Propiedades ópticas de películas antirreflectantes de TiO2 y SiO2 para aplicaciones en celdas solares de silicio

M.P. BARRERA; M.C. FUERTES; J. PLÁ

Villa Carlos Paz

Congreso; 97ª Reunión Anual de la Asociación de Física Argentina; 2012

Una forma de incrementar la eficiencia de las celdas solares de silicio es disminuyendo la reflectividad de la cara frontal de la celda solar, maximizando de este modo la fracción de energía absorbida; a tal fin, se utilizan lo que se denominan técnicas antirreflectantes (AR). En el caso de celdas solares basadas en silicio cristalino se han desarrollado distintas técnicas AR, las cuales consisten en el depósito de multicapas dieléctricas, la textura superficial, o la combinación de ambas. Dos materiales dieléctricos con las características adecuadas para funcionar como AR en celdas solares de silicio son el SiO2 y el TiO2, donde el índice de refracción y el espesor de las películas juegan un papel fundamental en la optimización de las propiedades ópticas del dispositivo.En este trabajo, se sintetizaron películas de SiO2, TiO2 y bicapas TiO2-SiO2 elaboradas sobre silicio cristalino. Se utilizaron dos métodos de elaboración: sol-gel y la oxidación térmica a alta temperatura. Las capas sintetizadas mediante sol-gel son porosas y la cantidad de porosidad depende de la composición de la solución con la cual fue preparada y de parámetros referidos al proceso de elaboración. Dicha técnica permite el control no sólo del espesor, sino también del índice de refracción de la capa depositada. Por otra parte, la fabricación de muestras con bicapa de TiO2-SiO2 se realizó mediante un proceso térmico en ambiente oxidante luego de depositar una película de Ti sobre la oblea de silicio por evaporación en cámara de vacío.Las propiedades ópticas y espesores de las muestras sintetizadas fueron estudiadas mediante reflectometría óptica espectral y elipsometría. En el caso de las muestras depositadas mediante sol-gel se determinó la porosidad, mediante porosimetría elipsométrica ambiental y reflectometría de rayos X. Se compararon los índices de refracción, n (l) y k (l) para los óxidos sintetizados por ambas técnicas y se evaluaron las propiedades antirreflectantes de las bicapas TiO2-SiO2 sobre sustratos de Si.