Desenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS |
Texto Completo: | http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7164 |
Resumo: | The passivation of silicon solar cell surfaces is important for reducing the recombination rate of electron-hole pairs and, consequently, for improving efficiency. The goal of this work was to analyze the passivation quality obtained with thermal oxidation of solar grade silicon wafers and of solar cells with type p base and selective back surface field, producing thin films of SiO2. First, the dependence of minority carrier lifetime on oxidation time and temperature with and without the addition of chlorine was analyzed. I-V curves and spectral response measurements were conducted to determine the influence of oxidation parameters on the solar cells electrical characteristics. The results related to the oxidation furnace cleaning showed that introducing chlorine during oxidation it was possible to avoid the decline of minority carrier lifetime for silicon of Czochralski type and temperatures higher than 1000 °C. As regarded to the oxide passivation, it was observed that the effective minority carrier lifetime increases for thicker oxides. The oxidation time and temperature that resulted in the highest efficiencies were 45 min and 800 °C, resulting in oxide thicknesses on the front and back surfaces of 53 nm and 10 nm, respectively. The best solar cell with selective back surface field and SiO2 passivation presented Jsc = 36.0 mA/cm2, Voc = 598.6 mV and FF = 0.777, corresponding to an efficiency of 16.8 %. |
id |
P_RS_c0615e5f42f8774ce648ae1c6e4fad5e |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:tede2.pucrs.br:tede/7164 |
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=K4787917H3005.538.920-10http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K8133493Z1Razera, Ricardo Augusto Zanotto2017-03-14T17:19:33Z2017-01-11http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7164The passivation of silicon solar cell surfaces is important for reducing the recombination rate of electron-hole pairs and, consequently, for improving efficiency. The goal of this work was to analyze the passivation quality obtained with thermal oxidation of solar grade silicon wafers and of solar cells with type p base and selective back surface field, producing thin films of SiO2. First, the dependence of minority carrier lifetime on oxidation time and temperature with and without the addition of chlorine was analyzed. I-V curves and spectral response measurements were conducted to determine the influence of oxidation parameters on the solar cells electrical characteristics. The results related to the oxidation furnace cleaning showed that introducing chlorine during oxidation it was possible to avoid the decline of minority carrier lifetime for silicon of Czochralski type and temperatures higher than 1000 °C. As regarded to the oxide passivation, it was observed that the effective minority carrier lifetime increases for thicker oxides. The oxidation time and temperature that resulted in the highest efficiencies were 45 min and 800 °C, resulting in oxide thicknesses on the front and back surfaces of 53 nm and 10 nm, respectively. The best solar cell with selective back surface field and SiO2 passivation presented Jsc = 36.0 mA/cm2, Voc = 598.6 mV and FF = 0.777, corresponding to an efficiency of 16.8 %.A passivação das superfícies de células solares é importante para a redução da taxa de recombinação de pares elétron-lacuna e, consequentemente, para o aumento de eficiência. O objetivo deste trabalho foi analisar a qualidade da passivação obtida com oxidação térmica de lâminas de silício grau solar e células solares com base p e campo retrodifusor seletivo, produzindo filmes finos de SiO2. Primeiramente, foi analisada a dependência do tempo de vida dos portadores de carga minoritários com o tempo e temperatura de oxidação para oxidações com e sem adição de cloro. Medidas de curva I-V e resposta espectral foram realizadas para determinar a influência dos parâmetros de oxidação nas características elétricas de células solares. Os resultados relacionados à limpeza do tubo de oxidação mostraram que a introdução de cloro durante a oxidação foi capaz de evitar a diminuição do tempo de vida dos portadores minoritários para lâminas de silício tipo Czochralski para temperaturas de processo maiores que 1000 °C. Em relação a passivação atribuída ao óxido, foi observado que o tempo de vida efetivo dos portadores minoritários aumenta para óxidos mais espessos. O tempo e a temperatura de oxidação que resultaram em maiores eficiências foram de 45 min e 800 °C, apresentando uma camada de SiO2 nas faces frontal e posterior de 53 nm e 10 nm, respectivamente. A melhor célula solar com campo retrodifusor seletivo e com passivação de SiO2 apresentou Jsc = 36,0 mA/cm2, Voc = 598,6 mV e FF = 0,777, correspondendo a uma eficiência de 16,8 %.Submitted by Setor de Tratamento da Informação - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2017-03-14T17:19:33Z No. of bitstreams: 1 DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf: 2671041 bytes, checksum: f1125678bbb77f283914b17e91493182 (MD5)Made available in DSpace on 2017-03-14T17:19:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf: 2671041 bytes, checksum: f1125678bbb77f283914b17e91493182 (MD5) Previous issue date: 2017-01-11application/pdfhttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/167458/DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.jpgporPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de MateriaisPUCRSBrasilFaculdade de EngenhariaCÉLULAS SOLARESÓXIDO DE SILÍCIOENGENHARIA DE MATERIAISENGENHARIASDesenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivoDevelopment and Analysis of the Surface Passivation of Solar Cells with Silicon Dioxide and Selective Back Surface Fieldinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis-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_RSTHUMBNAILDIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.jpgDIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.jpgimage/jpeg5817http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7164/5/DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.jpg78ac3c34d9c1603bd894b04780c4cce0MD55TEXTDIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.txtDIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.txttext/plain164778http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7164/4/DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.txt0a389c666af31485340d834cee995094MD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8610http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7164/3/license.txt5a9d6006225b368ef605ba16b4f6d1beMD53ORIGINALDIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdfDIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdfapplication/pdf2671041http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7164/2/DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdff1125678bbb77f283914b17e91493182MD52tede/71642017-03-14 20:00:59.375oai:tede2.pucrs.br:tede/7164QXV0b3JpemHDp8OjbyBwYXJhIFB1YmxpY2HDp8OjbyBFbGV0csO0bmljYTogQ29tIGJhc2Ugbm8gZGlzcG9zdG8gbmEgTGVpIEZlZGVyYWwgbsK6OS42MTAsIGRlIDE5IGRlIGZldmVyZWlybyBkZSAxOTk4LCBvIGF1dG9yIEFVVE9SSVpBIGEgcHVibGljYcOnw6NvIGVsZXRyw7RuaWNhIGRhIHByZXNlbnRlIG9icmEgbm8gYWNlcnZvIGRhIEJpYmxpb3RlY2EgRGlnaXRhbCBkYSBQb250aWbDrWNpYSBVbml2ZXJzaWRhZGUgQ2F0w7NsaWNhIGRvIFJpbyBHcmFuZGUgZG8gU3VsLCBzZWRpYWRhIGEgQXYuIElwaXJhbmdhIDY2ODEsIFBvcnRvIEFsZWdyZSwgUmlvIEdyYW5kZSBkbyBTdWwsIGNvbSByZWdpc3RybyBkZSBDTlBKIDg4NjMwNDEzMDAwMi04MSBiZW0gY29tbyBlbSBvdXRyYXMgYmlibGlvdGVjYXMgZGlnaXRhaXMsIG5hY2lvbmFpcyBlIGludGVybmFjaW9uYWlzLCBjb25zw7NyY2lvcyBlIHJlZGVzIMOgcyBxdWFpcyBhIGJpYmxpb3RlY2EgZGEgUFVDUlMgcG9zc2EgYSB2aXIgcGFydGljaXBhciwgc2VtIMO0bnVzIGFsdXNpdm8gYW9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCBhIHTDrXR1bG8gZGUgZGl2dWxnYcOnw6NvIGRhIHByb2R1w6fDo28gY2llbnTDrWZpY2EuCg==Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2017-03-14T23:00:59Biblioteca 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 análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Development and Analysis of the Surface Passivation of Solar Cells with Silicon Dioxide and Selective Back Surface Field |
title |
Desenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo |
spellingShingle |
Desenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo Razera, Ricardo Augusto Zanotto CÉLULAS SOLARES ÓXIDO DE SILÍCIO ENGENHARIA DE MATERIAIS ENGENHARIAS |
title_short |
Desenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo |
title_full |
Desenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo |
title_fullStr |
Desenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo |
title_full_unstemmed |
Desenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo |
title_sort |
Desenvolvimento e análise da passivação com dióxido de silício de células solares com campo retrodifusor seletivo |
author |
Razera, Ricardo Augusto Zanotto |
author_facet |
Razera, Ricardo Augusto Zanotto |
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 |
005.538.920-10 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K8133493Z1 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Razera, Ricardo Augusto Zanotto |
contributor_str_mv |
Moehlecke, Adriano Zanesco, Izete |
dc.subject.por.fl_str_mv |
CÉLULAS SOLARES ÓXIDO DE SILÍCIO ENGENHARIA DE MATERIAIS |
topic |
CÉLULAS SOLARES ÓXIDO DE SILÍCIO ENGENHARIA DE MATERIAIS ENGENHARIAS |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
ENGENHARIAS |
description |
The passivation of silicon solar cell surfaces is important for reducing the recombination rate of electron-hole pairs and, consequently, for improving efficiency. The goal of this work was to analyze the passivation quality obtained with thermal oxidation of solar grade silicon wafers and of solar cells with type p base and selective back surface field, producing thin films of SiO2. First, the dependence of minority carrier lifetime on oxidation time and temperature with and without the addition of chlorine was analyzed. I-V curves and spectral response measurements were conducted to determine the influence of oxidation parameters on the solar cells electrical characteristics. The results related to the oxidation furnace cleaning showed that introducing chlorine during oxidation it was possible to avoid the decline of minority carrier lifetime for silicon of Czochralski type and temperatures higher than 1000 °C. As regarded to the oxide passivation, it was observed that the effective minority carrier lifetime increases for thicker oxides. The oxidation time and temperature that resulted in the highest efficiencies were 45 min and 800 °C, resulting in oxide thicknesses on the front and back surfaces of 53 nm and 10 nm, respectively. The best solar cell with selective back surface field and SiO2 passivation presented Jsc = 36.0 mA/cm2, Voc = 598.6 mV and FF = 0.777, corresponding to an efficiency of 16.8 %. |
publishDate |
2017 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2017-03-14T17:19:33Z |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2017-01-11 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7164 |
url |
http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7164 |
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/7164/5/DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.jpg http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7164/4/DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf.txt http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7164/3/license.txt http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/7164/2/DIS_RICARDO_AUGUSTO_ZANOTTO_RAZERA_COMPLETO.pdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
78ac3c34d9c1603bd894b04780c4cce0 0a389c666af31485340d834cee995094 5a9d6006225b368ef605ba16b4f6d1be f1125678bbb77f283914b17e91493182 |
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_ |
1799765324139069440 |