Melhoria da Qualidade Elétrica e Eletrônica de Células Solares de Silício Multicristalino via Tratamento com Plasma de Hidrogênio

Neste trabalho, o impacto do tratamento com plasma de hidrogênio na qualidade elétrica e eletrônica do silício multicristalino (mc-Si) foi sistematicamente investigado usando deposição por vapor químico assistida por plasma (PE-CVD). Radicais de hidrogênio gerados no plasma passivam efetivamente as ligações pendentes, reduzindo defeitos eletricamente ativos e melhorando a qualidade do material. Condições otimizadas de PE-CVD foram aplicadas para promover incorporação eficiente de hidrogênio e modificação superficial. A caracterização óptica, incluindo medições de reflectância e espectroscopia FT-IR, confirma a formação de ligações Si–H e uma redução significativa na reflectância da superfície de até 66% em 600 nm. Análises elétricas e optoeletrônicas revelam melhorias pronunciadas no tempo de vida dos portadores e no comprimento de difusão, aumentados em 200% e 79%, respectivamente. Além disso, medições de corrente-tensão (I–V) em escuro mostram uma redução de 32% na resistência série e um aumento de 51% na resistência shunt, indicando transporte de carga aprimorado e corrente de fuga suprimida. Essas melhorias elétricas macroscópicas são suportadas por medições de corrente induzida por feixe de luz (LBIC), que demonstram um aumento de 14% na corrente na fronteira de grãos, confirmando passivação efetiva por hidrogênio e recombinação reduzida. No geral, o tratamento com plasma de hidrogênio por PE-CVD mostrou melhorar significativamente a qualidade eletrônica e o desempenho fotovoltaico de células solares de mc-Si.