Espectroscopia de impedância aplicada em heterojunções para células solares fotovoltaicas.

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.