[ca] El focus de la tesi es la creació de mètodes eficients i rendibles per millorar l'eficiència de les cèl·lules solars de silici prim. Centrant-se en dos objectius principals, la tesi desenvolupa tècniques noves per millorar la producció de cristalls col·loïdals i la possibilitat d'aplicar-los per millorar l'eficiència capturant llum, així com la creació d'estructures úniques per a cèl·lules solars dopades amb làser. Ambdós avanços es centren a millorar la producció de cèl·lules solars utilitzant processos de baixa temperatura i làmines primes, evitant així les dependències dels processos d'alta temperatura, mentre reforcen les capacitats de captura de llum. Aquest enfocament està motivat per la tendència de reiniciar la reducció del gruix de la oblea de silici, per tant, aquest treball es impulsat per la necessitat de superar les restriccions tècniques i físiques actuals. La part inicial de la tesi es centra en la implementació d'un sistema d'electrospray per a la creació de cristalls col·loïdals. Aquests cristalls estan destinats a ser aplicats com a estructures de captura de llum en cèl·lules solars. Posteriorment, aquestes estructures es proven dins d'un procés de làser per tal de verificar la viabilitat de ser adaptades a la tècnica de dispar làser utilitzada en la fabricació de cèl·lules solars. Els principals assoliments dins de la tècnica de dipòsit per electrospray són el desenvolupament de cristalls col·loïdals de poliestirè i SiO2 amb àrees en el rang de 1-2 cm2 i fins a 17 capes de partícules ordenades mantenint una bona qualitat òptica. Aquestes capes es creen a temperatura ambient i amb un procés que podria fer-se en cadena i paral·lelitzat per augmentar l'àrea. La tècnica també s'ha adaptat per ser utilitzada en superfícies no uniformes com piràmides de C-Si o silici negre. Al mateix temps, aquestes estructures s'han utilitzat per crear cristalls col·loïdals inversos d'Al2O3 i Al2O3/TiO2 eliminant les nanopartícules de poliestirè. L'estructura final d'Al2O3/TiO2 obté valors de reflectivitat alts de fins a 98,2%. Finalment, aquests òpals inversos es creen sobre oblies de C-Si passivades amb Al2O3. Aquestes estructures són capaces de suportar un procés de dispar làser mantenint la passivació, demostrant la possibilitat de ser utilitzades en el processos de fabricació de cèl·lules solars. La segona part de la tesi es centra en la creació d'un procés per aconseguir cèl·lules solars de baixa temperatura mitjançant regions altament dopades que estan definides puntualment a través de pel·lícules dielèctriques processades amb làser. Aquesta tècnica anomenada "DopLaCell" significa cèl·lula solar dopada per làser. En les etapes inicials del procés i com a prova de concepte, es van crear cèl·lules solars de 1x1 cm2 en substrats tant p com n, amb eficiències del 11,6% i 12,8%, respectivament. En un segon pas, es van crear cèl·lules solars de Si tipus n de 1x1 cm2 utilitzant els emissors p+ "freds" com els utilitzats en l'estructura "DopLaCell". Aquest segon lot de cèl·lules solars utilitza una Heterojunció amb Capa Fina Intrínseca (HIT) a la cara frontal. Aquest enfocament evita l'ús d'òxid conductor transparent (TCO) al costat posterior de la cèl·lula, millorant així la reflectivitat especialment per als fotons infrarojos i aconseguint eficiències de fins al 18,1%. Finalment, el procés es va millorant cap a una "DopLaCell" texturitzada pura. En aquest últim pas, es van fabricar cèl·lules solars totalment "fredes" de 2x2 cm2 amb una eficiència de fins al 17,0%. Aquest treball representa un gran avanç cap a un futur de fabricació de cèl·lules solars de silici prim, abordant les limitacions tecnològiques actuals i permetent la possibilitat de superar els problemes principals. Aquesta investigació estableix les bases per la creació de cèl·lules solars primes, assequibles i eficients, millorant el camí cap a un futur energètic més viable i respectuós amb el medi ambient.

[en] This thesis works towards efficient and cost-effective methods to improve the performance of thin silicon solar cells. Focusing on two principal objectives, the Thesis develops novel techniques to enhance the production of colloidal crystals and the possibility to apply these crystals to improve the light trapping efficiency, as well as creating a unique structure for lased doped solar cells. Both advancements focus on improving the production solar cells using low-temperature processes and thin wafers, thus circumventing the dependences of high temperature procedures, while bolstering light trapping capabilities. This approach is motivated by the restarting trend to reduce silicon wafer thickness, therefore this work is pushed by the need to overcome the actual technical and physical constrains. The initial part of the Thesis focuses on the implementation of an electrospray system for the creation of colloidal crystals. These colloidal crystals are intended for application as photonic light trapping structures in solar cells. Afterwards, these structures are tested within a laser firing process to double check the viability to be used within the laser firing technique commonly used in solar cell fabrication.The main achievements within the electrospray deposition technique are the development of polystyrene and SiO2 colloidal crystals with areas in the range of 1-2cm2 and up to 17 layers of ordered particles while keep good optical quality. These layers are created at room temperature and with a process that could be adapted to batch processing and parallelized to increase the area. The technique has also been adapted to be used in non-even surfaces like C-Si pyramids or black silicon. At the same time, these structures had been used to create inverse colloidal crystals from Al2O3 and Al2O3 /TiO2 shells while getting rid of polystyrene nanoparticles. The final Al2O3 /TiO2 structure obtains high reflectivity values up to 98.2%. Finally, these inverse opals are created on top of Al2O3 passivated C-Si wafers. These structures are able to withstand a laser firing process while keeping the passivation, demonstrating the capability to be used with in the solar cells fabrication process.The second part of the thesis focuses in the creation of a process to achieve low temperature solar cells by means of highly-doped regions that are punctually defined through laser processed dielectric films. This technique call "DopLaCell" stand for doped by laser solar cell. In the initial stages of the process and as a proof of concept, 1x1 cm2 solar cells were created on both p- and n-type substrates with efficiencies of 11.6% and 12.8% respectively. In a second step, 1x1 cm2 n-type c-Si solar cells are created using the "cold" p+ emitters used in the "DopLaCell" structure. This second batch of solar cells uses a Heterojunction with Intrinsic Thin layer (HIT) in the front face. This approach avoids the use of Transparent Conductive Oxide (TCO) on the back side of the cell thus improving the reflectivity especially with IR photons. These cells reach efficiencies up to 18.1%. Finally the process is being improved towards a pure texturized "DopLaCell". In this final step, totally "cold" 2x2 cm2 solar cells are fabricated with and efficiency up to 17.0 % .This work represents a one big step forward towards a future path of thin silicon solar cells fabrication, addressing the actual technology limitations and enabling the possibility to overcome the principal issues. This research lays the ground towards thin, affordable and efficient solar cells improving the path towards a more viable and eco-friendly energy future.