Simulaciones numéricas de celdas de silicio cristalino para uso espacial

Abstract

Se efectuaron simulaciones numéricas de celdas de silicio para uso espacial con estructura n⁺pp⁺ y n⁺p, espesores entre 100 μm y 300 μm, con y sin pasivación de la cara posterior (c.p.), resistividades de la base entre 1 Ωcm y 10 Ωcm, y en condiciones BOL (<i>beginning of life</i>) y EOL (<i>end of life</i>). Se analizó la influencia de la estructura de la celda, el espesor de la misma y el daño por radiación sobre la respuesta eléctrica de los dispositivos. Se encontró, entre otros resultados, que la pasivación es más efectiva que el BSF (<i>back surface field</i>) para combatir la recombinación superficial; además, una vez pasivada la c.p., el BSF introduce sólo una pequeña mejora. Asimismo, se observó el aumento de la resistencia al daño por radiación con la resistividad de la base ρ_b, en paralelo a una cierta disminución de la eficiencia con ρ_b.

Numerical simulations of Si solar cells for space applications were performed. The following cases were considered: structure n⁺pp⁺ and n⁺p, thickness between 100 μm and 300 μm, passivated and non-passivated rear surface, base resistivities from 1 Ωcm to 10 Ωcm, and BOL (beginning of life) and EOL (end of life) conditions. The influence of these cell characteristics on the electrical response was analyzed. It was found that, among other results, the passivation of the rear surface is more efficient than the BSF (back surface field) in order to diminish rear surface recombination. Furthermore, once the rear surface is passivated, BSF introduces just a little enhancement. Another result is the improvement of the resistance to radiation damage for higher base resistivity ρ_b, although BOL efficiency in these cases is a bit lower.