Orientador : Alberto Martins Jorge

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas

Resumo: Inicialmente é dado um histórico das células solares de silício monocristalino. A partir de dados de energia solar, de pré-requisitos para a obtenção do efeito fotovoltáico e de considerações sobre o silício e processos atuais em microeletrônica, são estabelecidos os objetivos específicos...

Resumo: Inicialmente é dado um histórico das células solares de silício monocristalino. A partir de dados de energia solar, de pré-requisitos para a obtenção do efeito fotovoltáico e de considerações sobre o silício e processos atuais em microeletrônica, são estabelecidos os objetivos específicos para obtenção, caracterização e modelamento de uma célula solar simplificada. Esta é construída sobre silício P a partir de filmes de organosilicatos centrifugados à temperatura ambiente. A difusão é realizada simultaneamente para arsênio e boro, à 1050º e diversos tempos de difusão, originando homojunções fotovoltáicas tipo NPP+. As características essenciais são estudadas em células de 3 x 3 mm², sem camada antirefletora e com apenas um ponto de fio de 25 µm de alumínio como contato superior. É feito um modelamento através do qual podemos visualizar em cada camada, N, de depleção e P, a distribuição de minoritários resultante de geração, difusão e recombinação, assim como a corrente externa esperada em diferentes situações de absorção de fótons. O potencial destas células solares para desenvolvimento com a adição de novos processos pode ser estudado através das distribuições de minoritários e correntes totais em diversas condições de velocidade de recombinação. Em apêndice são dadas as bases da interação do campo eletromagnético com junções de silício formando uma célula solar e uma alternativa de modela mento para a camada N

Abstract: Initially we give a small historical development of monocrystalline silicon solar cells. Then, the photovoltaic effect, the available solar energy, the silicon material and our possibilities in microelectronic processing are studied to establish the scope of this work. Doping sources are...

Abstract: Initially we give a small historical development of monocrystalline silicon solar cells. Then, the photovoltaic effect, the available solar energy, the silicon material and our possibilities in microelectronic processing are studied to establish the scope of this work. Doping sources are obtained from organosilicate films deposited by centrifugation at ambient temperature. The diffusion process and parameters are studied and simultaneous diffusion of arsenium and boron at 1050º at several times is used to obtain photovoltaic homojunctions NPP+. Their essential characteristics are studied in cells of 3 x 3 mm² without antireflective coating and a point of aluminum wire of 25 µm diameter as upper contact. In chapter IV we model the devices giving means to determine in each layer, N, depletion and P, the minority carriers distribution resulting from generation, diffusion and recombination, and the external current expected in different photon absorption conditions. The potential development of these solar cells by addition of new processes can be studied through the distribution of minority carriers and total currents in several situations of recombination velocity. In the appendices the physical basis of interaction of eletromagnetic field with matter shaped in semiconductor junctions can be found, as well as an alternative modelling for the N+ layers effect on the total current