Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Garcia, Sérgio Boscato
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
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.
id P_RS_0db908e4cf4322f2a84ef51f21463e54
oai_identifier_str oai:tede2.pucrs.br:tede/6707
network_acronym_str P_RS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
repository_id_str
spelling Moehlecke, Adriano487.387.270-72http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787919H0Zanesco, Izetehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787917H3826.217.480-15http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4710841Y1Garcia, Sérgio Boscato2016-05-25T14:14:02Z2016-03-30http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/6707The 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.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). No. of bitstreams: 1 TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf: 4679313 bytes, checksum: 9d9d88508ab3cba6c986903ea518c84b (MD5) Previous issue date: 2016-03-30application/pdfhttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/164964/TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.jpgporPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de MateriaisPUCRSBrasilFaculdade de EngenhariaCÉLULAS SOLARESSILÍCIOENGENHARIA DE MATERIAISENGENHARIASDesenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneoDevelopment and comparison of P+NN+ solar cells with momogeneous and selective emitterinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis-7432719344215120122600600600-6557705727614397854518971056484826825info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RSTHUMBNAILTES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.jpgTES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.jpgimage/jpeg4326http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/6707/3/TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.jpg1ca4ea0266290fc2690414cbf729481cMD53TEXTTES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.txtTES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.txttext/plain350233http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/6707/4/TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.txt63ea54f295c45fd14a4a59d07bb57e3dMD54ORIGINALTES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdfTES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdfapplication/pdf4679313http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/6707/2/TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf9d9d88508ab3cba6c986903ea518c84bMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8610http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/6707/1/license.txt5a9d6006225b368ef605ba16b4f6d1beMD51tede/67072016-05-25 20:00:23.975oai:tede2.pucrs.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2016-05-25T23:00:23Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false
dc.title.por.fl_str_mv Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Development and comparison of P+NN+ solar cells with momogeneous and selective emitter
title Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
spellingShingle Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
Garcia, Sérgio Boscato
CÉLULAS SOLARES
SILÍCIO
ENGENHARIA DE MATERIAIS
ENGENHARIAS
title_short Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
title_full Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
title_fullStr Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
title_full_unstemmed Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
title_sort Desenvolvimento e comparação de células solares P+NN+ com emissor seletivo e homogêneo
author Garcia, Sérgio Boscato
author_facet Garcia, Sérgio Boscato
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Moehlecke, Adriano
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv 487.387.270-72
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787919H0
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Zanesco, Izete
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787917H3
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 826.217.480-15
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4710841Y1
dc.contributor.author.fl_str_mv Garcia, Sérgio Boscato
contributor_str_mv Moehlecke, Adriano
Zanesco, Izete
dc.subject.por.fl_str_mv CÉLULAS SOLARES
SILÍCIO
ENGENHARIA DE MATERIAIS
topic CÉLULAS SOLARES
SILÍCIO
ENGENHARIA DE MATERIAIS
ENGENHARIAS
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS
description 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.
publishDate 2016
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-05-25T14:14:02Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2016-03-30
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/6707
url http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/6707
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.program.fl_str_mv -7432719344215120122
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
600
dc.relation.department.fl_str_mv -655770572761439785
dc.relation.cnpq.fl_str_mv 4518971056484826825
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
dc.publisher.initials.fl_str_mv PUCRS
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Faculdade de Engenharia
publisher.none.fl_str_mv Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron:PUC_RS
instname_str Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
instacron_str PUC_RS
institution PUC_RS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
bitstream.url.fl_str_mv http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/6707/3/TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.jpg
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/6707/4/TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf.txt
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/6707/2/TES_SERGIO_BOSCATO_GARCIA_COMPLETO.pdf
http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/6707/1/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 1ca4ea0266290fc2690414cbf729481c
63ea54f295c45fd14a4a59d07bb57e3d
9d9d88508ab3cba6c986903ea518c84b
5a9d6006225b368ef605ba16b4f6d1be
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)
repository.mail.fl_str_mv biblioteca.central@pucrs.br||
_version_ 1799765319145750528