Construção e caracterização de células solares de filmes finos de CdS e CdTe
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Data
2012-01-19
Autores
Morales Morales, Oswaldo [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Neste trabalho, o objeto de estudo foi células Solares CdS/CdTe. Estas células usam o filme de sulfeto de cádmio (CdS) como semicondutor do tipo n e o filme de telureto de cádmio (CdTe) como semicondutor do tipo p. O recorde mundial, alcançado no laboratório, para estas células é 16,5% de eficiência. Nos Laboratórios do Departamento de Física e Química de Unesp - Ilha Solteira, este trabalho é pioneiro na fabricação de Células Solares de CdS/CdTe. Para realizar este trabalho foi necessário melhorar o sistema de deposição por spray de SnO2:F já existente, acondicionar o sistema de banho químico para deposição do filme de CdS e implementar o sistema de sublimação para depositar a camada de CdTe. Todos estes sistemas de deposição de filmes finos foram implementados no laboratório do Grupo de Desenvolvimento e Aplicação de Materiais (GDAM). A fabricação da Célula Solar CdS/CdTe consistiu na deposição sequencial sobre vidro de a) Eletrodo condutor transparente utilizando óxido de estanho dopado com Flúor (SnO2:F) pelo método de spray, com controle automático de jato; b) deposição de sulfeto de Cádmio (CdS) pelo método de banho Químico (CBD); c) deposição de Telureto de Cádmio (CdTe) pela técnica de sublimação no espaço fechado (CSS) e d) deposição do contato metálico traseiro de prata por colocação de camada liquida e posteriormente a melhora deste contato com grafite-prata. A estrutura final destas células foi: Vidro/SnO2:F/CdS/CdTe/contato. A caracterização estrutural e óptica das camadas destas células foi realizada pelas técnicas de DRX e UV-vis; os parâmetros elétricos das células foram determinados pela construção da curva I-V. A camada CdTe da célula solar foi tratada termicamente com dicloreto de cádmio (CdCl2) para comparar a sua eficiência com outra célula que não foi tratada...
The object of this work was the study solar Cells CdS/CdTe. These cells use a cadmium sulfide film as an n-type semiconductor and a cadmium telluride film as a p- type semiconductor The world record for maximum efficiency achieved in laboratory for these cells is 16.5%. In laboratories of Departament of Physics and Chemistry of Unesp-Ilha Solteira, this work is a pioneer in the manufacture of CdS/CdTe Solar Cell. To carry out this work it was necessary to improve the existing system of Spray deposition of SnO2: F, conditioning of the system for chemical bath deposition of CdS film and manufacture the sublimation system to deposit the CdTe layer. All of these systems for the deposition of thin films were developed in the laboratory. The manufacture of CdS/CdTe solar cell consisted of sequential deposition on glass of a) transparent conductive tin oxide doped with fluorine (SnO 2:F) using automatic control system of the spray; b) deposition of cadmium sulfide (CdS) for method (CBD); c) deposition of cadmium telluride for technique in closed space sublimation (CSS) and d) the rear metallic contact of silver was deposited by placing the liquid layer and subsequent improvement of contact with graphite-silver. The final structure of cell used in this work was: glass/SnO2:F/CdS/CdTe/contact. The CdTe solar cell layer was heat treated with cadmium dichloride (CdCl2) to compare its efficiency with another cell that was not treated with cadmium dichloride. Then we investigated the performance of only putting back metal contact layer of silver of silver and silver-graphite layer, the latter was giving better results, achieving an efficiency is a well more than 5%
The object of this work was the study solar Cells CdS/CdTe. These cells use a cadmium sulfide film as an n-type semiconductor and a cadmium telluride film as a p- type semiconductor The world record for maximum efficiency achieved in laboratory for these cells is 16.5%. In laboratories of Departament of Physics and Chemistry of Unesp-Ilha Solteira, this work is a pioneer in the manufacture of CdS/CdTe Solar Cell. To carry out this work it was necessary to improve the existing system of Spray deposition of SnO2: F, conditioning of the system for chemical bath deposition of CdS film and manufacture the sublimation system to deposit the CdTe layer. All of these systems for the deposition of thin films were developed in the laboratory. The manufacture of CdS/CdTe solar cell consisted of sequential deposition on glass of a) transparent conductive tin oxide doped with fluorine (SnO 2:F) using automatic control system of the spray; b) deposition of cadmium sulfide (CdS) for method (CBD); c) deposition of cadmium telluride for technique in closed space sublimation (CSS) and d) the rear metallic contact of silver was deposited by placing the liquid layer and subsequent improvement of contact with graphite-silver. The final structure of cell used in this work was: glass/SnO2:F/CdS/CdTe/contact. The CdTe solar cell layer was heat treated with cadmium dichloride (CdCl2) to compare its efficiency with another cell that was not treated with cadmium dichloride. Then we investigated the performance of only putting back metal contact layer of silver of silver and silver-graphite layer, the latter was giving better results, achieving an efficiency is a well more than 5%
Descrição
Palavras-chave
Filmes finos, Thin films
Como citar
MORALES MORALES, Oswaldo. Construção e caracterização de células solares de filmes finos de CdS e CdTe. 2012. 80 f. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, 2012.