Silicio cristalino
Material semiconductor utilizado en la tecnología de células solares

Las células solares de silicio cristalino están hechas de polisilicio (lado izquierdo) o monosilicio (lado derecho).

El silicio cristalino o ( c-Si ) es la forma cristalina del silicio , ya sea silicio policristalino (poli-Si, que consiste en pequeños cristales) o silicio monocristalino (mono-Si, un cristal continuo ). El silicio cristalino es el material semiconductor dominante utilizado en la tecnología fotovoltaica para la producción de células solares . Estas células se ensamblan en paneles solares como parte de un sistema fotovoltaico para generar energía solar a partir de la luz solar.

En electrónica, el silicio cristalino es típicamente la forma monocristalina del silicio y se utiliza para producir microchips . Este silicio contiene niveles de impurezas mucho más bajos que los requeridos para las células solares. La producción de silicio de grado semiconductor implica una purificación química para producir polisilicio hiperpuro, seguida de un proceso de recristalización para generar silicio monocristalino. Luego, los bloques cilíndricos se cortan en obleas para su posterior procesamiento.

Las células solares hechas de silicio cristalino a menudo se denominan células solares convencionales , tradicionales o de primera generación , ya que se desarrollaron en la década de 1950 y siguen siendo el tipo más común hasta el momento. [1] [2] Debido a que se producen a partir de  obleas solares de 160 a 190 μm de espesor (rebanadas de masas de silicio de grado solar ), a veces se las llama células solares basadas en obleas .

Las células solares fabricadas a partir de silicio cristalino son células de unión simple y, en general, son más eficientes que sus tecnologías rivales, que son las células solares de película fina de segunda generación , siendo las más importantes el CdTe , el CIGS y el silicio amorfo (a-Si). El silicio amorfo es una variante alotrópica del silicio, y amorfo significa "sin forma" para describir su forma no cristalina. [3] : 29 

Descripción general

Mercado fotovoltaico mundial por tecnología en 2021. [4] : 24, 25 

  CdTe (4,1%)
  a-Si (0,1%)
  IGV (0,8%)
  mono-Si (82%)
  multi-Si (13%)

Clasificación

Las formas alotrópicas del silicio varían desde una estructura monocristalina hasta una estructura amorfa completamente desordenada con varias variedades intermedias. Además, cada una de estas diferentes formas puede tener varios nombres e incluso más abreviaturas, y a menudo causa confusión a los no expertos, especialmente porque algunos materiales y su aplicación como tecnología fotovoltaica son de menor importancia, mientras que otros materiales son de importancia destacada.

Industria fotovoltaica

En la industria fotovoltaica, los materiales se agrupan comúnmente en las dos categorías siguientes:

Generaciones

Alternativamente, los diferentes tipos de células solares y/o sus materiales semiconductores se pueden clasificar por generaciones:

  • Las células solares de primera generación están hechas de silicio cristalino, también llamadas células solares convencionales, tradicionales, basadas en obleas e incluyen materiales semiconductores monocristalinos (mono-Si) y policristalinos (multi-Si).
  • Las células o paneles solares de segunda generación se basan en tecnología de película delgada y tienen una importancia comercial significativa. Entre ellos se encuentran el CdTe, el CIGS y el silicio amorfo.
  • Las células solares de tercera generación suelen etiquetarse como tecnologías emergentes con poca o ninguna importancia en el mercado e incluyen una amplia gama de sustancias, en su mayoría orgánicas, que a menudo utilizan compuestos organometálicos.

Se podría argumentar que las células fotovoltaicas de unión múltiple no pueden clasificarse en ninguna de estas generaciones. Un semiconductor de triple unión típico está hecho de InGaP / (In)GaAs / Ge . [5] [6]

Comparación de especificaciones técnicas

CategoríasTecnologíaη (%)Voc ( V)Yo soy SC (A)W/ m2t ( μm )
Células solares de película fina
a-Si11.16.30,0089331
CDTe16.50,860,029–5
Cigarros20.5–––

Cuota de mercado

Cuota de mercado mundial de energía fotovoltaica por tecnología 1980-2021. [4] : 24, 25 

En 2013, la tecnología de silicio cristalino convencional dominó la producción fotovoltaica mundial, con el multi-Si liderando el mercado por delante del mono-Si, representando el 54% y el 36%, respectivamente. Durante los últimos diez años, la cuota de mercado mundial de las tecnologías de película fina se estancó por debajo del 18% y actualmente se sitúa en el 9%. En el mercado de película fina, el CdTe lidera con una producción anual de 2  GWp o el 5%, seguido del a-Si y el CIGS, ambos alrededor del 2%. [3] : 4, 18  La capacidad fotovoltaica desplegada de todos los tiempos de 139 gigavatios ( acumulativa a partir de 2013 ) se divide en 121 GW de silicio cristalino (87%) y 18 GW de tecnología de película fina (13%). [3] : 41 

Eficiencia

Eficiencias de conversión de las mejores células solares de investigación a nivel mundial para diversas tecnologías fotovoltaicas desde 1976.

La eficiencia de conversión de los dispositivos fotovoltaicos describe la relación entre la energía eléctrica emitida y la luz emitida. Una sola célula solar tiene generalmente una eficiencia mejor o mayor que un módulo solar completo. Además, la eficiencia en el laboratorio siempre es muy superior a la de los productos que se venden comercialmente.

Células de laboratorio

En 2013, la eficiencia récord de las células de laboratorio fue la de silicio cristalino. Sin embargo, las células solares de silicio múltiple son seguidas de cerca por las de telururo de cadmio y seleniuro de cobre, indio y galio.

  1. 25,6 % — celda mono-Si
  2. 20,4 % — celda multi-Si
  3. 21,7 % — celda CIGS
  4. 21,5 % — celda de CdTe

Células solares de silicio en contacto por ambos lados a partir de 2021: 26 % y posiblemente más. [7] [8]

Módulos

El módulo comercial promedio de silicio cristalino aumentó su eficiencia de aproximadamente el 12% al 16% en los últimos diez años. En el mismo período, los módulos de CdTe mejoraron su eficiencia del 9 al 16%. Los módulos que obtuvieron el mejor rendimiento en condiciones de laboratorio en 2014 fueron los fabricados con silicio monocristalino. Su eficiencia fue un 7% superior a la de los módulos producidos comercialmente (23% sobre 16%), lo que indicó que la tecnología de silicio convencional aún tenía potencial para mejorar y, por lo tanto, mantener su posición de liderazgo. [3] : 6 

Costos energéticos de fabricación

El silicio cristalino tiene un alto costo energético porque se produce mediante la reducción de arena de cuarzo de alta calidad en un horno eléctrico . La electricidad generada para este proceso puede producir emisiones de gases de efecto invernadero . Este proceso de fundición con coque se produce a altas temperaturas de más de 1000 °C y es muy intensivo en energía, ya que utiliza alrededor de 11 kilovatios-hora (kW⋅h) por kilogramo de silicio. [9]

Los requerimientos de energía de este proceso por unidad de silicio metálico producido pueden ser relativamente inelásticos, pero se han logrado importantes reducciones en los costos de energía por producto (fotovoltaico) a medida que las células de silicio se han vuelto más eficientes en la conversión de la luz solar, los lingotes de silicio metálico más grandes se cortan con menos desperdicio en obleas más delgadas, los desechos de silicio de la fabricación se reciclan y los costos de los materiales se han reducido. [3] : 29 

Toxicidad

Con la excepción del silicio amorfo , la mayoría de las tecnologías fotovoltaicas establecidas comercialmente utilizan metales pesados ​​tóxicos . CIGS a menudo utiliza una capa intermedia de CdS , y el material semiconductor de la tecnología CdTe en sí contiene el tóxico cadmio (Cd). En el caso de los módulos de silicio cristalino, el material de soldadura que une las cadenas de cobre de las celdas, contiene aproximadamente un 36% de plomo (Pb). Además, la pasta utilizada para serigrafiar los contactos frontales y posteriores contiene trazas de Pb y, a veces, también de Cd. Se estima que se han utilizado alrededor de 1.000 toneladas métricas de Pb para 100 gigavatios de módulos solares de silicio cristalino. Sin embargo, no existe una necesidad fundamental de plomo en la aleación de soldadura. [10]

Tecnologías celulares

Célula solar PERC

Las células solares de contacto posterior con emisor pasivado (PERC) [11] consisten en la adición de una capa adicional en la parte posterior de una célula solar. Esta capa pasiva dieléctrica actúa para reflejar la luz no absorbida de vuelta a la célula solar para un segundo intento de absorción, lo que aumenta la eficiencia de la célula solar. [12]

Un PERC se crea mediante un proceso adicional de deposición de película y grabado. El grabado se puede realizar mediante procesamiento químico o láser. Alrededor del 80% de los paneles solares en todo el mundo utilizan el diseño PERC. [13] Martin Green, Andrew Blakers, Jianhua Zhao y Aihua Wang ganaron el Premio Reina Isabel de Ingeniería en 2023 por el desarrollo de la célula solar PERC. [14]

Célula solar HIT

Esquema de una célula HIT...

Una célula solar HIT está compuesta por una oblea de silicio cristalino monofina rodeada de capas de silicio amorfo ultrafinas . [15] El acrónimo HIT significa " heterojunción con capa fina intrínseca". Las células HIT son producidas por la corporación multinacional japonesa de electrónica Panasonic (véase también Sanyo § Células solares y plantas ). [16] Panasonic y varios otros grupos han informado de varias ventajas del diseño HIT sobre su homólogo tradicional de silicio cristalino:

  1. Una capa intrínseca de a-Si puede actuar como una capa de pasivación superficial eficaz para una oblea de c-Si.
  2. El a-Si dopado con p+/n+ funciona como un emisor/BSF efectivo para la celda.
  3. Las capas de a-Si se depositan a una temperatura mucho más baja, en comparación con las temperaturas de procesamiento de la tecnología tradicional de c-Si difundido.
  4. La celda HIT tiene un coeficiente de temperatura más bajo en comparación con la tecnología de celda c-Si.

Debido a todas estas ventajas, esta nueva célula solar de heterounión se considera una alternativa prometedora de bajo coste a las células solares tradicionales basadas en c-Si.

Fabricación de células HIT

Los detalles de la secuencia de fabricación varían de un grupo a otro. Normalmente, las obleas de silicio amorfo cultivadas en CZ/FZ de buena calidad (con una vida útil de ~1 ms) se utilizan como capa absorbente de las celdas HIT. Utilizando reactivos de ataque alcalinos, como NaOH o (CH3 ) 4NOH , la superficie (100) de la oblea se texturiza para formar pirámides de 5-10 μm de altura. A continuación, la oblea se limpia utilizando soluciones de peróxido y HF. A esto le sigue la deposición de la capa de pasivación intrínseca de silicio amorfo, normalmente mediante PECVD o CVD de hilo caliente. [17] [18] El gas silano (SiH4) diluido con H2 se utiliza como precursor. La temperatura y la presión de deposición se mantienen a 200 °C y 0,1-1 Torr. El control preciso de este paso es esencial para evitar la formación de silicio epitaxial defectuoso. [19]

Se ha demostrado que los ciclos de deposición y recocido y el tratamiento con plasma de H2 han proporcionado una pasivación superficial excelente. [20] [21] El gas diborano o trimetilboro mezclado con SiH4 se utiliza para depositar una capa de a-Si de tipo p, mientras que el gas fosfina mezclado con SiH4 se utiliza para depositar una capa de a-Si de tipo n. Se ha demostrado que la deposición directa de capas de a-Si dopadas sobre una oblea de c-Si tiene propiedades de pasivación muy pobres. [22] Esto probablemente se deba a la generación de defectos inducidos por dopantes en las capas de a-Si. [23] El óxido de indio y estaño (ITO) pulverizado se utiliza comúnmente como una capa de óxido conductor transparente (TCO) sobre la capa de a-Si frontal y posterior en el diseño bifacial, ya que el a-Si tiene una alta resistencia lateral.

Generalmente se deposita en la parte posterior de la celda completamente metalizada para evitar la difusión del metal posterior y también para igualar la impedancia de la luz reflejada. [24] La rejilla de plata/aluminio de 50-100 μm de espesor se deposita mediante impresión con esténcil para el contacto frontal y el contacto posterior para el diseño bifacial. La descripción detallada del proceso de fabricación se puede encontrar en. [25]

Modelado y caracterización optoeléctrica de células HIT

La literatura analiza varios estudios para interpretar los cuellos de botella del transporte de portadores en estas celdas. Los tradicionales I–V claros y oscuros se estudian ampliamente [26] [27] [28] y se observa que tienen varias características no triviales, que no se pueden explicar utilizando la teoría tradicional del diodo de la celda solar . [29] Esto se debe a la presencia de heterounión entre la capa intrínseca de a-Si y la oblea de c-Si que introduce complejidades adicionales al flujo de corriente. [26] [30] Además, ha habido esfuerzos significativos para caracterizar esta celda solar utilizando CV, [31] [32] espectroscopia de impedancia, [31] [33] [34] fotovoltaje de superficie, [35] suns-Voc [36] [37] para producir información complementaria.

Además, se están buscando activamente una serie de mejoras de diseño, como el uso de nuevos emisores, [38] configuración bifacial, configuración de contacto posterior interdigitado (IBC) [39] y configuración bifacial-tándem [40] .

Monosilicio

Esquema de formas alotrópicas del silicio .

El silicio monocristalino (mono c-Si) es una forma en la que la estructura cristalina es homogénea en todo el material; la orientación, el parámetro de red y las propiedades electrónicas son constantes en todo el material. [41] Los átomos dopantes como el fósforo y el boro a menudo se incorporan a la película para hacer que el silicio sea de tipo n o tipo p respectivamente. El silicio monocristalino se fabrica en forma de obleas de silicio, generalmente mediante el método de crecimiento de Czochralski , y puede ser bastante caro dependiendo del tamaño radial de la oblea de cristal único deseada (alrededor de $ 200 para una oblea de Si de 300 mm). [41] Este material monocristalino, si bien es útil, es uno de los principales gastos asociados con la producción de energía fotovoltaica, donde aproximadamente el 40% del precio final del producto es atribuible al costo de la oblea de silicio de partida utilizada en la fabricación de células. [42]

Silicio policristalino

El silicio policristalino está compuesto por muchos granos de silicio más pequeños de orientación cristalográfica variada, normalmente de tamaño > 1 mm. Este material se puede sintetizar fácilmente dejando que el silicio líquido se enfríe utilizando un cristal semilla de la estructura cristalina deseada. Además, existen otros métodos para formar silicio policristalino (poli-Si) de grano más pequeño, como la deposición química en fase de vapor (CVD) a alta temperatura.

No clasificado como silicio cristalino

Estas formas alotrópicas de silicio no se clasifican como silicio cristalino, sino que pertenecen al grupo de las células solares de película fina .

Silicio amorfo

El silicio amorfo (a-Si) no tiene un orden periódico de largo alcance. La aplicación del silicio amorfo a la energía fotovoltaica como material independiente está algo limitada por sus propiedades electrónicas inferiores. [43] Sin embargo, cuando se combina con silicio microcristalino en células solares en tándem y de triple unión, se puede lograr una mayor eficiencia que con células solares de unión simple. [44] Este ensamblaje en tándem de células solares permite obtener un material de película delgada con una banda prohibida de alrededor de 1,12 eV (la misma que el silicio monocristalino) en comparación con la banda prohibida del silicio amorfo deBanda prohibida de 1,7 a 1,8 eV . Las células solares en tándem resultan atractivas porque se pueden fabricar con una banda prohibida similar a la del silicio monocristalino, pero con la facilidad del silicio amorfo.

Silicio nanocristalino

El silicio nanocristalino (nc-Si), a veces también conocido como silicio microcristalino (μc-Si), es una forma de silicio poroso . [45] Es una forma alotrópica de silicio con estructura paracristalina ; es similar al silicio amorfo (a-Si), en el sentido de que tiene una fase amorfa . Sin embargo, en lo que se diferencian es en que el nc-Si tiene pequeños granos de silicio cristalino dentro de la fase amorfa. Esto contrasta con el silicio policristalino (poli-Si), que consiste únicamente en granos de silicio cristalino, separados por límites de grano. La diferencia proviene únicamente del tamaño de grano de los granos cristalinos. La mayoría de los materiales con granos en el rango de micrómetros son en realidad polisilicio de grano fino, por lo que el silicio nanocristalino es un término mejor. El término "silicio nanocristalino" se refiere a una gama de materiales alrededor de la región de transición de la fase amorfa a la microcristalina en la película delgada de silicio.

Silicio protocristalino

El silicio protocristalino tiene una mayor eficiencia que el silicio amorfo (a-Si) y también se ha demostrado que mejora la estabilidad, pero no la elimina. [46] [47] Una fase protocristalina es una fase distinta que ocurre durante el crecimiento del cristal y que evoluciona a una forma microcristalina .

El silicio protocristalino también tiene una absorción relativamente baja cerca de la banda prohibida debido a su estructura cristalina más ordenada. Por lo tanto, el silicio protocristalino y amorfo se pueden combinar en una célula solar en tándem donde la capa superior de silicio protocristalino delgado absorbe la luz de longitud de onda corta, mientras que las longitudes de onda más largas son absorbidas por el sustrato de silicio amorfo subyacente.

Transformación del silicio amorfo en cristalino

El silicio amorfo se puede transformar en silicio cristalino mediante procesos de recocido a alta temperatura bien conocidos y ampliamente implementados. El método típico que se utiliza en la industria requiere materiales compatibles con altas temperaturas, como vidrio especial para altas temperaturas, que es costoso de producir. Sin embargo, existen muchas aplicaciones para las que este es un método de producción inherentemente poco atractivo.

Cristalización inducida a baja temperatura

Las células solares flexibles han sido un tema de interés para la generación de energía integrada menos visible que las granjas de energía solar. Estos módulos pueden colocarse en áreas donde las células tradicionales no serían factibles, como envolver un poste telefónico o una torre de telefonía celular. En esta aplicación, se puede aplicar un material fotovoltaico a un sustrato flexible, a menudo un polímero. Dichos sustratos no pueden sobrevivir a las altas temperaturas experimentadas durante el recocido tradicional. En cambio, se han estudiado ampliamente nuevos métodos de cristalización del silicio sin alterar el sustrato subyacente. La cristalización inducida por aluminio (AIC) y la cristalización láser local son comunes en la literatura, sin embargo, no se utilizan ampliamente en la industria.

En ambos métodos, el silicio amorfo se cultiva utilizando técnicas tradicionales como la deposición química en fase de vapor mejorada con plasma (PECVD). Los métodos de cristalización divergen durante el procesamiento posterior a la deposición. En la cristalización inducida por aluminio, se deposita una capa fina de aluminio (50 nm o menos) mediante deposición física en fase de vapor sobre la superficie del silicio amorfo. A continuación, esta pila de material se recoce a una temperatura relativamente baja entre 140 °C y 200 °C en vacío. Se cree que el aluminio que se difunde en el silicio amorfo debilita los enlaces de hidrógeno presentes, lo que permite la nucleación y el crecimiento de los cristales. [48] Los experimentos han demostrado que el silicio policristalino con granos del orden de 0,2–0,3 μm se puede producir a temperaturas tan bajas como 150 °C. La fracción de volumen de la película que se cristaliza depende de la duración del proceso de recocido. [48]

La cristalización inducida por aluminio produce silicio policristalino con propiedades cristalográficas y electrónicas adecuadas que lo convierten en un candidato para producir películas delgadas policristalinas para energía fotovoltaica. [48] El AIC se puede utilizar para generar nanocables de silicio cristalino y otras estructuras a nanoescala.

Otro método para lograr el mismo resultado es el uso de un láser para calentar el silicio localmente sin calentar el sustrato subyacente más allá de un límite superior de temperatura. Se utiliza un láser excimer o, alternativamente, láseres verdes como un láser Nd:YAG de frecuencia duplicada para calentar el silicio amorfo, suministrando la energía necesaria para nuclear el crecimiento del grano. La fluencia del láser debe controlarse cuidadosamente para inducir la cristalización sin causar una fusión generalizada. La cristalización de la película ocurre cuando una porción muy pequeña de la película de silicio se funde y se deja enfriar. Idealmente, el láser debería fundir la película de silicio en todo su espesor, pero sin dañar el sustrato. Con este fin, a veces se agrega una capa de dióxido de silicio para que actúe como barrera térmica. [49] Esto permite el uso de sustratos que no pueden exponerse a las altas temperaturas del recocido estándar, por ejemplo, polímeros. Las células solares con respaldo de polímero son de interés para esquemas de producción de energía perfectamente integrados que implican colocar energía fotovoltaica en superficies cotidianas.

Un tercer método para cristalizar silicio amorfo es el uso de un chorro de plasma térmico. Esta estrategia es un intento de aliviar algunos de los problemas asociados con el procesamiento láser, a saber, la pequeña región de cristalización y el alto costo del proceso a escala de producción. El soplete de plasma es un equipo simple que se utiliza para recocer térmicamente el silicio amorfo. En comparación con el método láser, esta técnica es más simple y más rentable. [50] El recocido con soplete de plasma es atractivo porque los parámetros del proceso y las dimensiones del equipo se pueden cambiar fácilmente para obtener distintos niveles de rendimiento. Con este método se puede obtener un alto nivel de cristalización (~ 90%). Las desventajas incluyen la dificultad de lograr uniformidad en la cristalización de la película. Si bien este método se aplica con frecuencia al silicio sobre un sustrato de vidrio, las temperaturas de procesamiento pueden ser demasiado altas para los polímeros.

Véase también

Referencias

  1. ^ "Bell Labs demuestra la primera célula solar de silicio práctica". aps.org .
  2. ^ DM Chapin-CS Fuller-GL Pearson (1954). "Una nueva fotocélula de unión p–n de silicio para convertir la radiación solar en energía eléctrica". Journal of Applied Physics . 25 (5): 676–677. Bibcode :1954JAP....25..676C. doi :10.1063/1.1721711.
  3. ^ abcdef "Informe sobre energía fotovoltaica" (PDF) . Fraunhofer ISE. 28 de julio de 2014. Archivado (PDF) del original el 9 de agosto de 2014. Consultado el 31 de agosto de 2014 .
  4. ^ ab "Informe sobre energía fotovoltaica" (PDF) . Fraunhofer ISE. 22 de septiembre de 2022. Archivado (PDF) del original el 23 de septiembre de 2022.
  5. ^ Células solares multiunión de alta eficiencia Archivado el 21 de marzo de 2012 en Wayback Machine.
  6. ^ "Células solares de múltiples uniones". stanford.edu .
  7. ^ "La célula solar con contacto en ambos lados establece un nuevo récord mundial de eficiencia del 26 por ciento". techxplore.com . Consultado el 10 de mayo de 2021 .
  8. ^ Richter, Armin; Müller, Ralph; Benick, Jan; Feldmann, Frank; Steinhauser, Bernd; Reichel, Christian; Fell, Andreas; Bivour, Martin; Hermle, Martin; Glunz, Stefan W. (abril de 2021). "Reglas de diseño para células solares de silicio de alta eficiencia con contacto en ambos lados y pérdidas por recombinación y transporte de portadores de carga equilibrados". Nature Energy . 6 (4): 429–438. Bibcode :2021NatEn...6..429R. doi :10.1038/s41560-021-00805-w. ISSN  2058-7546. S2CID  234847037 . Consultado el 10 de mayo de 2021 .
  9. ^ "Proceso de producción de silicio". www.simcoa.com.au . Operaciones de Simcoa. Archivado desde el original el 19 de junio de 2014 . Consultado el 17 de septiembre de 2014 .
  10. ^ Werner, Jürgen H. (2 de noviembre de 2011). "Sustancias tóxicas en módulos fotovoltaicos" (PDF) . postfreemarket.net . Instituto de Fotovoltaica, Universidad de Stuttgart, Alemania - 21.ª Conferencia Internacional de Ciencia e Ingeniería Fotovoltaica 2011 Fukuoka, Japón. p. 2. Archivado desde el original (PDF) el 21 de diciembre de 2014 . Consultado el 23 de septiembre de 2014 .
  11. ^ "Las células solares de contacto trasero con emisor asistido tienen hoy una eficiencia del 20%, pero los sobreprecios son muy altos". GreentechMedia . 14 de agosto de 2014.
  12. ^ "¿Qué es PERC? ¿Por qué debería importarte?". Solar Power World . 5 de julio de 2016.
  13. ^ "Hoja de ruta tecnológica internacional para la energía fotovoltaica (ITRPV)". vdma.org . Consultado el 9 de abril de 2024 .
  14. ^ "Tecnología solar fotovoltaica PERC".
  15. ^ "Copia archivada". Archivado desde el original el 11 de abril de 2009. Consultado el 5 de agosto de 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  16. ^ "Por qué Panasonic HIT - Panasonic Solar HIT - Soluciones ecológicas - Empresas - Panasonic Global". panasonic.net . Consultado el 17 de abril de 2018 .
  17. ^ Taguchi, Mikio; Terakawa, Akira; Maruyama, Eiji; Tanaka, Makoto (1 de septiembre de 2005). "Obtención de un mayor Voc en células HIT". Progreso en energía fotovoltaica: investigación y aplicaciones . 13 (6): 481–488. doi : 10.1002/pip.646 . ISSN  1099-159X.
  18. ^ Wang, TH; Iwaniczko, E.; Página, señor; Levi, DH; Yan, Y.; Yelundur, V.; Branz, HM; Rohatgi, A.; Wang, Q. (2005). "Interfaces efectivas en células solares de heterounión de silicio". Acta de la trigésima primera conferencia de especialistas fotovoltaicos del IEEE, 2005 . págs. 955–958. doi :10.1109/PVSC.2005.1488290. hdl :1853/25930. ISBN 978-0-7803-8707-2.S2CID13507811  .​
  19. ^ Wolf, Stefaan De; Kondo, Michio (22 de enero de 2007). "Abruptitud de la interfaz a-Si:H/c-Si revelada por mediciones de la vida útil del portador". Applied Physics Letters . 90 (4): 042111. Bibcode :2007ApPhL..90d2111D. doi :10.1063/1.2432297. ISSN  0003-6951.
  20. ^ Mews, Mathias; Schulze, Tim F.; Mingirulli, Nicola; Korte, Lars (25 de marzo de 2013). "Tratamientos con plasma de hidrógeno para la pasivación de heterojunciones de silicio amorfo-cristalino en superficies que promueven la epitaxia". Applied Physics Letters . 102 (12): 122106. Bibcode :2013ApPhL.102l2106M. doi :10.1063/1.4798292. ISSN  0003-6951.
  21. ^ Descoeudres, A.; Barraud, L.; Lobo, Stefan De; Strahm, B.; Lachenal, D.; Guérin, C.; Holman, ZC; Zicarelli, F.; Demaurex, B. (19 de septiembre de 2011). "Pasivación mejorada de la interfaz de silicio amorfo/cristalino mediante tratamiento con plasma de hidrógeno". Letras de Física Aplicada . 99 (12): 123506. Código bibliográfico : 2011ApPhL..99l3506D. doi : 10.1063/1.3641899. ISSN  0003-6951.
  22. ^ Tanaka, Makoto; Taguchi, Mikio; Matsuyama, Takao; Sawada, Toru; Tsuda, Shinya; Nakano, Shoichi; Hanafusa, Hiroshi; Kuwano, Yukinori (1 de noviembre de 1992). "Desarrollo de nuevas células solares de heterounión a-Si / c-Si: ACJ-HIT (heterounión-heterounión construida artificialmente con capa fina intrínseca)". Revista Japonesa de Física Aplicada . 31 (Parte 1, núm. 11): 3518–3522. Código Bib : 1992JaJAP..31.3518T. doi :10.1143/jjap.31.3518. S2CID  123520303.
  23. ^ Street, RA; Biegelsen, DK; Knights, JC (15 de julio de 1981). "Estados defectuosos en $a$-Si: H dopado y compensado". Physical Review B . 24 (2): 969–984. Código Bibliográfico :1981PhRvB..24..969S. doi :10.1103/PhysRevB.24.969.
  24. ^ Banerjee, A.; Guha, S. (15 de enero de 1991). "Estudio de reflectores traseros para aplicaciones de células solares de aleación de silicio amorfo". Journal of Applied Physics . 69 (2): 1030–1035. Bibcode :1991JAP....69.1030B. doi :10.1063/1.347418. ISSN  0021-8979.
  25. ^ De Wolf, Stefaan; Descoeudres, Antoine; Holman, Zachary C.; Ballif, Christophe (2012). "Células solares de heterojunción de silicio de alta eficiencia: una revisión" (PDF) . Green . 2 (1): 7–24. doi :10.1515/green-2011-0018. S2CID  138517035.
  26. ^ ab Chavali, RVK; Wilcox, JR; Ray, B.; Gray, JL; Alam, MA (1 de mayo de 2014). "Efectos no ideales correlacionados de las características de luz y oscuridad en celdas solares de heterojunción a-Si/c-Si". IEEE Journal of Photovoltaics . 4 (3): 763–771. doi :10.1109/JPHOTOV.2014.2307171. ISSN  2156-3381. S2CID  13449892.
  27. ^ Matsuura, Hideharu; Okuno, Tetsuhiro; Okushi, Hideyo; Tanaka, Kazunobu (15 de febrero de 1984). "Propiedades eléctricas de las heterouniones de silicio n-amorfo / p-cristalino". Revista de Física Aplicada . 55 (4): 1012-1019. Código Bib : 1984JAP....55.1012M. doi : 10.1063/1.333193. ISSN  0021-8979.
  28. ^ Taguchi, Mikio; Maruyama, Eiji; Tanaka, Makoto (1 de febrero de 2008). "Dependencia de la temperatura de las células solares de heterojunción de silicio amorfo/cristalino". Revista japonesa de física aplicada . 47 (2): 814–818. Código Bibliográfico :2008JaJAP..47..814T. doi :10.1143/jjap.47.814. S2CID  121128373.
  29. ^ Chavali, RVK; Moore, JE; Wang, Xufeng; Alam, MA; Lundstrom, MS; Gray, JL (1 de mayo de 2015). "El enfoque del potencial congelado para separar la fotocorriente y la corriente de inyección del diodo en células solares". IEEE Journal of Photovoltaics . 5 (3): 865–873. doi :10.1109/JPHOTOV.2015.2405757. ISSN  2156-3381. S2CID  33613345.
  30. ^ Lu, Meijun; Das, Ujjwal; Bowden, Stuart; Hegedus, Steven; Birkmire, Robert (1 de mayo de 2011). "Optimización de células solares de heterojunción de silicio de contacto posterior interdigitado: adaptación de estructuras de bandas de heterointerfaz manteniendo la pasivación de la superficie". Progreso en energía fotovoltaica: investigación y aplicaciones . 19 (3): 326–338. doi :10.1002/pip.1032. ISSN  1099-159X. S2CID  97567531.
  31. ^ ab Chavali, RVK; Khatavkar, S.; Kannan, CV; Kumar, V.; Nair, PR; Gray, JL; Alam, MA (1 de mayo de 2015). "Caracterización multisonda de carga de inversión para parametrización autoconsistente de celdas HIT". IEEE Journal of Photovoltaics . 5 (3): 725–735. doi :10.1109/JPHOTOV.2014.2388072. ISSN  2156-3381. S2CID  25652883.
  32. ^ Kleider, JP; Chouffot, R.; Gudovskikh, AS; Roca i Cabarrocas, P.; Labrune, M.; Ribeyron, P. -J.; Brüggemann, R. (1 de octubre de 2009). "Propiedades electrónicas y estructurales de la interfaz de silicio amorfo/cristalino". Thin Solid Films . Actas del Sexto Simposio sobre Películas Delgadas para Electrónica de Área Grande. 517 (23): 6386–6391. Bibcode :2009TSF...517.6386K. doi :10.1016/j.tsf.2009.02.092.
  33. ^ Li, Jian V.; Crandall, Richard S.; Young, David L.; Page, Matthew R.; Iwaniczko, Eugene; Wang, Qi (1 de diciembre de 2011). "Estudio de la capacidad de inversión en la interfaz amorfa-cristalina de células solares de heterojunción de silicio de tipo n". Journal of Applied Physics . 110 (11): 114502–114502–5. Bibcode :2011JAP...110k4502L. doi :10.1063/1.3663433. ISSN  0021-8979.
  34. ^ Gudovskikh, AS; Kleider, J. -P.; Damon-Lacoste, J.; Roca i Cabarrocas, P.; Veschetti, Y.; Muller, J. -C.; Ribeyron, P. -J.; Rolland, E. (26 de julio de 2006). "Propiedades de la interfaz de las células solares de heterojunción a-Si:H/c-Si a partir de la espectroscopia de admitancia". Películas sólidas delgadas . EMSR 2005 - Actas del Simposio F sobre películas delgadas y materiales nanoestructurados para energía fotovoltaicaEMRS 2005- Simposio FEMSR 2005 - Actas del Simposio F sobre películas delgadas y materiales nanoestructurados para energía fotovoltaica. 511–512: 385–389. Código Bibliográfico :2006TSF...511..385G. doi :10.1016/j.tsf.2005.12.111.
  35. ^ Schmidt, M.; Korte, L.; Laades, A.; Stangl, R.; Schubert, Ch.; Angermann, H.; Conrad, E.; Maydell, K. v. (16 de julio de 2007). "Aspectos físicos de las células solares de heterounión a-Si:H/c-Si". Películas sólidas delgadas . Actas del Simposio I sobre películas delgadas para electrónica de área grande EMRS 2007 ConferenceEMRS 2006 - Symposium I. 515 (19): 7475–7480. Bibcode :2007TSF...515.7475S. doi :10.1016/j.tsf.2006.11.087.
  36. ^ Bivour, Martin; Reichel, Christian; Hermle, Martin; Glunz, Stefan W. (1 de noviembre de 2012). "Mejora del contacto del emisor trasero a-Si:H(p) de células solares de silicio de tipo n". Materiales de energía solar y células solares . SiliconPV. 106 : 11–16. doi :10.1016/j.solmat.2012.06.036.
  37. ^ Das, Ujjwal; Hegedus, Steven; Zhang, Lulu; Appel, Jesse; Rand, Jim; Birkmire, Robert (2010). "Investigación de las propiedades de la heterointerfaz y la unión en células solares de heterojunción de silicio". 2010 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference . págs. 001358–001362. doi :10.1109/PVSC.2010.5614372. ISBN 978-1-4244-5890-5. Número de identificación del sujeto  24318974.
  38. ^ Battaglia, Corsin; Nicolás, Silvia Martín de; Lobo, Stefan De; Yin, Xingtiano; Zheng, Maxwell; Ballif, Christophe; Javey, Ali (17 de marzo de 2014). "Célula solar de heterounión de silicio con contacto MoOx selectivo de orificio pasivado". Letras de Física Aplicada . 104 (11): 113902. Código bibliográfico : 2014ApPhL.104k3902B. doi : 10.1063/1.4868880 . ISSN  0003-6951. S2CID  14976726.
  39. ^ Masuko, K.; Shigematsu, M.; Hashiguchi, T.; Fujishima, D.; Kai, M.; Yoshimura, N.; Yamaguchi, T.; Ichihashi, Y.; Mishima, T. (1 de noviembre de 2014). "Logro de más del 25 % de eficiencia de conversión con celdas solares de heterojunción de silicio cristalino". IEEE Journal of Photovoltaics . 4 (6): 1433–1435. doi :10.1109/JPHOTOV.2014.2352151. ISSN  2156-3381. S2CID  31321943.
  40. ^ Asadpour, Reza; Chavali, Raghu VK; Khan, M. Ryyan; Alam, Muhammad A. (15 de junio de 2015). "Tándem orgánico-inorgánico de perovskita-heterojunción de Si bifacial para producir una célula solar de alta eficiencia (ηT* ~ 33%)". Applied Physics Letters . 106 (24): 243902. arXiv : 1506.01039 . Código Bibliográfico :2015ApPhL.106x3902A. doi :10.1063/1.4922375. ISSN  0003-6951. S2CID  109438804.
  41. ^ ab Green, MA (2004), "Desarrollos recientes en energía fotovoltaica", Energía solar , 76 (1–3): 3–8, Bibcode :2004SoEn...76....3G, doi :10.1016/S0038-092X(03)00065-3.
  42. ^ SA Campbell (2001), La ciencia y la ingeniería de la fabricación microelectrónica (2.ª ed.), Nueva York: Oxford University Press, ISBN 978-0-19-513605-0
  43. ^ Streetman, BG y Banerjee, S. (2000), Dispositivos electrónicos de estado sólido (5.ª ed.), Nueva Jersey: Prentice Hall, ISBN 978-0-13-025538-9.
  44. ^ Shah, AV; et al. (2003), "Investigación de materiales y células solares en silicio microcristalino" (PDF) , Solar Energy Materials and Solar Cells , 78 (1–4): 469–491, doi :10.1016/S0927-0248(02)00448-8.
  45. ^ "Artículos técnicos". semiconductor.net . Archivado desde el original el 15 de julio de 2011 . Consultado el 17 de abril de 2018 .
  46. ^ Myong, Seung; Kwon, Seong; Kwak, Joong; Lim, Koeng; Pearce, Joshua; Konagai, Makoto (2006). "Buena estabilidad de las células solares multicapa de silicio protocristalino frente a la irradiación lumínica procedente de la distribución verticalmente regular de granos de silicio de tamaño nanométrico aislados". 2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conference . págs. 1584–1587. doi :10.1109/WCPEC.2006.279788. ISBN 978-1-4244-0016-4.S2CID41872657  .​
  47. ^ Myong, Seung Yeop; Lim, Koeng Su; Pears, Joshua M. (2005). "Estructuras de doble capa p de carburo de silicio amorfo que producen células solares multicapa de silicio protocristalino de tipo pin altamente estabilizadas" (PDF) . Applied Physics Letters . 87 (19): 193509. Bibcode :2005ApPhL..87s3509M. doi :10.1063/1.2126802. S2CID  67779494.
  48. ^ abc Kishore, R.; Hotz, C.; Naseem, HA y Brown, WD (2001), "Cristalización inducida por aluminio de silicio amorfo (α-Si:H) a 150 °C", Electrochemical and Solid-State Letters , 4 (2): G14–G16, doi : 10.1149/1.1342182.
  49. ^ Yuan, Zhijun; Lou, Qihong; Zhou, junio; Dong, Jingxing; Wei, Yunrong; Wang, Zhijiang; Zhao, Hongming; Wu, Guohua (2009), "Análisis numérico y experimental sobre la cristalización con láser verde de películas delgadas de silicio amorfo", Optics & Laser Technology , 41 (4): 380–383, Bibcode :2009OptLT..41..380Y, doi :10.1016 /j.optlastec.2008.09.003.
  50. ^ Lee, Hyun Seok; Choi, Sooseok; Kim, Sung Woo; Hong, Sang Hee (2009), "Cristalización de una película delgada de silicio amorfo mediante un chorro de plasma térmico", Thin Solid Films , 517 (14): 4070–4073, Bibcode :2009TSF...517.4070L, doi :10.1016/j.tsf.2009.01.138, hdl : 10371/69100.
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