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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2499| Optimización de Oxido de Estaño Dopado con Indio para su aplicación en celdas solares de Heterounión c-Si/a-Si:H | |
| Uzziel Abisai Rodríguez | |
| MARIO MORENO MORENO Pedro Rosales-Quintero | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| HIT Solar Cell Heterojunction whit Intrinsic Thin Layer Hydrogenated Amorphous Silicon (a-Si:H) Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Transparent Conductive Oxide (TCO) Indium Doped Tin Oxide (ITO) Conductivity Transmittance Current Voltage Curves Fill Factor Efficiency | |
| En esta tesis se fabricaron y caracterizaron celdas solares HIT en el Laboratorio de Microelectrónica del INAOE. Estas se fabricaron usando obleas FZ de silicio cristalino (c-Si) tipo n para celdas solares de 1 cm2 y obleas CZ para celdas de 15.48 cm2 (2’’). En estos sustratos, se realizó un proceso de grabado húmedo, con el fin de texturizarlos. Después, se depositaron películas delgadas de silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H) intrínseco, utilizando el proceso de depósito químico fase vapor asistido por plasma (PECVD), el cual se encarga de pasivar la unión entre la estructura amorfa y cristalina. En seguida, se deposita a-Si:H dopado (tipo p y n), posteriormente, se depositan películas de óxido de estaño dopado con indio (ITO), por la técnica de pulverización catódica (Sputtering), este material es transparente a la radiación solar de 400 a 1500 nm y, a su vez, sirve como capa protectora de las películas delgadas de ai:H. Por último, se depositan los electrodos metálicos por el proceso de evaporación de haz de electrones. Con el fin de incrementar el desempeño de las celdas HIT, se estudió el efecto de la variación de tiempos de limpieza por grabado con iones reactivos (RIE), sobre las películas de ITO, para eliminar residuos de fotoresina. Se encontró que utilizando tiempos de 8 y 7 minutos de plasma con oxígeno (O2 ) y tetrafluorometano (CF4 ) respectivamente, se alcanzaron valores de ISC de 40 mA y un VOC = 550 mV. En cuanto al factor de llenado se logró un 61%, por último, la eficiencia alcanzó un valor de 15.1%. Posteriormente, se optó por realizar un estudio en películas de ITO modificando parámetros de depósito como la potencia de la fuente RF y la presión de la cámara. Después, se realizaron recocidos térmicos de 1, 2 y 3 horas a 150 °C sobre las muestras. Así, se analizaron las propiedades eléctricas y ópticas de las películas, se observó un incrementó de conductividad eléctrica de 50x105 Ωm -1 a 150x105 Ωm -1, es decir, un aumento de 3 veces el valor de la muestra de referencia, mientras que, en transmitancia se aumentó de 82% a 85% en el rango de longitud de onda de 300 nm a 1000 nm. Además, se realizó un análisis mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) de las muestras, con el fin de analizar cómo varía la morfología de las películas de ITO en función del recocido térmico, observando que las dimensiones de los granos de ITO aumentaron de 10 a 20 nm. In this thesis, HIT solar cells were fabricated and characterized at the INAOE Microelectronics Laboratory. These were fabricated using n-type crystalline silicon (c-Si) FZ wafers for 1 cm2 solar cells and CZ wafers for 15.48 cm2 (2'') cells. On these substrates, a wet etching process was performed to texturize them. Then, thin films of intrinsic hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) were deposited using the plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process, which passivates the bond between the amorphous and crystalline structure. Next, doped a-Si:H (p and n type) is deposited, then, indium doped tin oxide (ITO) films are deposited by sputtering technique, this material is transparent to solar radiation from 400 to 1500 nm and, in turn, serves as an encapsulant of all a-Si:H thin films. Finally, the metal electrodes are deposited by the electron beam evaporation process. After that, we chose to make a study on ITO films generated by sputtering, modifying deposition parameters such as RF source power and chamber pressure. Then, 1, 2 and 3 h thermal annealing at 150 °C were performed on the samples. Consequently, the electrical and optical properties of the films were analyzed, and an increase in electrical conductivity of 50x105 Ωm -1 to 150x105 Ωm -1 , an increase of 3 times the value of the reference sample, while transmittance increased from 82% to 85% in the wavelength range from 300 nm to 1000 nm. In addition, a scanning electron microscopy (SEM) analysis of the samples was performed to analyze how the morphology of the ITO films varies as a function of thermal annealing, observing that the dimensions of the ITO grains increased from 10 to 20 nm. | |
| 2023-01 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Rodríguez Muñoz, U. A., (2023), Optimización de Oxido de Estaño Dopado con Indio para su aplicación en celdas solares de Heterounión c-Si/a-Si:H, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Electrónica |
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