidróxido de potássio e água deionizada [12].…”

“…O processo de afinamento tinha como base um ataque químico do silício composto por hidróxido de potássio e água deionizada [12]. Foram fabricados dispositivos bifaciais de 61,58 cm 2 com eficiências de 14,0% e de 10,4% para iluminação pela face n + e p + , respectivamente [13]. Nestas células solares, a região n + foi obtida mediante difusão de fósforo usando POCl 3 como fonte.…”