NUMERICAL STUDY OF A TRIANGULAR FIN INSERTED IN A SQUARE CAVITY WITH UPPER SLIDING SURFACE SUBJECTED TO A MIXED CONVECTION EFFECT

This article investigates numerically, using the Constructal Design method, a system that combines a square cavity with upper sliding wall and a triangular fin subjected to the mixed convection effect. The objectives are to evaluate the influence of the fin aspect ratio (H1/L1) on the average Nusselt number on the fin surface and to analyze the effect of the fraction of the area of the triangular fin relative to the square cavity (φ). The proposed problem is assumed two-dimensional, laminar, incompressible and steady flows. For the buoyancy forces it is considered the Boussinesq approximation. In order to generalize the results, the problem is solved in dimensionless form. The fluid flowing through the cavity presents the thermophysical properties defined by the Prandtl number (Pr = 0.71). The buoyancy force in the flow is defined by the Rayleigh number (RaH = 104), while the flow regime is governed by the Reynolds number (ReH = 102). The optimum fin geometry that maximizes the heat transfer between the finned cavity and the surrounding fluid is obtained through the Constructal Design method. The numerical solution of the conservation equations of mass, momentum and energy is calculated with the finite volume method, using the commercial fluid dynamics software FLUENT®. The geometry and mesh computational domain were developed in GAMBIT® package. As results, it was found that the optimal configurations of H1/L1 presented a gain in the thermal performance of up to 15% in relation to the other geometries. In addition, the heat transfer has great dependence on the variation of the fraction of area (φ)

Análise de processos de oxidação com Trans-LC para fabricação de células solares

Apesar do filme para passivação padrão da indústria de células solares atual ser SiNx, as últimas tendências do mercado fazem com que seja necessário reavaliar o SiO2 para passivação das superfícies de células solares. Para crescer estes óxidos, no entanto, são necessárias etapas de processamento em altas temperaturas, que deixam as lâminas de silício suscetíveis a contaminações metálicas. Para evitar essa contaminação, o composto orgânico Trans-LC é utilizado para limpeza do tubo de oxidação. O objetivo deste trabalho é avaliar a eficácia deste composto para limpeza dos tubos e determinar a qualidade da passivação que os óxidos produzidos desta forma proporcionam para as lâminas de Si. Observou-se que as limpezas realizadas não foram capazes de prevenir a contaminação de lâminas de Si de alto tempo de vida inicial. Porém, o Trans-LC foi suficientemente eficaz para oxidações realizadas em lâminas de baixo tempo de vida dos portadores minoritários.Even though the standard film for passivation currently utilized in the silicon solar cell industry is SiNx, the late tendencies of the market make it necessary to reevaluate the SiO2 for surface passivation of solar cells. In order to grow these oxides, however, high-temperature processing steps are necessary, which leave the wafers susceptible to metallic contamination. To avoid this contamination, the organic compound Trans-LC is used to clean the oxidation tube. The goal of this work is to evaluate the efficacy of this compound for the tube cleaning and determine the passivation quality that the oxides produced this way provide to the Si wafers. It was observed that the cleanings were not capable to prevent the contamination of high initial lifetime Si wafers. However, the Trans-LC was sufficiently effective for oxidations realized on wafers with low initial minority carrier lifetime.Tema 4: Energía solar, conversión fotovoltaica.Facultad de Arquitectura y Urbanism

Influência do tempo de difusão de boro no campo retrodifusor seletivo de alumínio e boro em células solares de silício

O campo retrodifusor seletivo em células solares possibilita aumentar a eficiência e evita o abaulamento. O objetivo deste trabalho é analisar a influência do tempo de difusão de boro na formação do campo retrodifusor seletivo de alumínio e boro em células solares processadas em lâminas de silício Czochralski tipo p, grau solar. A difusão de boro foi implementada em toda a face posterior da lâmina e por serigrafia foi depositada a pasta de alumínio, somente nas trilhas metálicas. O processo de queima das pastas metálicas foi realizado em forno de esteira. Variou-se o tempo de difusão de boro de 10 a 30 minutos para a temperatura de difusão de 950 a 970 °C. Constatou-se que o melhor tempo de difusão depende da temperatura de difusão de boro e que a maior eficiência média, de (15,6 ± 0,1) %, foi obtida para a temperatura de 970 °C e tempo de difusão de 30 minutos.The selective back surface field in solar cells enables to increase the efficiency and avoid the bowing. The objective of this study is to analyze the influence of boron diffusion time in the formation of boron/aluminum selective back surface field. The solar cells were processed in solar grade Si-Cz wafers. The boron diffusion was performed in the whole rear face of the silicon wafer and the aluminum paste was deposited by screen printing, only in the metal fingers. The firing process of the metal pastes was performed in a belt furnace. The boron diffusion time was ranged from 10 to 30 minutes for the diffusion temperature from 950 °C to 970 °C. It was found that the better diffusion time depends on the boron diffusion temperature and the highest average efficiency of solar cells, of (15.6 ± 0.1) %, was obtained with the temperature of 970 °C and the diffusion time of 30 minutes.Tema 4: Energía solar, conversión fotovoltaica.Facultad de Arquitectura y Urbanism

Análise de processos de oxidação com Trans-LC para fabricação de células solares

Apesar do filme para passivação padrão da indústria de células solares atual ser SiNx, as últimas tendências do mercado fazem com que seja necessário reavaliar o SiO2 para passivação das superfícies de células solares. Para crescer estes óxidos, no entanto, são necessárias etapas de processamento em altas temperaturas, que deixam as lâminas de silício suscetíveis a contaminações metálicas. Para evitar essa contaminação, o composto orgânico Trans-LC é utilizado para limpeza do tubo de oxidação. O objetivo deste trabalho é avaliar a eficácia deste composto para limpeza dos tubos e determinar a qualidade da passivação que os óxidos produzidos desta forma proporcionam para as lâminas de Si. Observou-se que as limpezas realizadas não foram capazes de prevenir a contaminação de lâminas de Si de alto tempo de vida inicial. Porém, o Trans-LC foi suficientemente eficaz para oxidações realizadas em lâminas de baixo tempo de vida dos portadores minoritários.Even though the standard film for passivation currently utilized in the silicon solar cell industry is SiNx, the late tendencies of the market make it necessary to reevaluate the SiO2 for surface passivation of solar cells. In order to grow these oxides, however, high-temperature processing steps are necessary, which leave the wafers susceptible to metallic contamination. To avoid this contamination, the organic compound Trans-LC is used to clean the oxidation tube. The goal of this work is to evaluate the efficacy of this compound for the tube cleaning and determine the passivation quality that the oxides produced this way provide to the Si wafers. It was observed that the cleanings were not capable to prevent the contamination of high initial lifetime Si wafers. However, the Trans-LC was sufficiently effective for oxidations realized on wafers with low initial minority carrier lifetime.Tema 4: Energía solar, conversión fotovoltaica.Facultad de Arquitectura y Urbanism

Influência do tempo de difusão de boro no campo retrodifusor seletivo de alumínio e boro em células solares de silício

O campo retrodifusor seletivo em células solares possibilita aumentar a eficiência e evita o abaulamento. O objetivo deste trabalho é analisar a influência do tempo de difusão de boro na formação do campo retrodifusor seletivo de alumínio e boro em células solares processadas em lâminas de silício Czochralski tipo p, grau solar. A difusão de boro foi implementada em toda a face posterior da lâmina e por serigrafia foi depositada a pasta de alumínio, somente nas trilhas metálicas. O processo de queima das pastas metálicas foi realizado em forno de esteira. Variou-se o tempo de difusão de boro de 10 a 30 minutos para a temperatura de difusão de 950 a 970 °C. Constatou-se que o melhor tempo de difusão depende da temperatura de difusão de boro e que a maior eficiência média, de (15,6 ± 0,1) %, foi obtida para a temperatura de 970 °C e tempo de difusão de 30 minutos.The selective back surface field in solar cells enables to increase the efficiency and avoid the bowing. The objective of this study is to analyze the influence of boron diffusion time in the formation of boron/aluminum selective back surface field. The solar cells were processed in solar grade Si-Cz wafers. The boron diffusion was performed in the whole rear face of the silicon wafer and the aluminum paste was deposited by screen printing, only in the metal fingers. The firing process of the metal pastes was performed in a belt furnace. The boron diffusion time was ranged from 10 to 30 minutes for the diffusion temperature from 950 °C to 970 °C. It was found that the better diffusion time depends on the boron diffusion temperature and the highest average efficiency of solar cells, of (15.6 ± 0.1) %, was obtained with the temperature of 970 °C and the diffusion time of 30 minutes.Tema 4: Energía solar, conversión fotovoltaica.Facultad de Arquitectura y Urbanism

Influência do tempo de difusão de boro no campo retrodifusor seletivo de alumínio e boro em células solares de silício

O campo retrodifusor seletivo em células solares possibilita aumentar a eficiência e evita o abaulamento. O objetivo deste trabalho é analisar a influência do tempo de difusão de boro na formação do campo retrodifusor seletivo de alumínio e boro em células solares processadas em lâminas de silício Czochralski tipo p, grau solar. A difusão de boro foi implementada em toda a face posterior da lâmina e por serigrafia foi depositada a pasta de alumínio, somente nas trilhas metálicas. O processo de queima das pastas metálicas foi realizado em forno de esteira. Variou-se o tempo de difusão de boro de 10 a 30 minutos para a temperatura de difusão de 950 a 970 °C. Constatou-se que o melhor tempo de difusão depende da temperatura de difusão de boro e que a maior eficiência média, de (15,6 ± 0,1) %, foi obtida para a temperatura de 970 °C e tempo de difusão de 30 minutos.The selective back surface field in solar cells enables to increase the efficiency and avoid the bowing. The objective of this study is to analyze the influence of boron diffusion time in the formation of boron/aluminum selective back surface field. The solar cells were processed in solar grade Si-Cz wafers. The boron diffusion was performed in the whole rear face of the silicon wafer and the aluminum paste was deposited by screen printing, only in the metal fingers. The firing process of the metal pastes was performed in a belt furnace. The boron diffusion time was ranged from 10 to 30 minutes for the diffusion temperature from 950 °C to 970 °C. It was found that the better diffusion time depends on the boron diffusion temperature and the highest average efficiency of solar cells, of (15.6 ± 0.1) %, was obtained with the temperature of 970 °C and the diffusion time of 30 minutes.Tema 4: Energía solar, conversión fotovoltaica.Facultad de Arquitectura y Urbanism

Análise de processos de oxidação com Trans-LC para fabricação de células solares

Apesar do filme para passivação padrão da indústria de células solares atual ser SiNx, as últimas tendências do mercado fazem com que seja necessário reavaliar o SiO2 para passivação das superfícies de células solares. Para crescer estes óxidos, no entanto, são necessárias etapas de processamento em altas temperaturas, que deixam as lâminas de silício suscetíveis a contaminações metálicas. Para evitar essa contaminação, o composto orgânico Trans-LC é utilizado para limpeza do tubo de oxidação. O objetivo deste trabalho é avaliar a eficácia deste composto para limpeza dos tubos e determinar a qualidade da passivação que os óxidos produzidos desta forma proporcionam para as lâminas de Si. Observou-se que as limpezas realizadas não foram capazes de prevenir a contaminação de lâminas de Si de alto tempo de vida inicial. Porém, o Trans-LC foi suficientemente eficaz para oxidações realizadas em lâminas de baixo tempo de vida dos portadores minoritários.Even though the standard film for passivation currently utilized in the silicon solar cell industry is SiNx, the late tendencies of the market make it necessary to reevaluate the SiO2 for surface passivation of solar cells. In order to grow these oxides, however, high-temperature processing steps are necessary, which leave the wafers susceptible to metallic contamination. To avoid this contamination, the organic compound Trans-LC is used to clean the oxidation tube. The goal of this work is to evaluate the efficacy of this compound for the tube cleaning and determine the passivation quality that the oxides produced this way provide to the Si wafers. It was observed that the cleanings were not capable to prevent the contamination of high initial lifetime Si wafers. However, the Trans-LC was sufficiently effective for oxidations realized on wafers with low initial minority carrier lifetime.Tema 4: Energía solar, conversión fotovoltaica.Facultad de Arquitectura y Urbanism