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.

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.