Desenvolvimento de células solares em silício tipo n com emissor formado por Boro

Abstract

O Sol é fonte de energia renovável e o seu uso para produzir energia elétrica é uma das alternativas promissoras para enfrentar os desafios energéticos e ambientais do novo milênio. O silício é o segundo elemento mais abundante da Terra. Este material semicondutor é largamente usado na indústria de células solares e dispositivos de microeletrônica e permite a fabricação de dispositivos de alta durabilidade. O silício cristalino tipo n vem despertando o interesse mundial por apresentar menor degradação e maior tempo de vida dos portadores minoritários quando comparado com silício tipo p. O objetivo deste trabalho está centrado no desenvolvimento de um processo de fabricação industrial de células solares p+nn+, pseudoquadradas de 80 mm x 80 mm, em silício crescido por fusão zonal flutuante (Si-FZ) tipo n, com metalização por serigrafia. A região p+ foi produzida a partir de dopante com boro depositado por spin-on e difusão a alta temperatura em forno convencional com tubo de quartzo. A dopagem com boro foi otimizada considerando as características elétricas das células solares. O método consistiu em variar a temperatura de difusão de 900 ºC a 1020 ºC e tempo de difusão do processo de 10 min a 40 min. O processo de passivação de superfície foi avaliado utilizando SiO2 o que demonstrou não ser eficaz para o tipo de célula solar deste trabalho. Os melhores dispositivos foram fabricados com difusão de boro a 1000 ºC por 30 min, sem passivação de superfície, atingindo-se a eficiência de 14,6 %.