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Desarrollo de procesos de producción avanzados para células fotovoltaicas de silicio cristalino

Este Trabajo de Fin de Master tiene como objetivo desarrollar diferentes técnicas de depósito sobre obleas de silicio cristalino para mejorar su pasivación superficial y, por consiguiente, aumentar el tiempo de vida de portadores minoritarios. Este parámetro influye dramáticamente en la eficiencia final de las células solares fotovoltaicas. El trabajo se ha realizado dentro de la línea de trabajo de optimización de procesos de producción de células del Departamento de Energía Solar Fotovoltaica del Centro Nacional de Energías Renovables (CENER). En el presente estudio, se describen las diferentes técnicas para la caracterización y procesado de las obleas y sus principios de funcionamiento. A continuación, se exponen los fundamentos básicos del proceso de pasivación de las obleas. Después, se desarrollan experimentos para cada tipo de pasivación estudiado. En primer lugar, se modifica el proceso actual de depósito de nitruro de silicio. En segundo lugar, se realiza el mismo proceso de optimización con el óxido de silicio. Por último, se desarrolla un nuevo diseño de pasivación: contactos pasivados. Tras cada experimento realizado se estudian los datos obtenidos con el fin de extraer las conclusiones.

The aim of this project is to develop different surface passivation techniques to improve the lifetime and the efficiency of the wafers. The passivation has a great influence on the final efficiency of the solar cells. This work has been conducted in the Photovoltaic Department of the Spanish National Renewable Energy Center (CENER). In this study, different wafer characterization techniques are described as well as their basics operation. In the following point, the fundamentals of the passivation process are mentioned. After that, several experiments are carried out to analyze and improve different passivation processes. Firstly, the silicon nitride layer deposition process is optimized. Secondly, a similar process is followed to optimize silicon oxide deposition. Finally, a new passivation technique is developed: the contact passivation. The results are studied after each experiment in order to obtain conclusions.