Análise comparativa das propriedades de óxidos transparentes condutores para aplicação em células solares de filmes finos de CdTe

Leila Cruz, Nikolas Branco Padilha, Rodrigo Amaral de Medeiro, Breno Felipe Matos Lopes, Renan de Melo Correia Lima, Carlos Luiz Ferreira, Roberto Ribeiro de Avillez

Resumo


Este trabalho compara as propriedades de diversos óxidos transparentes condutores para serem utilizados
como contatos frontais de células solares de filmes finos de CdTe. Os filmes foram depositados à temperatura
ambiente, por pulverização catódica com rádio frequência, sem tratamento térmico posterior, com o objetivo
de reduzir o número de etapas do processo de fabricação. A relação resistência/transmitância foi avaliada
através de uma figura de mérito, de forma a propor os materiais candidatos a atuar como eletrodo frontal da
célula solar. Os óxidos investigados foram divididos em dois grupos: os de baixa resistividade e os de alta
resistividade. Eletrodos fabricados com os diversos óxidos foram submetidos a testes de estabilidade térmica
nas temperaturas de processamento da célula solar. Os resultados mostraram que os filmes de ZnO e Zn2SnO4
são óxidos de alta resistividade (> 0,5 ï—.cm), enquanto que os de SnO2, In2O3, In2O3:Sn, Cd2SnO4 e ZnO:Al
são de baixa resistividade (< 5,0 x 10-3 ï—.cm) e alta transmitância (> 85%). Os filmes de In2O3:Sn e ZnO:Al
apresentaram-se como as melhores opções para fabricação dos eletrodos, pois possuem resistividades na faixa
de 10-3--10-4 ï—.cm e transmitâncias entre 85-92%. No entanto, levando-se em consideração questões de
custo e escassez associadas ao índio, filmes de ZnO:Al são os mais adequados para esta aplicação, pois além
de possuírem valores de condutividade e transmitância elevados, apresentaram elevada estabilidade térmica
nas temperaturas de processamento da célula.


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