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Title: Espectroscopia de impedância aplicada em heterojunções para células solares fotovoltaicas.
Authors: Menezes, Adriano Rodrigues
metadata.dc.contributor.advisor: Branco, José Roberto Tavares
Keywords: Engenharia de materiais
Espectroscopia de impedância
Análise capacitância-tensão
Célula solares fotovoltaica
Heterojunções
Issue Date: 2011
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. REDEMAT, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: MENEZES, A. R. Espectroscopia de impedância aplicada em heterojunções para células solares fotovoltaicas. 2011. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.
Abstract: As propriedades elétricas das heterojunções de Alumínio/Silício-p monocristalino foram estudadas pela técnica de espectroscopia de impedância e análise de capacitância em função do potencial. Estas técnicas não são destrutivas, nem invasivas e conta com elevada precisão. Quando associadas a outras técnicas podem fornecer informações compreensivas sobre a qualidade e desempenho do material, da qualidade do produto, do desenvolvimento do processo e da eficiência do dispositivo. Neste trabalho foram produzidas cinco heterojunções de Alumínio/Silício-p. Os filmes finos de Alumínio foram depositados via magnetron sputtering, sobre o substratos de Silício-p previamente limpo pelo processo de limpeza RCA. Destas cinco amostras, três foram submetidas a tratamento térmico a 300°C, 400°C e 500°C. As amostras restantes não passaram por nenhum tipo de tratamento pós-deposição. Ambas as análises foram realizadas no potenciostato Autolab PGstat 302N. Com o apoio destas técnicas foi avaliado a variação do valor da resistência shunt de heterojunções de Alumínio/Silício-p em função dos parâmetros de medidas disponíveis pela técnica de espectroscopia de impedância. Esses parâmetros se resumem em amplitude do sinal, potencial, temperatura e luminosidade. As respostas obtidas foram esboçadas em diagrama Nyquist e modeladas por circuitos equivalentes. Através das interpretações obtidas nos gráficos de capacitância em função da tensão foi possível identificar fatores que avaliam as características elétricas, assim como, a qualidade da produção das heterojunções de Alumínio/Silício-p. Foram avaliadas as características das junções, espessura da camada de depleção, potencial de barreira, capacitância na junção em potencial nulo, densidade de dopantes e espessura do óxido nativo.
metadata.dc.description.abstracten: The electrical properties of photovoltaic solar cells were studied by impedance spectroscopy technique and capacitance analysis as a function of potential. These techniques are non-destructive, non-invasive, reproducible, high precision and easily implemented. These combined with other techniques can provide comprehensive information about quality and performance of the materials, product quality, development of process and efficiency of the device. Were produced five Aluminum/Silicon-p heterojunctions. The Aluminum thin films were deposited by magnetron sputtering on the Silicon-p type substrates, previously cleaned by RCA process. Of these five samples, three were subjected at the heat treatment in 300°C, 400°C and 500°C. The remaining samples didn’t undergo any treatment after deposition process. Both analyses were performed in the Autolab PGstat 302N. Through these techniques were measures the change in the shunt resistance values of the Aluminum/Silicon-p heterojunctions in function of the measures parameters available by impedance spectroscopy technique. These parameters are the signal amplitude, voltage, temperature and luminosity. The results were plotted in Nyquist diagram and modeled by equivalent circuits. Through of the response achieved in the graphs of capacitance-voltage was possible to identify factors which evaluated the electrical characteristics, as well as, the production quality of the Aluminum/Silicon-p heterojunctions. Were evaluated the characteristics of junctions, depletion layer width, barrier potential, junction capacitance at zero potential, doping density and native oxide thickness.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2938
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