| Abstract: | The main goal of the solar cell industry is to obtain high efficiency and low production cost. One line of action is to increase the efficiency of industrial solar cell. The goal of this dissertation is to develop n+pn+ solar cells in p-type Si-Cz wafer, solar grade, with metallization by screen printing and to evaluate the influence of the n+ emitter and PV159 and PV16A silver pastes on cell efficiency. Parameters such as time, temperature of phosphorus diffusion, annealing, metal paste firing and antireflection coating thickness were optimized experimentally. We also evaluated the influence of the shadow factor metal grid, and the POCl3 concentration during P diffusion. For the metallization with the PV159 paste, it was concluded that the diffusion temperature (TD) of 875 °C and sheet resistance (R□) de 59 Ω/□ results in better efficiency of 13. 7 %. With the increase in TD to 900 °C it was found that all electrical parameters tend to decrease with increasing of R□ and the better efficiency obtained was 13. 4 %.It was verified that the annealing after the phosphorus diffusion hardly affects the efficiency of solar cells, however, slightly increases the junction depth. The belt speed and the temperature of the PV159 paste firing process resulting in higher efficiency and fill factor (FF) were 240 cm/min and 840 °C, respectively. It was shown that the reduction of the shadow factor from 9. 4 % to 8. 2 %, increased the JSC without decreasing the FF. With the PV16A paste, the TD of 875 °C results in efficiency of 13. 7 %, due to the elevated FF. However, with the reduction of TD to 850 °C, the FF is reduced due to the increase of R□. With the introduction of annealing step, the JSC decreased, but the FF increased, raising the efficiency from 10. 8 % to 13. 2 %. The use of POCl3 concentration of 0. 1 % without reducing O2 and N2 flows resulted in better efficiency for cells with PV16A paste, achieving 13. 9 %. Jointly with the increase of FF, the R□ decreased, limiting the JSC. The reduction of the gas flows led to lower values of JSC, due to the increase of "dead zone" thickness. For both pastes, the FF decreased with the increase of R□.
O principal objetivo da indústria de células solares é obter alta eficiência e baixo custo de produção. Uma das linhas de atuação é o aumento da eficiência de células solares industriais. O objetivo desta dissertação é desenvolver células solares n+pn+ em lâminas de Si-Cz do tipo p, grau solar, com metalização por serigrafia e avaliar a influência do emissor n+ e das pastas de prata PV159 e PV16A. Parâmetros como tempo, temperatura da difusão de fósforo, recozimento, processo de queima das pastas metálicas e espessura do filme antirreflexo foram otimizados experimentalmente. Também foi avaliada a influência do fator de sombra relativo à malha metálica, da concentração de POCl3 durante a difusão de fósforo. Para a metalização com a pasta PV159, concluiu-se que a temperatura de difusão (TD) de 875 °C e resistência de folha (R□) de 59 Ω/□ resultam na melhor eficiência de 13,7 %. Com o aumento da TD para 900 °C verificou-se que todos os parâmetros elétricos tendem a diminuir com o aumento da R□, e a melhor eficiência obtida foi de 13,4 %. Verificou-se que o recozimento após a difusão de fósforo praticamente não afeta a eficiência das células solares, porém, aumenta levemente a profundidade da junção.A velocidade de esteira e a temperatura de queima para a pasta PV159 que resultaram em maior eficiência e maior fator de forma (FF) foram, 240 cm/min e 840 °C, respectivamente. Comprovou-se que a diminuição do fator de sombra de 9,4 % para 8,2 %, aumentou a JSC sem reduzir o FF. Com a pasta PV16A, a TD de 875 °C resultou na eficiência de 13,7 %, devido ao elevado FF. No entanto, com a redução da TD para 850 °C, o FF sofre redução, devido ao aumento da R□. Com a introdução da etapa de recozimento, a JSC diminuiu, porém o FF aumentou, elevando a eficiência de 10,8 % para 13,2 %. A concentração de POCl3 de 0,1 % sem redução da vazão de O2 e N2 resultou na melhor eficiência para células com a pasta PV16A, de 13,9 %. Juntamente com o aumento do FF, a R□ diminuiu, limitando a JSC. A redução do fluxo dos gases levou a valores menores de JSC, devido ao aumento da espessura da “zona morta”. Para ambas as pastas, o FF reduziu-se com o aumento da R□. |
