Depósito y caracterización de películas delgadas de ZnO: Al, para su aplicación como contacto transparente en celdas solares

A. CARRERO; M. BARRERA

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Existe interés en reemplazar los contactos metálicos tradicionales por transparentes con la finalidad de mejorar el funcionamiento de celdas solares de estado sólido como, por ejemplo, las basadas en silicio y semiconductores III-V [1, 2]. Los electrodos metálicos tradicionales se basan en materiales opacos que reducen la cantidad de energía absorbida y como consecuencia disminuyen la eficiencia de la celda. Por otro lado, los óxidos conductores transparentes (TCO) cubren toda el área frontal del dispositivo y permiten una mayor absorción de la radiación solar. Algunos óxidos conductores como el ITO, ZnO: Al y el FTO se han utilizado para mejorar la eficiencia de las celdas solares [3, 4]. El ZnO: Al; presenta la ventaja de ser estable térmicamente, altamente transparente, no es tóxico y es de muy bajo costo. [5] En este trabajo se presenta la síntesis por el método sol gel de películas de ZnO dopadas con 2% de Aluminio. se utilizaron como precursores acetato de zinc (Zn (CH3COO)22H2O), nitrato de Aluminio (Al (NO3)29H2O) y como solvente etanol (C2H5OH). Las cantidades de precursores a utilizar se disolvieron por separado en etanol, para garantizar la disolución del soluto. Seguidamente la solución se agitó y calentó a 80 ° C hasta observar la formación del gel. El gel se dejó envejecer por 72 hs. Se procedió a recubrir los sustratos utilizando spin coating, finalmente las películas obtenidas se dejaron en una estufa a 500° C por 1 h. En el trabajo se muestran los resultados preliminares sobre la estructura cristalina, transmitancia, resistividad de las muestras. Se continuará trabajando con distintos dopajes con el objetivo de obtener la optimización óptica y eléctrica delos contactos. En el futuro se estudiará su efecto en el funcionamiento de celdas basadas en silicio y semiconductores III-V.REFERENCIAS1. Y. Chun- Tseng, L. Choon-Kok, L. Ching-Ting, “Performance enhancement of III–V compound multijunction solar cell incorporating transparent electrode and surface treatment”, Progress in Photovoltaics Research and. Applications 19, 436 (2011).2. I. Rey-Stolle, Y. Lee, I. García, L. Cifuentes, K. Man- Yu, C. Algora, W. Walukiewicz., "On the Use of Transparent Conductive Oxides in High Concentrator III-V Multijunction Solar Cells". 2017 IEEE 44th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC) (2017) 12043. Y. Chen. ‘’Review of ZnO Transparent Conducting Oxides for solar applications’’ IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 423 (2018) 0121704. Qiang Peng, Ke Pei, Bing Han, Ruopeng Li, Guofu Zhou, Jun-Ming Liu, Krzysztof Kempa, Jinwei Gao, “Inexpensive transparent nanoelectrode for crystalline silicon solar cells”, Nanoscale Research Letters 11 (2016) 312.5. Y. Wang, X. Mingze, L. Jinhua, M. Jiangang, W. Xiaohua, W. Zhipeng, C. Xueying, F. Xuan, J. Fangjun. Surface & Coatings Technology 330 (2017) 255