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rapporti - Deliverable

Sviluppo dei processi post-crescita per la realizzazione di una cella solare miniaturizzata ad alta efficienza

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Sviluppo dei processi post-crescita per la realizzazione di una cella solare miniaturizzata ad alta efficienza

Il documento descrive l’ottimizzazione di alcuni processi di post-growth per la realizzazione della cella fotovoltaica a multi-giunzione miniaturizzata con area attiva di 4 mm2, in grado di lavorare con fattore di concentrazione di 1000 soli.

Lo scopo del lavoro effettuato è stato quello di sviluppare i processi post crescita per realizzare celle fotovoltaiche a multi giunzione (MJ) miniaturizzate in grado di lavorare con fattore di concentrazione di 1000 soli. L’incremento nel valore del fattore di concentrazione dovrebbe consentire un incremento di un punto assoluto nel valore di efficienza di conversione del dispositivo fotovoltaico (passando dal 36.5% ottenuto nel PAR2014 al 37.5%). La cella è stata progettata con lo scopo di minimizzare gli effetti di resistenza serie indotti dalla maggiore densità di corrente. In particolare, la sua dimensione è stata ridotta da 5.4 mm x 5.4 mm a 2.4 mm x 2.4 mm. Sono stati realizzati dei prototipi di cella miniaturizzata tramite foto litografia UV e sono state implementate, tramite litografia a fascio elettronico SEM, le prime maschere per metallizzazione del contatto frontale e separazione tra le celle. In seguito alla ridotta dimensione del dispositivo, per diminuire le correnti di shunt dovute alla separazione dei dispositivi con lame diamantate, è stata sviluppata la tecnica MESA che permette la separazione delle celle tramite attacco chimico.

Inoltre per migliorare le performance della cella è stato sviluppato un processo di pulizia pre-metallizzazione costituito da un attacco chimico con Ammonia seguito da una pulizia con ioni di Argon. Grazie al processo di pulizia è stato possibile diminuire la resistività specifica di contatto da 1.38E-03 ohm cm2 (valore ottenuto senza pulizia) a 3.54E-04 ohm cm2. Infine, per eseguire la misura delle caratteristiche elettriche (curva tensione-corrente) del dispositivo miniaturizzato è proseguito lo sviluppo del processo di saldatura delle celle ad una basetta appositamente progettata e realizzata per lo scopo.

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