Desenvolvimento de substrato de Si de baixo custo para célula fotovoltaica, por aspersão térmica a plasma.

Abstract

A alta demanda por lâminas de Si grau solar para a produção de células fotovoltáicas tem promovido o desenvolvimento do que tem sido denominado “equivalente à lâminas”. Para tanto, uma das alternativas é a deposição de silício grau solar sobre substratos de baixo custo. Nesse trabalho investigou-se a elaboração de tais substratos preparados com Silício Grau Metalúrgico (Si-GM) processado por Aspersão Térmica a Plasma (ATP). O trabalho investiga o efeito da granulometria do Si-GM, da potência do plasma e da distância de aspersão na composição e na estrutura das camadas. A composição foi determinada por microanálise química, por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDX), enquanto a microestrutura foi caracterizada por microscopia ótica, difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV), tendo sido avaliado também a textura da superfície dos recobrimentos produzidos. Nesse contexto, foi observado que a matéria-prima apresentou uma tendência, no processo de moagem e peneiramento, de concentrar as impurezas nas partículas mais finas. Na formação da camada destacaram-se como fatores prejudiciais: as partículas frias e a acomodação das lamelas. As características da camada como rugosidade, porosidade e a cristalinidade, tiveram uma tendência constante com o aumento da corrente do plasma para as partículas A (53–105μm) e B (38–53μm). Em algumas camadas houve a precipitação de fases que podem prejudicar o comportamento mecânico das camadas. A possibilidade de refino no plasma, ou seja, diminuir os teores das contaminações durante a aspersão, ainda requer maiores estudos. Houve grandes oscilações nos resultados, porém mostrou uma tendência de diminuir os níveis de contaminações ou pelo menos segregar. Nas condições de recobrimento estudadas nesse trabalho, a amostra que se destacou foi a "B", com a sua estrutura e a interface recobrimento/substrato com menos defeitos.