Optimización de la profundidad de juntura y del dopaje del emisor en celdas solares de silicio

Resumen

Las celdas solares convencionales están constituidas básicamente por un semiconductor extrínseco tipicamente, silicio tipo p) con un emisor frontal y, eventualmente, uno posterior fuertemente dopado (usualmente, silicio n⁺ y p⁺, respectivamente). El dopaje y la profundidad de los emisores influyen en forma fundamental sobre el funcionamiento de la celda y, en especial, sobre la eficiencia de conversión de energía solar en eléctrica, dado que determinan la resistencia serie y, en consecuencia, las pérdidas óhmicas en dicho emisor. Asimismo, influyen sobre la corriente fotogenerada a través de la recombinación de portadores de carga debida a la alta concentración de impurezas.

En este trabajo se analiza la variación de la eficiencia de una celda solar en función del dopaje y la profundidad de la juntura del emisor frontal, lo que permite definir criterios para la optimización del dispositivo para diferentes características de la grilla de contacto y ante diferentes intensidades de la radiación solar incidente. Para los casos considerados, se observa que la profundidad óptima varía entre 0,1 y 1, Opm, dependiendo del dopaje del emisor y de las características a grilla de contacto. Asimismo, se concluye que los valores máximos de eficiencia se obtienen para dopajes entre 4- x 10¹⁹ y 8 x 10™ átomos/cm³.