Análise microestrutural de silício policristalino utilizado em células fotovoltaicas

Abstract

A energia fotovoltaica têm ganhado importância ao longo dos últimos 30 anos refletindo em grandes investimentos além de crescimento massivo na implementação e apoios governamentais. Por outro lado, há a pressão exercida na indústria fotovoltaica por materiais de melhor eficiência elétrica com menor custo de fabricação. Uma dessas vertentes é o silício policristalino, responsável por mais de 50% de todas as células solares fabricadas desde o início da década, devido ao seu menor custo de manufatura. Porém, a eficiência elétrica em relação ao seu predecessor, o silício monocristalino, é afetada devido à presença de defeitos cristalinos, o que pode ser amenizado com a utilização de tratamentos térmicos, similar ao que se aplica para redução de defeitos em materiais metálicos para alteração microestrutural e das propriedades físicas. Em paralelo, o boom da indústria fotovoltaica do início do século têm gerado resíduos de placas solares, no qual é abordado no presente trabalho uma forma de reprocessá-la para extrair o material de mais alto custo de processamento: os wafers de silício, para futuro aproveitamento e também com intuito de realizar melhora das propriedades elétricas do mesmo através de tratamentos térmicos. As células solares utilizadas no presente trabalho foram submetidas à tratamentos específicos para obtenção do substrato de silício. Este fora tratado termicamente em períodos e temperaturas pré-determinados, tendo seu comportamento microestrutural analisado por algoritmo apropriado. Pode-se deduzir que os menores períodos no forno resultaram em redução dos defeitos cristalinos, que são diretamente relacionados aos parâmetros elétricos do material.Outros fatores, como gradiente de concentração de defeitos também foram relevantes aos resultados. Palavras-chaves: Tratamento térmico de wafers; silício policristalino; reprocessamento de células; mapeamento de defeitos