PASOS PARA CREAR UN PANEL SOLAR DOMESTICO +

                                            ¿COMO CREAR UN PANEL SOLAR EN CASA ?

En la elaboración de las celdas para los paneles de ingeniería se utilizó una barrera de SÍO2 para evitar la difusión de P en
las zonas cercanas al canto de la oblea, lo que daría lugar a la aparición de una resistencia paralelo que deterioraría las
características del dispositivo. Las obleas ya cortadas fueron sometidas a un proceso de oxidación seca, en presencia de
TCA, durante 2 horas a una temperatura de 1200°C en el homo de difusión/oxidación. Esto da lugar al crecimiento de una
capa de SÍO2 de aproximadamente 0,3 pm de espesor. Luego se abre una ventana en el óxido mediante la técnica de fotoli
tografía seguida de un ataque con una solución de HF y NH4F, el cual remueve el óxido y posibilita la difusión del dopante
en esa zona.
Entre los métodos de generación de las junturas apropiados para lograr dispositivos de alta eficiencia, se optó por el desa
rrollado por Basore et al. (2], el cual requiere un único paso a alta temperatura y da lugar a una estructura n+pp+ con una
capa antirreflectante de SÍO2. Este método consta básicamente de las siguientes etapas: depósito de una capa de Al de
aproximadamente 1 pm de espesor por evaporación en cámara de vacío, formación simultánea de las junturas frontal, por
difusión a partir de una fuente líquida de POCI3, y posterior, por difusión del Al previamente evaporado. Este último proce
so fue realizado a 900°C y consiste en una predeposición de P en ambiente de O2, un recocido en ambiente de N2, y final
mente una oxidación en ambiente de O2, la que da lugar al crecimiento de la capa de SÍO2. La resistencia de capa obtenida
osciló entre 50 y 70 Q/C, con una buena homogeneidad.
Los contactos se obtienen depositando por evaporación en cámara de vacío multicapas de Ti-Pd-Ag. La elaboración de la
grilla de contacto frontal se realiza mediante la técnica de fotolitografía. Se ha trabajado con líneas de contacto con un
grosor de 50 pm. El proceso de evaporación da lugar a contactos de aproximadamente 0,2 pm de espesor, los cuales, luego
de ser sometidos a un recocido de 20 min. a 400°C en ambiente de N2, se engrosan electrolíticamente mediante una solu
ción de cianuro doble de plata con exceso de cianuro libre, hasta un espesor final de aproximadamente 10 pm.
ELABORACIÓN DE LOS PANELES DE INGENIERÍA
La elaboración de los paneles fue llevada a cabo utilizando una base de Al y elementos calificados para usos espaciales
(kapton, elastómero y vidrios), junto con otros elementos desarrollados específicamente (cintas de cobre laminadas y esta
ñadas). La estructura del panel consta de una base de Al sobre la que se adhiere una lámina de kapton; sobre esta última se
fijan las celdas solares ya interconectadas, las que a su vez van protegidas frontalmente con un vidrio.
La base de aluminio fue maquinada sobre una plancha de Al de espesor 5 min, según las dimensiones previamente defini
das. Previo al pegado del kapton sobre esta base, se realizó una limpieza de la misma con sucesivos enjuagues con triclo-
roetileno, acetona y alcohol isopropílico. Por su parte, el kapton se limpió utilizando una solución de tetrahidrofurano,
sodio metálico, cloruro de calcio en granos (como desecante) y naftaleno.
Como adhesivo se utilizó el elastómero Silgard 184. Luego de preparada la mezcla de la base con el catalizador, se realizó
un desgasado de la misma en cámara de vacío y se la aplicó a la superficie de Al con espátula. Posteriormente, se aplicó el
kapton y se introdujo el conjunto prensado en un homo a 100 °C durante aproximadamente 6 horas.
El interconexionado de las celdas entre sí ( para los casos de 4 celdas en serie) y con los cables que extraen la señal al
circuito extemo, se realizó utilizando cintas de cobre laminado (espesor aproximado: 350 (.un), de 2 mm de ancho, y esta
ñadas. Las cintas fueron dobladas con una geometría apropiada para disminuir los riesgos de rotura debidos al ciclado
térmico al que estará sometido el panel. Todas las conexiones se realizaron en forma redundante, utilizando en cada caso
dos cintas independientes para la misma función.
El proceso de soldado de las cintas (tabs) a las celdas puede realizarse de dos maneras, ya sea utilizando el método con
vencional de calentamiento mediante soldador, realizado manualmente, o mediante una máquina de soldadura por punto
(welding). Si bien se realizaron algunas pruebas preliminares de soldadura por punto utilizando un equipo disponible en
CITEFA, se optó por la utilización del método manual dado que no se alcanzó aún la puesta a punto de dicha técnica.
La medición de la curva corriente-tensión (I-V) de las celdas se realizó mediante una carga electrónica e iluminación con 3
lámparas halógenas de tungsteno (250W, 24V), con reflector dicroico. Este sistema de iluminación corresponde a un sol
artificial Clase C (Norma ASTM E927). La intensidad de radiación standard (equivalente a 1 kW/m2 de la radiación solar)
se fija utilizando una celda de referencia comercial. La caracterización eléctrica fue realizada antes y después del soldado
de las cintas, no observándose diferencias significativas en los resultados obtenidos.
En la Tabla 1 se dan las características eléctricas de las celdas utilizadas para los dos paneles de ingeniería. La falta de
repetibilidad observada está asociada con la utilización de celdas provenientes de experiencias preliminares tendientes a
optimizar las diferentes etapas del proceso de elaboración. En las mismas tablas se incluyen también las características de
los módulos de 4 celdas en serie. Teniendo en cuenta el equipamiento usado, los errores de los parámetros pueden estimar
se en los siguientes valores: AVca ~ ± 0,8%; ALc * ± 4%; AFF « ± 5%. Estos errores no tienen en cuenta la diferencia
espectral entre el sol artificial y la radiación solar, contribución muy difícil de estimar con el equipamiento disponible.
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Bolzi, C. G., Merino, L. M., Tamasi, M. J. L., Plá, J. C., Durán, J. C., Bruno, C. J., ... & Quintero, L. B. (1997). Elaboración y caracterización de celdas y paneles solares de silicio cristalino para su ensayo en el satélite SAC-A. Avances en Energías Renovables y Medio Ambiente, 1.