Title

ESTUDO DA TENSÃO RESIDUAL DE LÂMINAS DE SILÍCIO PRODUZIDAS POR ASPERSÃO TÉRMICA A PLASMA ATMOSFÉRICO

STUDY OF RESIDUAL STRESS IN ATMOSPHERIC THERMAL SPRAY LAYERS

Authorship

Lopes, Isabela Maria Ferreira; Faria, André Luis Pimenta de; Ribeiro, Ricardo Luiz; Custódio, Gislene; Branco, José Roberto Tavares

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Faria, André Luis Pimenta de

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Ribeiro, Ricardo Luiz

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Custódio, Gislene

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Branco, José Roberto Tavares

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DOI

10.5151/2594-5327-21489

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Abstract

No setor fotovoltaico, a busca por novas tecnologias que levam em conta a produção de materiais de baixo custo e com nível apropriado de impurezas, vem apresentando crescimento a cada ano. Nesse contexto, a produção de substratos de silício por Aspersão Térmica a Plasma Atmosférico (ATPA) tem se tornado uma alternativa atraente. Esse trabalho teve como objetivo a caracterização, por Espectroscopia Raman, da tensão residual presente em lâminas de silício produzidas por ATPA, gerada durante o processo de produção. Foi utilizada uma célula de aquecimento acoplada ao equipamento para verificar a influência do tratamento térmico na tensão nas lâminas, o que permitiu inferir sobre as possíveis fontes de tensão. Os resultados mostraram que a Espectroscopia Raman pode ser uma alternativa versátil para o monitoramento da tensão em lâminas de silício produzidas por ATPA, e ainda que existe uma diminuição significativa dessa tensão após o tratamento térmico em elevadas temperaturas, o que se deve, provavelmente, a processos difusionais, rearranjos microestruturais de contornos de lamelas e diminuição da influência de defeitos como poros e trincas na geração de tensão.

In photovoltaic industry, the search for new technologies to produce materials with low cost and appropriate impurities levels has shown growth every year. In this context, the production of silicon layers by Atmospheric Plasma Spray (APS) has become an attractive alternative. The objective of this work is the characterization, by Raman Spectroscopy, of the residual stress in APS silicon layers, that was generated during the deposition process. A heating cell was used coupled to the equipment to verify the influence of heat treatment on residual stress relaxation. That way the understanding about the possible stress sources was possible. The results showed that Raman Spectroscopy can be a versatile alternative for monitoring of residual stress in silicon layers and that residual stress reduces significantly in high temperatures of heat treatment. This is probably due to diffusional processes, microstructural rearrangements of lamellar contour and decrease of the influence of defects, such as pores and cracks in stress generation.

Keywords

Tensão residual; Lâminas de silício; Aspersão térmica a plasma atmosférico; Espectroscopia Raman.

Residual stress; Silicon layers; Atmospheric thermal plasma spray; Raman spectroscopy.