Implementa??o de emissores p+com diferentes dopantes para c?lulas solares n+np+ finas

• Main Author: Machado, Taila Cristiane Policarpi Alves
• Other Authors: Moehlecke, Adriano
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul 2018
• Subjects: C?lula Solar; L?minas Finas de Sil?cio; Emissor P+; Sil?cio Tipo N; Solar Cell; Thin Silicon Wafers; P+ Emitter; N-Type Silicon; ENGENHARIAS
• Online Access: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/8010

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais ([e-mail]) on 2018-04-24T14:42:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Taila Final.pdf: 2384346 bytes, checksum: 8e3d52f21033cdc04d8f1c3449453ceb (MD5) === Approved for entry into archive by Sheila Dias ([e-mail]) on 2018-05-08T19:50:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Taila Final.pdf: 2384346 bytes, checksum: 8e3d52f21033cdc04d8f1c3449453ceb (MD5) === Made available in DSpace on 2018-05-08T20:07:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Taila Final.pdf: 2384346 bytes, checksum: 8e3d52f21033cdc04d8f1c3449453ceb (MD5) 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.