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Otimiza??o e desenvolvimento de c?lulas solares industriais em substratos de sil?cio multicristalinoWehr, Gabriela 07 May 2008 (has links)
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Previous issue date: 2008-05-07 / O crescimento exponencial do mercado de dispositivos fotovoltaicos e a necessidade de substratos de menor custo tornam o sil?cio multicristalino uma importante op??o para a fabrica??o de c?lulas solares. Esta disserta??o tem como objetivo otimizar e desenvolver as principais etapas de um processo para fabrica??o de c?lulas solares em substrato de sil?cio multicristalino, com a estrutura n+pn+ e 36 cm2 de ?rea. Foram otimizadas, por meio de simula??es, as regi?es dopadas e as malhas de metaliza??o e, experimentalmente, o emissor e as condi??es de queima das pastas met?licas no processo de metaliza??o por serigrafia. De acordo com os resultados obtidos da otimiza??o por simula??es, ? poss?vel obter c?lulas solares com 16,2 % de efici?ncia para altos valores de tempo de vida dos portadores minorit?rios de 100 μs e com regi?o de campo retrodifusor. As efici?ncias de 15,8 %, 14,6 % e 12,1 % podem ser obtidas para o tempo de vida dos minorit?rios de 50 μs, 10 μs e 1 μs, respectivamente, quando a metaliza??o for por serigrafia com malha met?lica com trilhas de 100 μm de largura. Constatou-se que a efici?ncia ? menor, da ordem de 0,3 % a 0,5 %, quando a largura das trilhas da malha de metaliza??o ? aumentada de 100 μm para 200 μm. Tamb?m se verificou que quanto maior a largura das trilhas, maior a profundidade da jun??o e da regi?o do campo retrodifusor para a mesma concentra??o em superf?cie. No processo para a otimiza??o experimental do emissor, obtiveram-se os valores de resist?ncia de folha em fun??o da temperatura da difus?o. A temperatura e o tempo com os quais se obt?m a resist?ncia de folha de 50 Ω/□, selecionada para a fabrica??o de c?lulas solares com metaliza??o por serigrafia, ? de 820?C e 30 minutos. Da an?lise das c?lulas solares fabricadas constatou-se que a temperatura de queima das pastas afeta o desempenho das c?lulas solares, enquanto que a velocidade da esteira praticamente n?o influencia nos par?metros el?tricos das mesmas. As maiores efici?ncias foram encontradas para a temperatura de queima entre 860 ?C e 880 ?C. 16 Tamb?m se verificou que a espessura do filme anti-reflexo influencia o fator de forma e a corrente el?trica das c?lulas solares. A maior efici?ncia alcan?ada foi de 11,5 %, com fator de forma de 0,74, para a temperatura de queima da pasta de 860 ?C, velocidade da esteira de 190 cm/min e dupla camada anti-reflexo de Si3N4 e TiO2.
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Otimiza??o do emissor n+ e da metaliza??o por deposi??o qu?mica para c?lulas solares industriaisRamos, Canan Rodrigues 08 July 2006 (has links)
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Previous issue date: 2006-07-08 / O Sol ? uma fonte inesgot?vel de energia e fornece seis vezes mais energia do que o consumo anual mundial. Sendo assim, seria poss?vel substituir todo o potencial de recursos f?sseis pelos recursos solares. O dispositivo que converte energia solar em el?trica ? a c?lula solar. Os objetivos desta disserta??o foram implementar e otimizar o processo para obten??o do emissor n+, o processo de gettering bem como a metaliza??o por deposi??o qu?mica sem eletrodos em substrato de sil?cio Czochralski, tipo p. Para isso foram otimizadas, por meio de simula??es, a regi?es frontal e posterior, constatando-se que ? poss?vel obter dispositivos de at? 18% de efici?ncia, para metaliza??es realizadas por electroless com regi?o n+ de resist?ncia de folha de 114 Ohms/a 148 Ohms/. Esta regi?o n+ foi implantada em fornos convencionais, empregando o dopante l?quido Phosphorus Film P509, fornecido pela Filmtronics, depositado pela t?cnica de spin-on. Foram alcan?adas resist?ncias de folha de 50 Ohms/a 150 Ohms/, para temperaturas variando de 700?C a 800?C e tempo de difus?o de 5 min a 15 min. Os valores s?o pr?ximos aos resultados das simula??es, para a obten??o de c?lulas de alta efici?ncia. Os mecanismos de gettering por f?sforo foram estudados e avaliados dentro dos mesmos intervalos de tempo e temperatura utilizados para obter o emissor n+. Estes mecanismos s?o efetivos, apresentando um aumento no tempo de vida dos portadores minorit?rios de at? 400%, para a temperatura de 800?C durante 15 minutos. Neste caso, a resist?ncia de folha ? 80 Ohms. A metaliza??o por deposi??o qu?mica sem eletrodos, electroless, para n?quel, cobre e prata foi desenvolvida para uma estrutura n+pp+. O processo de fotolitografia e ativa??o superficial foram implementados para otimizar o tempo e a temperatura de imers?o nas solu??es. Foram obtidas espessuras de trilhas da malha met?lica da ordem de 10 micr?metros e a resist?ncia el?trica da estrutura de medida de 3 mm de comprimento ? de 0,5 Ohms. O fator de forma das c?lulas solares fabricadas ? 0,50, devido a problemas de resist?ncia s?rie. A tens?o de circuito aberto varia entre 525 mV a 545 mV, e ? limitada principalmente pelo baixo tempo de vida de portadores minorit?rios. A densidade de corrente de curto-circuito ? 30 mA/cm2, para dispositivos sem filme anti-reflexo. Com a malha met?lica formada por electroless, os prot?tipos de c?lulas apresentaram efici?ncia de 10%, similar ? efici?ncia das c?lulas solares com metaliza??o por evapora??o de prata seguida da deposi??o por electroless.
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C?lulas solares com campo retrodifusor de alum?nio formado em forno de esteiraVeleda, Paula Pr? 27 January 2009 (has links)
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Previous issue date: 2009-01-27 / Este trabalho tem por objetivo desenvolver e analisar o campo retrodifusor (back surface field- BSF) formado por alum?nio depositado por evapora??o e difundido em forno de esteira, avaliando a efic?cia do BSF . Foram desenvolvidos dois processos de fabrica??o de c?lula solares em substrato de sil?cio crescido pela t?cnica Czochralski (Cz), tipo p, com emissor n+ formado por POCl3. O primeiro processo centrou-se no desenvolvimento de c?lulas solares com campo retrodifusor com difus?o de alum?nio e queima das pastas met?licas simultaneamente no forno de esteira, para as temperaturas de difus?o de f?sforo de 875 ?C e 900 ?C. Neste processo, variou-se a temperatura de difus?o do alum?nio e queima das pastas met?licas. No segundo processo desenvolvido otimizou-se experimentalmente o campo retrodifusor com alum?nio difundido em forno de esteira a uma temperatura de 900 ?C, antes da queima de pasta variando-se a velocidade da esteira e a temperatura de queima das pastas met?licas. No primeiro processo os melhores resultados foram encontrados para a temperatura de difus?o de f?sforo de 875 ?C com a temperatura de difus?o de Al e queima das pastas met?licas de 920 ?C. A m?xima efici?ncia foi de 13,5 %, com densidade de corrente el?trica de curto-circuito (Jsc) de 31,9 mA/cm2 e tens?o de circuito aberto (Voc) de 556 mV. No segundo processo, com a velocidade da esteira durante a difus?o do alum?nio de 150 cm/min a uma temperatura de queima das pastas met?licas de 880 ?C foi processada uma c?lula solar de 15,2 % efici?ncia com Jsc de 34,0 mA/cm2 e Voc de 578 mV. Este valores s?o pr?ximos ao valor da melhor c?lula solar processada no NT- Solar com difus?o de Al em forno convencional, cuja efici?ncia foi 15,8 %. Analisando tamb?m as tr?s melhores c?lulas deste processo, a efici?ncia ? superior a 14,3 %, valor similar ? m?dia mundial de c?lulas industriais. Este processo de difus?o no forno de esteira pode proporcionar uma redu??o no custo de fabrica??o.
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Influ?ncia do ataque anisotr?pico e do processo de queima de pastas met?licas em c?lulas solares industriaisLy, Moussa 28 June 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-06-28 / O objetivo desta tese ? analisar a influ?ncia do ataque anisotr?pico e do processo de queima de pastas met?licas em c?lulas solares industriais. Para implementar a malha met?lica em c?lulas solares por serigrafia ? realizado um passo t?rmico de queima de pastas met?licas. Durante este processo, a pasta de prata deve perfurar o filme antirreflexo para estabelecer o contato el?trico com a l?mina de sil?cio. Por?m, este processo pode alterar as propriedades do filme antirreflexo e as caracter?sticas el?tricas das c?lulas solares. Para analisar o efeito deste passo t?rmico nos filmes antirreflexo, depositaram-se, por evapora??o em alto v?cuo com canh?o de el?trons, TiO2, Ta2O5 e Si3N4 sobre as l?minas de sil?cio texturadas, com e sem camada passivadora de SiO2 de 10 nm. As espessuras dos filmes foram definidas considerando a reflex?o m?nima em 550 nm e variaram-se a temperatura e velocidade da esteira do forno usado na queima de pastas. Observou-se que a reflet?ncia m?dia aumentou de 0,5% a 1,5% para os filmes de TiO2 e Ta2O5 e de 1,0% a 2,3% para o filme de Si3N4, deslocando a reflet?ncia m?nima para comprimentos de ondas menores. Concluiu-se que devem ser depositados filmes de maior espessura para compensar estas mudan?as na reflet?ncia. Em rela??o ao processo para forma??o de micropir?mides nas superf?cies, o processo foi otimizado usando a reflet?ncia m?dia como par?metro. Para verificar a influ?ncia da espessura do filme de TiO2 nas caracter?sticas el?tricas de c?lulas solares, foram fabricados dispositivos com estrutura n+pn+.
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M?dulos fotovoltaicos com c?lulas solares bifaciais : fabrica??o, caracteriza??o e aplica??o em sistema fotovoltaico isoladoFebras, Filipe Sehn 26 November 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-11-26 / The main objective of this work was to fabricate and to characterize static
concentrator photovoltaic modules (MEC-P) with bifacial solar cells and diffuse
reflector. PV concentrator modules and PV standard modules with the same solar
cell area were installed in a stand-alone PV system at 1.5 years and these were
electrically characterized after the solar radiation exposure. The PV systems were
monitored, measuring the irradiance (total and ultraviolet) at the same plane of PV
modules, the voltage of battery, the electric current to the load and the electrical
voltage and current of PV modules. Two PV concentrators were manufactured with
dimensions of 775 mm x 690 mm x 70 mm (length x width x thickness) and with 36
bifacial solar cells with 80 mm x 80 mm, soldered in series. With cells whose average
efficiency was (13.8 ? 0.2) % and (13.2 ? 0.2) % for front and rear mode illumination,
respectively, one module with efficiency of 7.8 % was fabricated. By using solar cells
of (13.7 ? 0.2) % / (13.1 ? 0.3) % for front / rear illumination mode, the efficiency
achieved by the PV module was 7.6 %. It was estimated that the temperature of the
solar cells in PV module concentrators was about 5 ?C to 9 ?C higher than that of PV
standard modules with the same type of glass and similar lamination materials. The
PV concentrators were subjected to total radiation of around 1.9 MWh/m? (6.84 x 109
J/m?) for 1.5 years and presented no degradation of their visual appearance as well
as its electrical characteristics. The PV stand-alone system installed with MEC-P
modules showed a monthly average efficiency of (6.5 ? 1.0) % in the period in which
the load was held constant. The efficiency was 1.0 % lower than that obtained with
the modules MEC-P was due to the higher operating temperature, the higher
reflectance of solar radiation when the PV modules are installed on the tilted plane
and has variation of the angle of incidence during the day, the resistive losses in the
system and because in the calculation of system efficiency it was considered the
electrical energy produced and stored. / O objetivo principal deste trabalho foi fabricar e caracterizar m?dulos fotovoltaicos
concentradores est?ticos (MEC-P) com c?lulas solares bifaciais e refletor difuso.
M?dulos fotovoltaicos concentradores e m?dulos convencionais com a mesma ?rea
de c?lulas foram instalados em sistemas fotovoltaicos isolados por aproximadamente
1,5 anos e os mesmos foram caracterizados eletricamente ap?s o per?odo de
exposi??o ? radia??o solar. Os sistemas fotovoltaicos foram monitorados, medindose
a irradi?ncia (total e ultravioleta) no plano dos m?dulos, a tens?o do banco de
baterias, a corrente el?trica na carga, a tens?o e a corrente el?tricas dos m?dulos
fotovoltaicos. Dois m?dulos fotovoltaicos concentradores foram constru?dos com as
dimens?es de 775 mm x 690 mm x 70 mm (comprimento x largura x espessura) e
com 36 c?lulas solares bifaciais de 80 mm x 80 mm, soldadas em s?rie. Com c?lulas
cuja efici?ncia m?dia foi (13,8 ? 0,2) % e (13,2 ? 0,2) % para ilumina??o pela face
frontal e posterior, respectivamente, fabricou-se um m?dulo com efici?ncia igual a
7,8 %. Com c?lulas de (13,7 ? 0,2) % / (13,1 ? 0,3) % para ilumina??o
frontal/posterior, a efici?ncia alcan?ada pelo m?dulo foi de 7,6 %. Estimou-se que a
temperatura das c?lulas solares nos m?dulos concentradores foi da ordem de 5 ?C a
9 ?C maior que a de c?lulas solares em m?dulos convencionais com o mesmo tipo
de vidro e materiais de encapsulamento similares. Os m?dulos concentradores
foram submetidos ? radia??o total de aproximadamente 1,9 MWh/m2 (6,84 x 109
J/m?) durante 1,5 anos e n?o apresentaram nenhuma degrada??o de seu aspecto
visual bem como de suas caracter?sticas el?tricas. O sistema fotovoltaico isolado
instalado com m?dulos MEC-P apresentou uma efici?ncia m?dia mensal de (6,5 ?
1,0) % no per?odo em que a carga foi mantida constante. A efici?ncia de 1 % abaixo
da obtida com os m?dulos MEC-P foi devida ? maior temperatura de opera??o, a
maior reflet?ncia da radia??o solar quando os m?dulos s?o instalados no plano
inclinado e h? varia??o do ?ngulo de incid?ncia durante o dia, ?s perdas resistivas
no sistema e porque no c?lculo da efici?ncia do sistema foi considerada a energia
el?trica produzida e armazenada.
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An?lise de filmes antirreflexo de di?xido de tit?nio e nitreto de sil?cio em c?lulas solares P+NN+Fagundes, Raquel Sanguin? 07 December 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-12-07 / In this work we compared the antireflection coatings of titanium dioxide and silicon nitride for p+nn+ solar cell fabrication. This type of solar cell is more stable in the long term compared to n+pp+ cells and allows obtaining higher efficiencies. TiO2 films were produced by evaporation in high vacuum by electron beam and by chemical vapor deposition at atmospheric pressure (APCVD). The silicon nitride antireflection layer was obtained by reactive sputtering and by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The films were deposited on textured silicon wafers and were characterized by measuring the spectral reflectance. Solar cells with these films were fabricated and characterized. The deposited films presented very low weighted reflectance, of around 1.8 % for silicon nitride films and 2.6 % for titanium dioxide ones, for any technique used. The lowest average weighted reflectance was obtained with SiNx:H thin films deposited by PECVD, with (1.93 ? 0.08) %. Concerning the homogeneity of the films, silicon nitride films presented the lowest standard deviation in the average weighted reflectance, of around 4 % relative. A thermal process performed at 840 ?C in a belt furnace modifies the average weighted reflectance of about 0.3 % to 0.6 % absolutes for silicon nitride and TiO2 films, respectively. The p+nn+ solar cells doped with boron and phosphorus and metallized by screen printing reached the highest efficiencies where manufactured by using silicon nitride antireflection coating deposited by PECVD. The maximum efficiency of 13.7 % and an average of (13.5 ? 0.2) %, were achievied mainly because they showed a short circuit current density of around 1 mA/cm2 above that from solar cells with the other films investigated in this work. This difference is attributed not only to a low reflectance but also to a better surface passivation of SiNx:H layer. / Neste trabalho foram comparados os filmes antirreflexo de di?xido de tit?nio e de nitreto de sil?cio para fabrica??o de c?lulas solares p+nn+. Este tipo de c?lula solar ? mais est?vel em longo prazo em rela??o ?s c?lulas n+pp+ e permite a obten??o de maiores efici?ncias. Os filmes de TiO2 foram produzidos por evapora??o em alto v?cuo com canh?o de el?trons e por deposi??o qu?mica em fase vapor a press?o atmosf?rica (APCVD). A camada antirreflexo de nitreto de sil?cio foi obtida por sputtering reativo e por deposi??o qu?mica em fase vapor assistida por plasma (PECVD). Os filmes foram depositados em l?minas de sil?cio texturadas e caracterizados pela medida da reflet?ncia espectral bem como foram fabricadas e caracterizadas c?lulas solares com os filmes. Os filmes depositados apresentaram reflet?ncia m?dia ponderada bastante baixas, da ordem de 1,8 % para filmes de nitreto de sil?cio e de 2,6 % para filmes de ?xido de tit?nio, n?o interessando a t?cnica utilizada. A menor m?dia de reflet?ncia 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 sil?cio foram os que apresentaram o menor desvio padr?o nas m?dias de reflet?ncia ponderada, da ordem de 4 % relativo. Observou-se que um processo t?rmico realizado a 840 ?C em forno de esteira provocou varia??es na reflet?ncia m?dia ponderada da ordem de 0,3 % a 0,6 % absoluto para filmes de nitreto de sil?cio e de TiO2, respectivamente. As c?lulas solares p+nn+, dopadas com boro e f?sforo e metalizadas por serigrafia que atingiram as maiores efici?ncias foram as fabricadas com nitreto de sil?cio depositado por PECVD, atingindo a efici?ncia m?xima de 13,7 % e m?dia de (13,5 ? 0,2) %, principalmente porque apresentaram uma densidade de corrente de curtocircuito da ordem de 1 mA/cm2 superior a de c?lulas solares com os demais filmes estudados nesta disserta??o. Esta diferen?a foi atribu?da n?o somente a uma menor reflet?ncia mas tamb?m a passiva??o de superf?cie mais eficaz do filme de SiNx:H.
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Desenvolvimento e an?lise de filme anti-reflexo de sulfeto de zinco para c?lulas solaresLy, Moussa 28 May 2007 (has links)
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Previous issue date: 2007-05-28 / O aproveitamento da energia gerada pelo Sol, renov?vel e limpa ? hoje, uma das alternativas energ?ticas mais promissoras para enfrentar o desafio energ?tico do mundo. Para se fabricar uma c?lula solar de alta efici?ncia, precisa-se reduzir a reflet?ncia da superf?cie. O objetivo deste trabalho ? estudar o desenvolvimento e an?lise de filmes anti-reflexo (AR) de sulfeto de zinco (ZnS) para c?lulas solares. Inicialmente, foi implementado e otimizado um processo de deposi??o por aquecimento resistivo de filme anti-reflexo de ZnS sobre c?lulas solares. Foi realizado um estudo te?rico e experimental para otimizar o filme de sulfeto de zinco, verificando a uniformidade da deposi??o por meio da medida da reflet?ncia. Para l?minas polidas, a reflet?ncia m?dia no intervalo de comprimentos de onda entre 400 nm - 1050 nm foi de (12,6 ? 0,3)% e para l?minas texturadas a m?dia foi de (3,3 ? 0,2)%. A varia??o da taxa de deposi??o de ZnS de 0,1 - 0,2 nm/s para 0,6 - 0,7 nm/s, demonstrou ter baixa influ?ncia na reflet?ncia das l?minas. C?lulas solares mono e bifaciais foram fabricadas verificando-se que un aumento de 12 - 13 % na corrente el?trica gerada pode ser obtido pela deposi??o de filmes antireflexo de ZnS sobre l?minas texturadas. Verificou-se tamb?m que c?lulas bifaciais com ?xido de sil?cio (SiO2) sob o filme AR, tiveram aumento de densidade de corrente de 2,7 mA/cm2 para ilumina??o pela face n+ e 11,8 mA/cm2 para ilumina??o pela face p+, em rela??o ?s c?lulas sem SiO2. Foi analisada a influ?ncia da espessura do filme ZnS, variando o valor ?timo da espessura do filme de ZnS em ?5 nm. Os resultados mostraram que a corrente piora de 3% para filmes com espessuras de 5 nm abaixo do ?timo e de 1% para espessuras de 5 nm acima. C?lulas solares com filme de ZnS foram metalizadas por serigrafia e constatou-se que este filme n?o ? adequado para recozimento de pastas serigr?ficas em temperaturas superiores a 800 oC, pois formou-se uma barreira retificadora entre o metal e o semicondutor.
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An?lise de processos de limpeza e difus?o na fabrica??o de c?lulas solaresFilomena, Gabriel Zottis 29 May 2007 (has links)
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Previous issue date: 2007-05-29 / A busca por dispositivos mais eficientes faz com que a pesquisa com semicondutores utilize materiais cada vez mais puros, com menos defeitos e, consequentemente, mais caros. A ind?stria de c?lulas solares busca dispositivos que tenham uma boa raz?o entre custo de produ??o e efici?ncia de convers?o para se tornar mais competitiva comercialmente. Para reduzir o custo, podem ser usadas l?minas de sil?cio de menor qualidade, mas processos de limpeza superficial e de remo??o e neutraliza??o de impurezas (gettering), devem ser implementados. O objetivo geral deste trabalho ? analisar limpezas qu?micas e os efeitos gerados pelo gettering de f?sforo em l?minas de sil?cio monocristalino utilizadas na fabrica??o de c?lulas solares. Foram analisadas limpezas alternativas ? RCA completa, diminuindo o n?mero de passos. Observou-se que a limpeza tipo A produziram os melhores resultados comparados ?s limpezas do tipo B. Destas, a que mais se destacou foi a limpeza CR2, alcan?ando um aumento no tempo de vida dos portadores minorit?rios de 175 %, com valor m?dio final de 101 μs. Utilizando o processo de limpeza desenvolvido, realizaram-se difus?es de f?sforo a partir do POCl3 (oxicloreto de f?sforo), para temperaturas de 800 ?C a 900 ?C com tempos entre 15 minutos e 45 minutos. Foram realizadas medidas de resist?ncia de folha e do tempo de vida dos portadores minorit?rios, o qual possibilitou avaliar a passiva??o superficial e os efeitos do gettering por f?sforo. A maioria dos processos de difus?o produziu um gettering eficiente e os melhores valores de tempo de vida foram obtidos para processos a 900 ?C, sendo que este par?metro aumentou em m?dia de 41 μs para 900 μs
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C?lulas solares com campo retrodifusor seletivo : passiva??o frontal e posterior com nitreto de sil?cio / Solar cells with back surface field : front and read passivation with silicon nitrideAquino, J?ssica de 24 January 2017 (has links)
Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-04-07T18:03:32Z
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DIS_JESSICA_DE_AQUINO_COMPLETO.pdf: 2934640 bytes, checksum: 153da3d44efdfe566dcf3c4a87da1eac (MD5)
Previous issue date: 2017-01-24 / The majority of silicon solar cells manufactured in an industrial scale is processed in Si-Cz p-type substrates and has the n+pp+ structure. In the last decade, the search for efficiency improvements and fabrication cost reductions has been intensified. Since the cell efficiency is limited by optical losses and surface recombination, the rear and front surface passivation is an alternative for the enhancement of the efficiency. The goal of this dissertation is to develop and analyze solar cells with selective back surface field of boron and aluminum and silicon nitride thin films for the passivation of both surfaces. The silicon nitride thin films were deposited by PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition), with ratios of silane to ammonia gas flow of 0.875, 1.5 and 2.0, and deposition time of 60 to 100 seconds, adjusted to form the anti-reflection coating. The thickness of the SiNx films, minority carrier lifetime, electrical parameters, minority carrier diffusion length and
quantum efficiency were analyzed and compared. The results indicate that the lower the ratio between the silane and ammonia gas flows and the shorter the deposition time, the higher the efficiency of the solar cells manufactured. Due to the passivation, mainly in the front face, caused by the silicon nitride film deposited with the lower ratio of silane and ammonia gas flow and lower deposition time, we observed an increasing oh the internal quantum efficiency, mainly in shorter wavelength. The efficiency reached was 16.0 %, similar to the efficiency of solar cells with aluminium homogeneous back surface field. / A maioria das c?lulas solares de sil?cio fabricadas em escala industrial ? processada em substratos de Si-Cz tipo p e possuem estrutura n+pp+. Na ?ltima d?cada, intensificou-se a busca por melhores efici?ncias e redu??o dos custos de fabrica??o. Como as c?lulas s?o limitadas pelas perdas ?pticas e pela recombina??o nas superf?cies, a passiva??o da superf?cie posterior, al?m da superf?cie frontal, ? uma alternativa para aumentar a efici?ncia dos dispositivos. O objetivo dessa disserta??o ? desenvolver e avaliar c?lulas solares com campo retrodifusor seletivo de boro e alum?nio e passivadas com filme fino de nitreto de sil?cio em ambas as faces. Os filmes de nitreto de sil?cio foram depositados por PECVD (plasmaenhanced chemical vapor deposition) com a raz?o da vaz?o dos gases silano e am?nia de 0,875, 1,5 e 2,0 e tempos de deposi??o de 60 a 100 segundos, ajustados para formar o filme antirreflexo. Analisaram-se e compararam-se a espessura do filme, o tempo de vida dos portadores de carga minorit?rios, os par?metros el?tricos, o comprimento de difus?o e a efici?ncia qu?ntica. Os resultados indicaram que quanto menor a raz?o entre o fluxo dos gases silano e am?nia e menor tempo de deposi??o, maior a efici?ncia das c?lulas solares fabricadas. Devido a maior passiva??o, principalmente na face frontal provocada pelo filme de nitreto de sil?cio depositado com a menor raz?o da vaz?o dos gases silano e am?nia e menor tempo de deposi??o, observou-se um aumento da efici?ncia qu?ntica interna, principalmente para menores comprimentos de onda e alcan?ou-se a efici?ncia de 16,0 %, similar ? efici?ncia das c?lulas solares com emissor homog?neo de alum?nio.
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Obtenção de Mo-AlNxOy por técnica de "magnetron sputtering" para aplicação em superfícies seletivasThyago Santos Braga 11 June 2013 (has links)
Nos últimos anos, os coletores concentradores parabólicos de energia solar (CCPES) vem se destacando e crescendo de forma surpreendente em diversos países do mundo como Espanha, EUA, Israel e Egito, devido ao baixo impacto ambiental e alta eficiência do sistema. A tecnologia envolvida para produção dos materiais utilizados para confecção destes dispositivos tem sido fator preponderante que dita o nível de rendimento e eficiência energética do sistema. Dentre estes materiais são encontrados os compósitos "cermet" para aplicação nas superfícies seletivas das ampolas conversoras. Tendo estes dados como fatores motivacionais, o presente trabalho tem como objetivo a produção de filmes de compósitos cermet de Mo-AlNxOy pela técnica de magnetron sputtering para aplicação em superfícies seletivas utilizadas nas ampolas. O principal parâmetro estudado foi o efeito da variação da temperatura de recozimento e deposição nas propriedades ópticas e morfológicas do filme. Os resultados mostraram que o recozimento aumenta a absortância devido ao efeito de discriminação de frentes de onda, ocasionado pelo aumento da rugosidade superficial do filme. Também foi observado que a cristalinidade e a inserção de molibdênio alteram as propriedades ópticas do material. Isso ocorre devido ao diferente comportamento da banda proibida em materiais com diferentes cristalinidades, ao aumento de aceitadores/doadores de elétrons e ao efeito de plasmon ocasionado pela inserção de molibdênio. Com o recozimento a 800, 1000 e 1100C, houve aumento da oxidação do filme, e quebra das ligações superficiais de AlN o que reduziu a quantidade inicial de nitrogênio. Vale ressaltar que o recozimento a 600C não alterou as propriedades ópticas nem morfológicas do filme, o que sugere que os filmes de Mo-AlNxOy possam ser aplicados em superfícies seletivas no futuro.
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