Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
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Data de Publicação: | 2016 |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS |
Texto Completo: | http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/6707 |
Resumo: | The solar cell industry is based on manufacturing n+pp+ devices with phosphorus emitter and aluminum back surface field. Studies show that the exposure to solar radiation may cause the degradation of electrical characteristics of these devices, which does not occur in solar cells made with n-type silicon. Furthermore, ntype silicon has a highest minority carrier lifetime and it is less sensitive to the presence of impurities when compared to p-type substrates. With the goal of the development of p+nn+ solar cells, experimental manufacturing processes were carried out to produce devices with homogeneous emitter, obtained from BBr3 and spin-on dopant, selective emitter formed by laser radiation and deposition of the antireflection coating (AR) by evaporation and atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD). In solar cells with homogeneous emitter formed by BBr3 and oxidation followed by annealing at 400 °C with form ing gas provides a minimum surface passivation. It was observed that the electrical characteristics of the solar cells manufactured in n-type solar grade silicon are highly affected by the number of high-temperature thermal steps. The maximum efficiency of solar cells with emitter formed by BBr3 was 12.7%. The open circuit voltage values of solar cells with selective emitter were less than 560 mV, indicating that deterioration of the melting region by the laser radiation occurs, and the best solar cell achieved 11.6% efficiency. In general, devices with homogeneous emitter formed by spin-on showed higher efficiencies compared to the others, reaching 14.3% for solar cells with front grid formed with the PV3N1 metal paste. The TiO2 AR coatings deposited by APCVD and with the annealing at temperature of 400 °C res ults in surface passivation, increasing the efficiency of the devices to 0.5% (absolute), which does not occur in AR coatings deposited by evaporation. |
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With the goal of the development of p+nn+ solar cells, experimental manufacturing processes were carried out to produce devices with homogeneous emitter, obtained from BBr3 and spin-on dopant, selective emitter formed by laser radiation and deposition of the antireflection coating (AR) by evaporation and atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD). In solar cells with homogeneous emitter formed by BBr3 and oxidation followed by annealing at 400 °C with form ing gas provides a minimum surface passivation. It was observed that the electrical characteristics of the solar cells manufactured in n-type solar grade silicon are highly affected by the number of high-temperature thermal steps. The maximum efficiency of solar cells with emitter formed by BBr3 was 12.7%. The open circuit voltage values of solar cells with selective emitter were less than 560 mV, indicating that deterioration of the melting region by the laser radiation occurs, and the best solar cell achieved 11.6% efficiency. In general, devices with homogeneous emitter formed by spin-on showed higher efficiencies compared to the others, reaching 14.3% for solar cells with front grid formed with the PV3N1 metal paste. The TiO2 AR coatings deposited by APCVD and with the annealing at temperature of 400 °C res ults in surface passivation, increasing the efficiency of the devices to 0.5% (absolute), which does not occur in AR coatings deposited by evaporation.A indústria de células solares está baseada na fabricação de dispositivos com estrutura n+pp+, com emissor de fósforo e campo retrodifusor de alumínio. Estudos mostram que a exposição à radiação solar pode causar a degradação das características elétricas destes dispositivos, o que não ocorre em células solares fabricadas em silício tipo n. Além disto, o silício tipo n possui maior tempo de vida dos portadores de carga minoritários e é menos afetado pela presença de impurezas quando comparado ao silício tipo p. Com o objetivo de desenvolver células solares p+nn+, processos experimentais de fabricação foram realizados para dispositivos com emissor homogêneo, obtido a partir de BBr3 e dopantes depositados por spinon, emissor seletivo formado por radiação laser e deposição de filmes antirreflexo (AR) por evaporação e deposição química em fase vapor (APCVD). Em células solares com emissor homogêneo formado por BBr3 foi observado que a oxidação seguida de recozimento a 400 °C com forming gas proporciona uma mínima passivação de superfície. Observou-se que as características elétricas das células fabricadas em silício grau solar tipo n são altamente afetadas pelo número de passos térmicos de alta temperatura. A eficiência máxima obtida em dispositivos com emissor formado por BBr3 foi de 12,7%. Os valores de tensão de circuito aberto das células com emissores seletivos foram inferiores a 560 mV, indicando uma deterioração na região fundida pela radiação laser, e a melhor célula solar atingiu 11,6% de eficiência. Em geral, os dispositivos com emissores homogêneos formados por spin-on apresentaram eficiências superiores em relação aos demais, atingindo 14,3% com metalização frontal com a pasta metálica PV3N1. Filmes AR de TiO2 depositados por APCVD e submetidos ao recozimento em temperaturas da ordem de 400 °C passivam a superfície, aumentando a efici ência dos dispositivos em até 0,5% (absoluto), o que não ocorre em filmes AR depositados por evaporação.Submitted by Setor de Tratamento da Informação - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-05-25T14:14:02Z No. of bitstreams: 1 TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf: 4679313 bytes, checksum: 9d9d88508ab3cba6c986903ea518c84b (MD5)Made available in DSpace on 2016-05-25T14:14:02Z (GMT). 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