CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE DE UM FORNO PARA FABRICAÇÃO DE CÉLULAS SOLARES
CHARACTERIZATION AND ANALISYS OF A FURNACE TO FABRICATE SOLAR CELLS
Garcia, Sérgio Boscato; Moehlecke, Adriano; Zanesco, Izete
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.2013.019
Tecnol. Metal. Mater. Min., vol.10, n2, p.138-145, 2013
Resumo
A indústria de células solares vem apresentando significativos índices de crescimento e envolve uma vasta gama de fornecedores de equipamentos específicos como os fornos de difusão, necessários para a formação da junção pn na fabricação dos dispositivos de silício. O objetivo deste trabalho é apresentar a análise térmica e a caracterização das difusões realizadas no primeiro forno de difusão desenvolvido e fabricado no Brasil. Os perfis de temperatura, longitudinal e radial ao tubo, foram medidos e analisados. Os resultados da caracterização definem uma zona de processamento de 200 mm com variação inferior a 6°C para temperaturas de até 965°C, sendo possível processar 40 lâminas de silício. Foram realizados processos de difusão em lâminas de silício monocristalino e obtiveram-se regiões n+, dopadas com fósforo, com resistência de folha com desvio padrão um pouco acima do obtido em fornos comerciais importados. Não se observou contaminação das lâminas nos processos de difusão e, inclusive, houve uma melhora do tempo de vida dos portadores de carga minoritários.
Palavras-chave
Forno de difusão, Célula solar, Caracterização térmica
Abstract
The solar cell industry has presented high growth rates and dealt with a large portfolio of suppliers for specific equipments like diffusion furnaces needed to produce the pn junction in the fabrication of silicon devices. The aim of this paper is to present the thermal analysis and the characterization of diffusions carried out in the first diffusion furnace developed and fabricated in Brazil. Longitudinal and radial temperature profiles were measured and analyzed. Results of the characterization defined a processing zone of 200 mm with temperature variation lower than 6°C for the temperatures up to 965°C. In the processing zone, 40 silicon wafers can be processed. Diffusion processes were performed in monocrystalline silicon wafers and n+ regions doped with phosphorus presented standard deviation of sheet resistance slightly higher than that obtained in imported commercial furnaces. Wafer contamination was not observed during diffusion processes and the minority carrier lifetime was improved.
Keywords
Diffusion furnace, Solar cell, Thermal characterization
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