Desenvolvimento de células solares n + np + em lâminas de silício de 100 µm de espessura

Abstract

RESUMO No custo de produção de uma célula solar, a lâmina de silício representa da ordem de 50 % do valor final do dispositivo. Para reduzir os custos, vem sendo proposta a diminuição das espessuras atuais de 180-200 µm para 100-120 µm. Embora o silício tipo p seja o mais usado na fabricação de células solares, este material é suscetível à degradação devido à interação boro-oxigênio. Os dispositivos fabricados em lâminas de Si tipo n, dopadas com fósforo não apresentam tal degradação e têm potencial de obtenção de altas eficiências devido ao maior tempo de vida dos portadores de carga minoritários. O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de células solares n+np+ fabricadas sobre lâminas de silício Cz (Czochralski) com 100 μm de espessura. Foram fabricados dispositivos finos com a estrutura n+np+ e comparados com os dispositivos n+pp+ fabricados em lâminas convencionais. A eficiência média alcançada foi de (14,6 ± 0,4) % e o dispositivo mais eficiente atingiu 15,3 %. O maior valor de eficiência ficou abaixo do obtido com estruturas n+pp+ de 200 μm de espessura, quando atingiu-se uma eficiência de 16,2 %. O principal parâmetro que reduziu a eficiência das células finas foi o fator de forma, que alcançou um valor máximo de 0,748. Embora a eficiência seja menor com as lâminas finas, obteve-se uma baixa relação massa/potência, de 1,5 g/W, valor que é aproximadamente 53 % inferior ao obtido quando foram usadas lâminas espessas tipo p.