Películas dieléctricas antirreflectantes-pasivantes en celdas solares de silicio cristalino para uso espacial

Abstract

La reflectividad es un parámetro que influye sobre la eficiencia de las celdas solares de Si cristalino. Para reducir la reflectividad, una de las técnicas que se utilizan habitualmente es la deposición de películas dieléctricas de índice y espesor apropiados, siendo el TiO<SUB>2</SUB> un material de características adecuadas. Consecuentemente se propusieron, optimizaron y fabricaron bicapas de TiO<SUB>2</SUB>/SiO<SUB>2</SUB> sobre Si cristalino, donde el SiO<SUB>2</SUB> posee características pasivantes. La optimización numérica fue realizada considerando el sistema MgF<SUB>2</SUB>-vidrio-TiO<SUB>2</SUB>- SiO<SUB>2</SUB>- Si, el espectro solar AM0 y una respuesta espectral típica de celdas solares de Si cristalino, teniendo como objetivo la aplicación en ambiente espacial. La fabricación de las bicapas de TiO<SUB>2</SUB>/SiO<SUB>2</SUB> se realizó mediante un proceso térmico en ambiente oxidante luego de depositar una película de Ti sobre la oblea de Si por evaporación en cámara de vacío. Se presentan resultados de la caracterización óptica de las bicapas obtenidas.

The reflectivity reduces the silicon solar cells efficiency, and dielectric coatings with appropriate refractive index and thickness are usually used to minimize this reflectivity. Hence, TiO<SUB>2</SUB>/SiO<SUB>2</SUB> multilayers on crystalline silicon were optimized and elaborated, where SiO2 acts passivating the Si surface. In the numeric optimization was considered the structure MgF<SUB>2</SUB>- glass-TiO<SUB>2</SUB>- SiO<SUB>2</SUB>- Si, the AM0 solar spectrum, and a typical crystalline silicon solar cell spectral response, keeping in mind the space application of these devices. To obtain the TiO<SUB>2</SUB>/SiO<SUB>2</SUB> double layer, titanium films were deposited in a vacuum chamber and then the sample was annealed in oxygen at high temperatures. Results of the optical characterization are presented.