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Previous issue date: 2018-02-28 === Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES === The solar cells manufactured in n-type silicon, doped with phosphorus, do not present
light induced degradation and they have the potential of achieving high efficiency due
to the larger minority charge carrier lifetime. Besides, they are less susceptible to
contamination by metal impurities. The aim of this work was to analyze different
dopants to obtain the p+ region in n+np+ solar cells manufactured in Czochralski silicon
wafers, solar grade, n-type, 120 ?m thick. The acceptor impurities used were B, Al,
Ga, GaB and AlGa, deposited by spin-on and diffused at high temperature. The
temperature, time and gases used in the process of diffusion were ranged. The sheet
resistances (R?) of the diffused regions and the impurity concentration profiles were
measured. We concluded that the B and GaB can be diffused at 970? C for 20 min to
obtain p+ emitters with values of R? suitable to the production of solar cells with screenprinted
metal grid. The Ga and AlGa require high temperatures (greater than 1100? C)
and long times to produce doping profiles compatible with the production of solar cells.
The Al did not produce low sheet resistance regions, even at temperatures of 1100?
C. The use of argon gas instead of the nitrogen did not lead to the decreasing of the
sheet resistance. The GaB is the only one doping material analyzed that can be a
viable replacement for the B in the production of p+ emitter in n-type solar cells.The
GaB was the only one doping material analyzed that allowed the manufacture of solar
cells with the maximum efficiency of 13.5%, with the diffusion performed at 1020? C
for 20 min. The FF was the main parameter that reduced the efficiency of solar cells
doped with GaB when compared to the boron doped cells due to a lower shunt
resistance. The n+np+ solar cell, 120 ?m thick, that achieved the highest efficiency was
doped with boron and reached 14.9%, a value higher than the previously obtained in
studies in the NT-Solar with thin silicon wafers. === As c?lulas solares fabricadas em l?minas de sil?cio tipo n, dopadas com f?sforo,
n?o apresentam degrada??o por ilumina??o e t?m potencial de obten??o de maior
efici?ncia devido ao maior valor do tempo de vida dos portadores de carga
minorit?rios. Adicionalmente, s?o menos suscept?veis ? contamina??o por impurezas
met?licas. O objetivo deste trabalho foi realizar uma an?lise de diferentes dopantes
para obten??o da regi?o p+ em c?lulas solares n+np+fabricadas em l?minas de sil?cio
Czochralski, grau solar, tipo n, com espessura de 120 ?m. Os elementos aceitadores
utilizados foram o B, Al, Ga, GaB e AlGa, depositados por spin-on e difundidos em
alta temperatura. Foram variadas as temperaturas, os tempos e os gases utilizados
no processo de difus?o. Foi medida a resist?ncia de folha (R?) das regi?es difundidas
e o perfil de concentra??o de impurezas em fun??o da profundidade. Foram
desenvolvidas c?lulas solares com B, Ga, GaB e Al. Verificou-se que o B e GaB podem
ser difundidos em temperatura de 970 ?C e por 20 min para obten??o de emissores
com valores de R? compat?veis com a produ??o de c?lulas solares metalizadas por
serigrafia. O Ga e AlGa necessitam de altas temperaturas (maiores que 1100 ?C) e
tempos elevados para produzir perfis de dopantes compat?veis. O Al n?o produziu
regi?es p+ de baixa R?, mesmo com a difus?o a 1100 ?C. O uso de Ar para substituir
o N2 n?o acarretou em diminui??o da resist?ncia de folha. O GaB foi o ?nico dopante
analisado que permitiu a fabrica??o de c?lulas solares com efici?ncia m?xima de 13,5
%, com difus?o a 1020 ?C por 20 min. O fator de forma foi o principal par?metro que
reduziu a efici?ncia dos dispositivos com GaB quando comparado ao valor obtido com
B devido a menor resist?ncia em paralelo. A c?lula solar n+np+ de 120 ?m de maior
efici?ncia produzida neste trabalho foi dopada com boro e atingiu a efici?ncia de 14,9
%, sendo maior que as anteriormente obtidas em trabalhos realizados no NT-Solar
com l?minas finas.
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