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Tratamiento de óxidos conductores transparentes por procesos láser para el desarrollo de células fotovoltaicas de silicio
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Pérez-Caballero, David |
| Copyright Year | 2016 |
| Abstract | El objetivo de este trabajo es el estudio de la interaccion entre pulsos laser de 355 nm, 532 nm y 1064 nm de longitud de onda y nanosegundos de duracion con laminas delgadas de tres oxidos conductores transparentes distintos: oxido de indio dopado con estano (ITO), oxido de zinc dopado con aluminio (AZO), y oxido de estano dopado con fluor (FTO). Para ello se comienza por el estudio de la relacion entre los efectos generados sobre la superficie de las laminas por un unico pulso laser y la energia de dicho pulso. Los diferentes crateres obtenidos se han clasificado por su morfologia y, mediante calculos de la temperatura alcanzada por el material durante la irradiacion laser, se concluye que el mecanismo absorcion de energia y traspaso de la misma a la red cristalina del material es el mismo en todos los casos. La diferencia observada entre las profundidades de los de crateres obtenidos experimentalmente y las estimadas mediante calculos se ha asociado al apantallamiento de la luz incidente por especies expulsadas desde la superficie. Posteriormente se muestra el estudio de los efectos producidos con varios pulsos laser consecutivos, tanto al irradiar un mismo punto de la lamina como durante el proceso de desplazar el haz laser a una velocidad constante. Al igual al utilizar un unico pulso, para que comience la ablacion del material es necesario superar una fluencia minima. Una vez que la ablacion ha comenzado la profundidad del crater obtenido solo depende de un coeficiente de absorcion efectivo, siendo el ritmo de ablacion por pulso constante. Estas observaciones han permitido obtener una expresion para la profundidad de un surco obtenido durante un proceso de pulsos solapados. Dicha expresion se ha comprobado experimentalmente en los tres materiales con muy buenos resultados. Se incluye aqui un estudio en FTO de surcos P1 para la union en serie de celulas en un modulo fotovoltaico de lamina delgada. Se han utilizado pulsos de 355 nm, 532 nm y1064 nm y dos geometrias de irradiacion distintas (irradiando directamente la lamina o haciendolo a traves del substrato de vidrio) obteniendose, para los seis casos, surcos con buenas propiedades morfologicas y electricas. Con los surcos con mejor eficiencia de proceso (355 nm irradiando a traves del substrato) se ha fabricado un minimodulo fotovoltaicos que muestra ligeras mejoras frente a un minimodulo fabricado con los procesos P1 estandar. Finalmente se muestra el estudio del texturado de laminas de AZO mediante procesos laser de 355 nm de longitud de onda. Laminas texturadas con dos patrones distintos, uno lineal y otro cuadrado, tienen de dispersion medios en el intervalo entre 350 y 600 nm del 24 % y el 34 %, respectivamente. Se ha observado la existencia de al menos dos fuentes de dispersion de luz distintas: la producida por la rugosidad aleatoria superficial y la difraccion generada por los surcos laser. Esto produce que la rugosidad rms, que en el caso de superficies con un texturado aleatorio esta directamente relacionada con el factor de dispersion, no sea una fuente de informacion valiosa a la hora de trabajar con superficies con una textura ordenada. Se ha utilizado una serie de laminas, texturadas con diferentes parametros, como contacto frontal para fabricar celulas de lamina delgada de silicio amorfo. Las celulas obtenidas muestran una disminucion de la reflectividad de hasta el 21 % en el intervalo desde 350 hasta 600 nm, y un aumento de la corriente de cortocircuito Para comprender esa mejora en el comportamiento de las celulas se han realizado simulaciones de la dispersion generada en las superficies. Los valores obtenidos del factor de dispersion de las muestras se ajustan muy bien a los valores experimentales, y las simulaciones muestran que en la region mas cercana a la superficie la dispersion de luz producida por una superficie ordenada y la generada en una superficie con un texturado aleatorio son muy similares. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://eprints.ucm.es/32789/1/T36281.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
