Title:
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Mejora de un instrumento de medida del tiempo de vida de los portadores en el silicio cristalino
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Author:
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Portocarrero Ancasi, Vanessa
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Other authors:
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Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Electrònica; Martín García, Isidro |
Abstract:
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En los últimos tiempos el campo de las células fotovoltaicas ha ido en
crecimiento mundialmente, lo cual conlleva a pensar que los nuevos estudios
tienden a una reducción en los costes finales de su producción.
Desde que se fabricó la primera célula solar fotovoltaica de silicio, durante los
años 40, las mejoras de eficiencia no han seguido un ritmo constante y lineal.
Estas sucesivas mejoras se han distanciado en el tiempo por períodos más o
menos largos de relativo estancamiento. Los sucesivos estudios han
conseguido obtener una eficiencia máxima del 24,7% en las células de silicio
cristalino (c-Si) [1]. Para obtener estos resultados se ha tenido que evolucionar
en la tecnología del silicio cristalino, puesto que es el elemento que se utiliza
comúnmente para su fabricación. Diversos autores y estudios señalan que la
mayor parte de las células solares industriales de los próximos años se
seguirán fabricando sobre sustratos de silicio cristalino Czochralski (CZ) y
multicristalino (MC), ambos de baja calidad y por tanto más baratos, y éstos
serán más grandes y más delgados.
Por otro lado, durante el proceso de fabricación se prestará especial atención a
las pasivaciones superficiales y el tiempo de vida de recombinación en el
volumen. Una parte importante de su desarrollo se debe a la mejora en un
conocimiento más exacto de la tasa de recombinación de los portadores
fotogenerados en la célula solar. El objetivo es que los pares electrón-hueco
fotogenerados recombinen entre ellos lo menos posible dentro del silicio para
poder ser recogidos en los contactos y generar una fotocorriente y por tanto
energía. De esta manera se consigue aumentar la eficiencia de las células
solares.
Así mismo se puede decir que la tecnología de silicio cristalino es la única que
ha medio plazo presenta expectativas razonables de mejora de la eficiencia de
células industriales con moderadas reducciones de costes, especialmente si se
tienen en cuenta los altos ritmos de crecimiento del mercado fotovoltaico
mundial.
El presente trabajo centra la atención en la mejora de un instrumento de
medida del tiempo de vida de recombinación de los portadores fotogenerados.
En los siguientes apartados se explican los principales métodos y medidas que
se utilizan normalmente para el estudio del tiempo de vida efectivo de
recombinación. |
Abstract:
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En las últimas décadas, el silicio ha revolucionado nuestra vida cotidiana. El
origen de esta revolución se debe en parte al abaratamiento de las técnicas
de obtención de silicio cristalino de alta calidad. Dicha calidad se mide a partir
del tiempo de vida de los portadores, por lo que este proyecto consistirá en el
desarrollo y mejora de un instrumento de medida del tiempo de vida de
portadores minoritarios en silicio cristalino.
Como objetivo principal se pretende hacer una mejora del instrumento Sinton
WCT100, que es el utilizado actualmente. Para ello primero se ha hecho un
estudio del funcionamiento de este instrumento para conocer las
características principales y sus límites a la hora de hacer las medidas del
tiempo de vida. Una vez obtenidos los datos del estudio se hizo la proposición
de cambiar la fuente de luz, originalmente un flash fotográfico comercial, con
lo que se conseguiría aumentar el rango de medida disponible a muy bajas
intensidades de luz.
La elección de la nueva fuente de luz fue la de un array de LED’s y su
respectivo driver de alimentación. Este array permite un mejor control de la luz
incidente consiguiéndose una mayor exactitud en las medidas realizadas con
poca luz. Se definió un procedimiento de calibración de las medidas con el
array de LED’s comparando estos resultados con los obtenidos mediante el
flash fotográfico original.
Finalmente, aprovechando la posibilidad de modular la luz incidente con un
tren de pulsos periódico, se diseñó un tratamiento estadístico de los datos
obtenidos. De esta manera se mejora la relación señal-ruido en medidas con
muy baja intensidad de luz aumentando el rango de medida disponible
respecto al instrumento original. |
Subject(s):
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-Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònica::Instrumentació i mesura -Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònica::Optoelectrònica::Dispositius fotoelèctrics -Photoelectricity -Solar cells -Instrumentación -Células solares -Tiempo de vida -Electrònica -- Aparells i instruments -Cèl·lules solars |
Rights:
|
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.5 Spain
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/es/ |
Document type:
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Bachelor Thesis |
Published by:
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Universitat Politècnica de Catalunya
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Share:
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