Estudo de laminulas de vidro como camada antirreflexiva para celula fotovoltaica mos em aplicações de energy harvesting

Abstract

Esse artigo discute o uso de lamínulas de vidro com espessura entre (70 - 108) µm como camada antirreflexiva para o aumento da eficiência de células fotovoltaicas MOS com espessura de dielétrico de 1.7 nm, estrutura Al/SiO2/Si-P com resistividade de 10 Ω.cm com dielétrico de porta crescido pelo processamento térmico rápido (RTP) a 850ºC. A geometria de porta possui formato de espinha peixe com largura da linha (W) de 100 µm e espaçamento entre linhas (S) de 150 µm. Diferentes espessuras das lamínulas de vidro foram obtidas através de afinamento químico controlado utilizando BOE (Buffered Oxide Etch; 1HF : 6NH4F) com tempo de corrosão entre 2 h e 12 h e tratamento químico superficial com uma solução de amoníaco (4H2O : 1 H2O2 : 1 NH4OH). Foram extraídas as curvas de densidade de corrente x tensão (JxV) e os principais parâmetros foram obtidos como a corrente de curto-circuito (Jsc), tensão de circuito aberto (Voc) e rendimento de conversão (η). Obteve-se um aumento significativo do rendimento para as espessuras em torno de 80 µm quando comparadas a uma lamínula sem processamento químico com aproximadamente 130 µm de espessura (aumento de ~ 53%) e sem lamínula de vidro (aumento de ~ 93%).

This article discusses the use of glass coverslips with thickness in the range of 70 to 108 µm as anti-reflection layers in order to increase the efficiency of MOS PV cells with Al/SiO2(1.73 nm)/SiP structure fabricated on 10 Ω.cm substrates using rapid thermal oxidation (RTO) at 850ºC. The gate design was a fishbone geometry with line width (W) of 100 µm and line spacing (S) of 150 µm. Different thicknesses of glass coverslips were obtained through controlled chemical thinning using BOE (Buffered Oxide Etch; 1HF: 6NH4F) with corrosion time varying from 2 h to 12 h followed by a surface chemical treatment with an ammonia-based solution (4H2O: 1H2O2:1NH4OH). Current density x voltage curves (JxV) were extracted for different thicknesses of the fabricated glass coverslips and the main electrical parameters were obtained for the MOS photovoltaic cells such as the short circuit current (Jsc), the open circuit voltage (Voc) and energy conversion efficiency (η). As a result, a significant increase of the energy conversion efficiency was obtained for the thickness of the glass coverslip of 81.7 µm compared to those without chemical thinning (~130 µm thick), this is to say, η ≈ 4.8% against η ≈ 3.1%, respectively.