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Estudio de la microestructura y propiedades mecánicas del Cu electrodepositado en celdas solares de heterounión de silicio

Autores: Shan, Jeff; Shan, Chung-Hsuan; Huang, Craig; Wu, Yu-Ping; Lia, Yuan-Kai; Chen, Wen-Jauh

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales estructurales

Palabras clave

Estudio
Capa de semilla de cobre
Resistencia a la adhesión
Tensión residual
Películas de cobre electrochapadas
Tecnología de heterounión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 5

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio investigó el uso de una capa de semilla de cobre puro para mejorar la resistencia de adhesión y reducir el estrés residual de las películas de cobre electrochapadas para la tecnología de heterounión en células solares cristalinas. El experimento consistió en depositar una capa de semilla de cobre y una capa de óxido de indio y estaño (ITO) sobre silicio texturizado utilizando pulverización. Esto resultó en la formación de una estructura Cu(s)/ITO/Si. Tras este paso, se electrochapó una capa de cobre de 10 um de grosor sobre la estructura Cu(s)/ITO/Si. Se emplearon diversas técnicas de caracterización para evaluar las microestructuras, el estrés residual y la resistencia de adhesión de las películas de cobre electrochapadas. Las microestructuras de las películas se examinaron utilizando un microscopio electrónico de transmisión por barrido (STEM), revelando una estructura de gemelos con un tamaño de grano de aproximadamente 1 um. Los esfuerzos residuales de las muestras depositadas y recocidas se midieron utilizando un difractómetro de rayos X (XRD), obteniendo valores de 76.4 MPa y 49.1 MPa, respectivamente. La muestra depositada mostró una tensión más alta en comparación con la muestra recocida. Para evaluar la resistencia de adhesión de las películas de cobre electrochapadas, se realizaron pruebas de despegue a un ángulo de 90 grados con una velocidad constante de 30 mm/min. La fuerza de despegue, medida en unidades de N/mm, fue similar para ambas muestras, la depositada y la recocida. Específicamente, la fuerza de despegue para el cobre electrochapado sobre la capa de semilla de cobre en el ITO se determinó en 2.6 N/mm para el valor máximo y 2.25 N/mm para el valor promedio. Este estudio demostró que el uso de una capa de semilla de cobre puro durante el electrochapado puede mejorar la resistencia de adhesión y reducir el estrés residual en películas de cobre para la tecnología de heterounión en células solares cristalinas. Estos hallazgos contribuyen al desarrollo de procesos de fabricación de células solares más confiables y eficientes.

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