Análise comparativa das propriedades de óxidos transparentes condutores para aplicação em células solares de filmes finos de CdTe

Abstract

RESUMOEste trabalho compara as propriedades de diversos óxidos transparentes condutores para serem utilizados como contatos frontais de células solares de filmes finos de CdTe. Os filmes foram depositados à temperatura ambiente, por pulverização catódica com rádio frequência, sem tratamento térmico posterior, com o objetivo de reduzir o número de etapas do processo de fabricação. A relação resistência/transmitância foi avaliada através de uma figura de mérito, de forma a propor os materiais candidatos a atuar como eletrodo frontal da célula solar. Os óxidos investigados foram divididos em dois grupos: os de baixa resistividade e os de alta resistividade. Eletrodos fabricados com os diversos óxidos foram submetidos a testes de estabilidade térmica nas temperaturas de processamento da célula solar. Os resultados mostraram que os filmes de ZnO e Zn 2 SnO 4 são óxidos de alta resistividade (> 0,5 .cm), enquanto que os de SnO 2 , In 2 O 3 , In 2 O 3 :Sn, Cd 2 SnO 4 e ZnO:Al são de baixa resistividade (< 5,0 x 10 -3 .cm) e alta transmitância (> 85%). Os filmes de In 2 O 3 :Sn e ZnO:Al apresentaram-se como as melhores opções para fabricação dos eletrodos, pois possuem resistividades na faixa de 10 -3 -10 -4 .cm e transmitâncias entre 85-92%. No entanto, levando-se em consideração questões de custo e escassez associadas ao índio, filmes de ZnO:Al são os mais adequados para esta aplicação, pois além de possuírem valores de condutividade e transmitância elevados, apresentaram elevada estabilidade térmica nas temperaturas de processamento da célula. Palavras-chave: óxidos transparentes condutores; eletrodos transparentes; células solares; filmes finos ABSTRACT This work compares the properties of different transparent conducting oxides for use as frontal contact in CdTe thin films solar cells. The films were deposited at room temperature by radio frequency sputtering without heat treatment, in order to reduce the manufacturing process steps. The resistance/transmittance relation was evaluated using a figure of merit, in order to propose the best material to act as front electrode of the solar cell. The oxides investigated in this work were separated into two groups: low-resistivity and highresistivity oxides. Electrodes were prepared with these oxides and were subjected to thermal stability tests at the elevated temperatures involved in the solar cell processing. The results showed that ZnO and Zn 2 SnO 4 films are high-resistivity oxides (> 0,5 .cm), while SnO 2 , In 2 O 3 , In 2 O 3 :Sn, Cd 2 SnO 4 , and ZnO:Al are lowresistivity (< 5,0 x 10 -3 .cm) and high transmittance (> 85%) oxides. The In 2 O 3 :Sn and ZnO:Al films were the best options for the production of the electrodes, as their resistivity and transmittance values ranged from

Desenvolvimento de um sistema de monitoramento do consumo de energia elétrica: uma ferramenta para o uso eficiente de energia no setor residencial

“…Fonte: Dados SciELO e Periódicos CAPES (2021).Para diminuir os custos vem sendo proposto e estudado o uso de silício de menor qualidade e a redução das espessuras atuais de 200 µm para 120 µm, além do desenvolvimento de campo silício amorfo (a-Si), telureto de cádmio (CdTe) e disseleneto de cobre, índio e gálio (CIGS)(LIMA et al, 2017).Em conjunto a esses materiais, atuando como contato elétrico frontal, os óxidos condutores transparentes (OTCs) também são muito pesquisados devido a sua grande aplicabilidade em células solares e eletrônica invisível (MELO; SANTOS; SOUSA, 2016). Entre os OTCs, destacam-se o óxido de índio dopado com estanho (In2O3:Sn), o óxido de estanho dopado com flúor (SnO2:F), o óxido de zinco dopado com o alumínio (ZnO:Al) e o estanato de cádmio (Cd2SnO4)(CRUZ et al, 2017). Além desses óxidos, levando em conta propriedades como alta mobilidade, transparência óptica, flexibilidade, não toxicidade e estabilidade ambiental, o grafeno e seus derivados, como o óxido de grafeno e o óxido de grafeno reduzido, tornam-se bons candidatos em inúmeras aplicabilidades, dentre elas as células solares (LIMA et al, 2018).3.1.2.…”