Desenvolvimento e análise de células solares industriais em silício multicristalino com somente uma difusão de fósforo

• Published in: Rem: Revista Escola de Minas 2012-09, Vol.65 (3), p.327-334
• Main Authors: Wehr, Gabriela, Zanesco, Izete, Moehlecke, Adriano
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0370-4467; 0370-4467
• DOI: 10.1590/S0370-44672012000300008

O crescimento do mercado de células solares e a necessidade de substratos de menor custo tornam o silício multicristalino a principal alternativa para a fabricação de tais células. O objetivo desse artigo é apresentar o desenvolvimento de um processo industrial para fabricação de células solares em silício multicristalino com somente uma difusão de fósforo e metalização por serigrafia. Por meio de simulações, foram otimizados o emissor n+ e a malha de metalização. Também foram analisadas a influência da largura das trilhas e a influência do tempo de vida dos minoritários. Experimentalmente, foi avaliada a influência do processo de queima das pastas de metalização. De acordo com as simulações, o valor da resistência de folha deve ser maior que 50 Ω/□, para que a eficiência não diminua. Também se concluiu que a eficiência diminui de 0,3% a 0,5%, quando a largura das trilhas da malha de metalização é dobrada. Dos resultados experimentais, constatou-se que a temperatura de queima das pastas de metalização afeta, concretamente, a eficiência. A maior eficiência alcançada foi de 11,5%, para a temperatura de queima de 860°C. The market growth and the need of low cost materials make multicrystalline silicon the main alternative for the solar cell industry. The goal of this article is to present the development of an industrial process for manufacturing multicrystalline silicon solar cells by using only one phosphorus diffusion and screen printing metallization. The n+ emitter and the metallic grid were optimized through simulations and the influence of the width of the metal fingers and the bulk minority carrier lifetime were also analyzed. The influence of the firing conditions of the metal pastes was experimentally studied. According to the results obtained from the simulations, the value of the sheet resistance must be greater than 50 Ω/□ in order to maintain the efficiency of the solar cells. We also concluded that the efficiency decreases from 0.3% to 0.5% when the width of the metal fingers is doubled. From experimental results, it was found that the firing temperature of metallization pastes significantly affects efficiency. The highest efficiency achieved was 11.5% for a firing temperature of 860°C.