Fabrico de células solares de filme de silício amorfo higrogenado utilizando a técnica de deposição química de vapores assistida por filamento aquecido

Abstract

É apresentado um estudo da fabricação de células solares de filme fino na estrutura de diodos superstrato p-i-n em substratos de plástico à temperatura de 150ºC, usando diferentes camadas de absorção (camada i). A estrutura típica da célula solar fabricada nesse trabalho foi feita com sucessivas camadas: PEN/GZO/p/buffer/i/n/metal. GZO é uma camada transparente condutora janela produzida com Óxido de Zinco dopada com Gálio e o buffer é uma camada de silício amorfo de hiato de energia proibida (gap) maior ~10nm de espessura. Células solares flexíveis, depositadas totalmente por deposição química de vapores assistida por plasma assistido de radio freqüência (RFPECVD) em plástico do tipo PEN, tiveram eficiência de 5.0%, JSC = 11.2 mA/cm2 e VOC = 0.830 V. Células solares similares depositadas sobre PEN, porém com a camada –i depositada por deposição química de vapores assistida por filamento aquecido (HWCVD), tiveram eficiência de 4.53%, JSC = 12.7 mA/cm2 e VOC = 0.699 V. Células solares fabricadas em PEN e vidro Asahi-U têm características comparáveis, no entanto, o melhor fill factor obtido no PEN é 55.6% contra 60.1% no vidro.

A study of the fabrication of thin-film silicon solar cells in the p-i-n superstrate diode configuration on plastic substrates at a temperature of 150 ºC, using different absorbing i-layers, is presented. In this work a typical solar cell structure comprises the following successive layers: PEN/GZO/p/buffer/i/n/metal. GZO is a transparent conductive window layer made of Zinc Oxide doped with Gallium and buffer is a high-bandgap ~10 nm-thick amorphous silicon layer. Flexible solar cells deposited entirely by radiofrequency plasma enhanced chemical vapour deposition (RF-PECVD) on PEN had a conversion efficiency of 5.0%, JSC = 11.2 mA/cm2, and VOC = 0.830 V. Similar solar cells on PEN but with the i-layer deposited by hot-wire chemical vapor deposition (HWCVD), had the efficiency of 4.53%, JSC = 12.7 mA/cm2, and VOC = 0.699 V. Devices fabricated on PEN and on Asahi-U glass have comparable characteristics. However, the best fill factor obtained on PEN is 55.6% whereas on glass it is 60.1%.