Análise da passivação com SiO 2 na face posterior e frontal de células solares com campo retrodifusor seletivo

Abstract

RESUMO A passivação das superfícies das células solares de silício é importante para obter alta eficiência, pois reduz a recombinação dos portadores de carga minoritários. O crescimento de SiO2 é a técnica mais efetiva para passivar lâminas de silício cristalino. O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento e a análise da passivação na face posterior e frontal com diferentes espessuras de SiO2, crescido por oxidação seca. Células solares foram processadas com campo retrodifusor seletivo em lâminas de silício Czochralski, tipo p, grau solar. O emissor frontal foi produzido pela difusão de fósforo e o campo retrodifusor seletivo foi formado pela difusão de boro e alumínio, para possibilitar a passivação também na face posterior. Variou-se a temperatura (Toxi) e o tempo (toxi) de oxidação para formar camadas de SiO2 com diferentes espessuras. Com base em trabalhos anteriores, fixou-se toxi em 7 minutos e variou-se Toxi de 770 °C a 920 °C. A seguir, fixou-se Toxi em 800 °C e variou-se toxi de 2 a 90 minutos. As espessuras das camadas de SiO2 produzidas variaram entre 7 e 80 nm no emissor frontal e entre 1 e 14 nm na face posterior. Para avaliar a passivação, comparou-se a tensão de circuito aberto (Voc) e constatou-se que aumentou até toxi = 45 min e até Toxi = 860 °C. Com base nestes resultados, variou-se o tempo de oxidação para Toxi = 860 °C. A maior Voc, de 604 mV, foi obtida para: a) Toxi = 860 °C e toxi = 30 min e b) Toxi = 800 °C e toxi = 45 min, resultando em uma camada de SiO2 da ordem de 50 - 60 nm e de 10 - 14 nm na face dopada com fósforo e com boro, respectivamente. A maior eficiência alcançada foi de 16,0 %.

Passivation analysis of the Emitter and selective back surface field of silicon solar cells

“…2. With exception of the oxidation step, all other procedures used to manufacture this solar cell were optimized in previous works [9], [10], [11], [12]. The substrate was p-type, solar grade czochralski-Si wafers with resistivity of 1-20 Ω.cm and with initial thicknesses of 200 μm.…”

“…Here we show that a thin layer of thermal SiO 2 , together with the B-BSF, passivates the rear surface even further, increasing efficiency. We choose dry thermal SiO 2 because its excellence in passivating silicon is well known [7], [8], [9]. In fact, with SiO 2 it is possible to passivate both n and p-type silicon [9], meaning that we can use it for both front and back surfaces.…”

“…We choose dry thermal SiO 2 because its excellence in passivating silicon is well known [7], [8], [9]. In fact, with SiO 2 it is possible to passivate both n and p-type silicon [9], meaning that we can use it for both front and back surfaces. This allows the use of a single oxidation step to passivate both surfaces, which reduces process cost.…”

Desenvolvimento E Ensaios De Módulos Fotovoltaicos Integrados Em Revestimentos Cerâmicos

“…A energia elétrica é um insumo fundamental para o desenvolvimento econômico sustentável da sociedade contemporânea. Especialmente, os sistemas fotovoltaicos de geração distribuída apresentam maturidade tecnológica, confiabilidade, competitividade econômica e podem contribuir para atender a demanda crescente e gradual de energia elétrica e descarbonizar a matriz elétrica (Ruther, 2012;Zanesco, 2014;Bitencourt, 2016;Amaral, 2016).…”

Análise Da Junção Flutuante No Campo Retrodifusor De Boro Em Células Solares Pert Bifaciais

“…Foi constatado que a passivação é mais eficaz no emissor n + que na região p + dopada com boro e que para a região p + com maior dopagem, a passivação com SiO 2 é eficaz (Crestani et al, 2017). As células solares apresentaram a eficiência de 16,0 %, representando um aumento de 1,2 % (absoluto) na eficiência em relação às células sem passivação com SiO2 (Zanesco et al, 2017).…”