Análise de filmes antirreflexo de dióxido de titânio e nitreto de silício em células solares P+NN+

摘要

Neste trabalho foram comparados os filmes antirreflexo de dióxido de titânio e de nitreto de silício para fabricação de células solares p+nn+. Este tipo de célula solar é mais estável em longo prazo em relação às células n+pp+ e permite a obtenção de maiores eficiências. Os filmes de TiO2 foram produzidos por evaporação em alto vácuo com canhão de elétrons e por deposição química em fase vapor a pressão atmosférica (APCVD). A camada antirreflexo de nitreto de silício foi obtida por sputtering reativo e por deposição química em fase vapor assistida por plasma (PECVD). Os filmes foram depositados em lâminas de silício texturadas e caracterizados pela medida da refletância espectral bem como foram fabricadas e caracterizadas células solares com os filmes. Os filmes depositados apresentaram refletância média ponderada bastante baixas, da ordem de 1,8 % para filmes de nitreto de silício e de 2,6 % para filmes de óxido de titânio, não interessando a técnica utilizada. A menor média de refletância ponderada foi obtida com os filmes de SiNx:H depositados por PECVD, com (1,93 ± 0,08) %.No que se refere a homogeneidade dos filmes, os filmes de nitreto de silício foram os que apresentaram o menor desvio padrão nas médias de refletância ponderada, da ordem de 4 % relativo. Observou-se que um processo térmico realizado a 840 °C em forno de esteira provocou variações na refletância média ponderada da ordem de 0,3 % a 0,6 % absoluto para filmes de nitreto de silício e de TiO2, respectivamente. As células solares p+nn+, dopadas com boro e fósforo e metalizadas por serigrafia que atingiram as maiores eficiências foram as fabricadas com nitreto de silício depositado por PECVD, atingindo a eficiência máxima de 13,7 % e média de (13,5 ± 0,2) %, principalmente porque apresentaram uma densidade de corrente de curtocircuito da ordem de 1 mA/cm2 superior a de células solares com os demais filmes estudados nesta dissertação. Esta diferença foi atribuída não somente a uma menor refletância mas também a passivação de superfície mais eficaz do filme de SiNx:H.