Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20212143
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

Influência do tipo de dopante do substrato em células solares bifaciais finas

Influence of the substrate doping type on thin bifacial solar cells

Graziella Fernandes Nassau Costa, Adriano Moehlecke, Izete Zanesco

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Resumo

A combinação do uso de células solares bifaciais e de lâminas finas de silício cristalino pode reduzir os custos de fabricação de módulos fotovoltaicos. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência do tipo de dopante, n ou p, de lâminas de silício monocristalino Czochralski, grau solar, nas características elétricas de células solares bifaciais finas com espessura da ordem de 140 μm. Foi desenvolvido o processo de fabricação das células solares, sendo que as etapas de texturação e metalização foram otimizadas. No que se refere ao processo de queima das pastas metálicas de Ag e Al, observou-se que a maior eficiência média dos dispositivos foi obtida com temperatura de 870 °C. As células solares de maior eficiência foram as produzidas com as lâminas de Si tipo p, atingindo a eficiência de 13,9% para iluminação pela face n+ e 9,0% para iluminação pela face p+ , sem o uso de passivação de superfícies. Com as lâminas tipo n, as células solares bifaciais apresentaram maior simetria entre as eficiências sob os dois modos de iluminação, mas com valores da ordem de 1%-2% menores que as de silício tipo p.

Palavras-chave

Células solares bifaciais; Lâminas de Si finas; Si tipo p e n.

Abstract

The combination of the use of bifacial solar cells and thin crystalline silicon wafers can reduce the manufacturing costs of photovoltaic modules.The aim of this work was to analyze the influence of the doping type of Czochralski-grown monocrystalline silicon wafers, solar grade, n-type and p-type, on the electrical characteristics of 140 μm thick bifacial solar cells. The solar cell manufacturing process was developed and the texture etch as well as the metal grid firing process were optimized. As regards the screen-printed Ag and Al metal grid firing, it was observed that the higher average efficiency of the devices was obtained with a temperature of 870 °C. The most efficient solar cells were manufactured with p-type wafer, reaching 13.9% when the device was illuminated by n+ face and 9.0% when was illuminated p+ face, without any surface passivation. By using n-type wafers, bifacial solar cells presented higher simmetry between front and rear side illumination mode, but with values on the order of 1% -2% lower than p-type Si devices.

Keywords

Bifacial solar cells; Thin Si wafers; N-type and p-type silicon.

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Submetido em:
04/07/2019

Aceito em:
06/10/2020

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