Desenvolvimento de filmes finos de óxidos condutores e transparentes de ZnO para aplicação em células solares.

Abstract

Neste trabalho foram desenvolvidos filmes condutores e transparentes de óxido de zinco (ZnO) sem dopagem, com transmitância e condutividade elétrica adequadas para aplicação como contato frontal de células fotovoltaicas. Devido à sua estabilidade química, boas propriedades ópticas e elétricas, largo band gap, abundância na natureza e baixa toxicidade, filmes finos de ZnO são atualmente os materiais mais utilizados como óxido condutores e transparentes. Os filmes foram produzidos por evaporação reativa, por feixe de elétrons e com assistência de plasma de argônio mais oxigênio. Usou-se também pulverização catódica reativa, com corrente contínua (sputtering D.C.) e alvo de zinco, em atmosfera de argônio e oxigênio. Para o desenvolvimento dos parâmetros, usou-se como principais variáveis dependentes a resistividade elétrica e a transmitância na região do visível dos filmes. Como variáveis independentes usou-se potência de sputtering, pressão parcial de oxigênio e temperatura de substrato. O tratamento termoquímico utilizando atmosfera de oxigênio resultou no aumento da transmitância na região do visível e da resistividade elétrica dos filmes produzidos por feixe de elétrons. Os parâmetros críticos para obtenção de um bom compromisso entre a resistividade e a transmitância foram obtidos controlando a pressão parcial de oxigênio entre 0,083 e 2,8x10-3mbar. Com isso foi possível obter filmes de ZnO com transmitância de 78% e baixa resistividade de 1,13.10-1 Ω.cm pela técnica de sputtering D.C.