Texturado Superficial

También se puede utilizar un texturado superficial, ya sea en combinación con un revestimiento antirreflectante o por sí mismo, para minimizar la reflexión. Cualquier "rugosidad" de la superficie reduce la reflexión aumentando las posibilidades de que la luz reflejada rebote hacia atrás sobre la superficie, en lugar de hacia el aire circundante.1

La texturización superficial puede realizarse de varias maneras. Un único sustrato cristalino puede ser texturado por ataque químico a lo largo de las caras de los planos del cristal. La estructura cristalina del silicio da como resultado una superficie formada por pirámides si la superficie está apropiadamente alineada con respecto a los átomos internos. Una de las pirámides se ilustra en el dibujo a continuación. En la fotografía de abajo se muestra una fotografía con microscopio electrónico de una superficie de silicio texturada. Este tipo de texturización se llama "pirámide al azar" de textura 2, y se utiliza comúnmente en la industria de obleas monocristalinas.

Una pirámide cuadrada que forma la superficie de una célula solar de silicio cristalino con texturización apropiada.

Foto de microscopio electrónico de barrido de una superficie texturada de silicio. Imagen Cortesía de la Escuela de Ingeniería de Energía Renovable y Fotovoltaica, Universidad de Nueva Gales del Sur.

Otro tipo de texturización de la superficie utilizada se conoce como texturas de "pirámide invertida" 3,4 Usando este esquema de texturización, las pirámides son grabadas en la superficie del silicio en lugar de grabadas hacia arriba desde la superficie. A continuación se muestra una fotografía de dicha superficie texturada.

Foto de microscopio electrónico de barrido de una superficie texturada de silicio. Imagen Cortesía de la Escuela de Ingeniería de Energía Renovable y Fotovoltaica, Universidad de Nueva Gales del Sur.

Para las obleas multicristalinas, sólo una pequeña fracción de la superficie tendrá la orientación requerida <100> y, en consecuencia, estas técnicas son menos eficaces en las obleas multicristalinas. Sin embargo, las obleas multicristalinas pueden ser texturizadas usando una técnica fotolitográfica5 así como esculpir mecánicamente la superficie frontal usando sierras6 oo láseres7 para cortar la superficie en una forma apropiada. A continuación se muestra una micrografía de un esquema de texturización fotolitográfica.

Foto de microscopio electrónico de barrido de una superficie de silicio multicristalina texturizada. Imagen Cortesía de la Escuela de Ingeniería de Energía Renovable y Fotovoltaica, Universidad de Nueva Gales del Sur.

El modelaje de sustratos texturizados está hecho por programas de simulación en pvlighthouse.com.au y en las referencias asociadas 8

• 1. B. Dale and Rudenberg, H. G., “High efficiency silicon solar cells”, in Proceedings of the 14th Annual Power Sources Conference, 1960, p. 22.
• 2. W. L. Bailey, Coleman, M. G., Harris, C. B., and Lesk, I. A., “United States Patent: 4137123 - Texture etching of silicon: method”. 1979.
• 3. P. Campbell and Green, M. A., “Light trapping properties of pyramidally textured surfaces”, Journal of Applied Physics, vol. 62, no. 1, p. 243, 1987.
• 4. P. Campbell and Green, M. A., “High performance light trapping textures for monocrystalline silicon solar cells”, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 65, no. 1-4, pp. 369 - 375, 2001.
• 5. J. Zhao, A., W., Dai, X., Green, M. A., and Wenham, S. R., “Improvements in Silicon Solar Cell Performance”, 22nd IEEE PV Specialists Conference. pp. 399-402, 1991.
• 6. S. R. Wenham and Green, M. A., “Buried contact solar cell”. 1988.
• 7. J. C. Zolper, Narayanan, S., Wenham, S. R., and Green, M. A., “16.7% efficient, laser textured, buried contact polycrystalline silicon solar cell”, Applied Physics Letters, vol. 55, p. 2363, 1989.
• 8. S. C. Baker-Finch, McIntosh, K. R., and Terry, M. L., “Isotextured Silicon Solar Cell Analysis and Modeling 1: Optics”, IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 2, no. 4, pp. 457 - 464, 2012.