PROGRESS IN HOT-WIRE DEPOSITED NANOCRYSTALLINE SILICON SOLAR CELLS

Autor: FONRODONA TURON MARTA
Año: 2002
Universidad: BARCELONA
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA
Centro de lectura: FÍSICA
Director: BERTOMEU BALAGUERÓ JOAN
Tribunal: MORANTE LLEONART JOAN RAMON , MOHAMMED-BRAHIM TAYEB , SCHROPP RUUD-E.I. , PUIGDOLLERS GONZÁLEZ JOAQUIM , ANDREU BATALLÉ JORDI
Resumen de la tesis

El elevado coste de producción de paneles fotovoltaicos de silicio ha llevado al desarrollo de la tecnología del silicio en lámina delgada. Uno de los materiales más prometedores en este campo es el silicio nanocristalino (nc-Si:H). El desarrollo de dispositivos fotovoltaicos de silicio nanocristalino crecidos mediante depósito químico en fase vapor asistido por filamento caliente (Hot-Wire Chemical Vapour Deposition, HWCVD), se ha llevado a cabo en la Universidad de Barcelona desde 1993, y, anteriormente a este trabajo, ha dado lugar a dos tesis doctorales. Tomando los resultados de dichos trabajos como punto de partida, el núcleo del presente trabajo era la optimización de las células solares y la implementación en ellas de estrategia de confinamiento óptico. Para ello se presta, primeramente, una especial atención a las propiedades y la densidad del material propiamente dicho. La mejora de las propiedades del material se consigue tanto realizando cambios en el diseño del sistema experimental utilizado como realizando un meticuloso estudio del efecto que provocan los diferentes parámetros de depósito en el material resultante. Teniendo en cuenta que diferentes tipos de dispositivos se depositan sobre substratos distintos, se estudia el efecto que ese cambio de substrato produce en el material crecido encima. Finalmente, este trabajo se centra en las células solares de silicio nanocristalino crecidas mediante HWCVD, especialmente en su estabilidad y se establece una relación entre la estabilidad de las células y su microestructura. Al final del estudio se reporta una mejor eficiencia de conversión del 5.2% para una célula solar con estructura p-i-n obtenida enteramente mediante HWCVD sobre un substrato de óxido conductor transparente rugoso, sobre la cual se ha depositado un reflector posterior de plata. La zona activa de la célula se ha depositado utilizando un filamento de tántalo a 1600ºC y a una temperatura de substrato de 200ºC. La estabilidad del dispositivo se ha evaluado mediante su exposición a iluminación AM1.5 durante 1000 horas y no se han apreciado signos de degradación del material. La eficiencia de conversión y estabilidad obtenidas, juntamente con el carácter preliminar de la estructura hacen que este resultado pueda considerarse muy prometedor.
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