Fabrication and Characteristics of $P^+N$ and $P^+NN^+$ Junction Silicon Solar Cell

$P^+N, P^+NN^+$ 접합형 실리콘 태양전지의 제작 및 특성

P+N and P+NN+ solar cells with the area of 3.36 $\textrm{cm}^2$ were fabricated by thermal diffusion. Under the light intensity of 100 mW/$\textrm{cm}^2$, total area(active area) conversion efficiency was 13.4%(14.7%) for P+N cell fabricated by 15 min boron predeposition at 94$0^{\circ}C$ and 20 min annealing at 80$0^{\circ}C$, and 14.3%(15.6%) for P+NN+ cell processed by 15 min boron predeposition at 94$0^{\circ}C$ and 50 min annealing at 80$0^{\circ}C$ after 20 min back phosphorus diffusion at 1,05$0^{\circ}C$. The minority carrier lifetime in bulk of P+NN+ cells was increased about 2~3 times comparing with P+N cells because of guttering and BSF effect due to back phosphorus doping. The methods used for efficiency improvement were AR coating, Ag electroplating, back doping and fine grid pattern as well as the control of front doping profile.

열확산(thermal diffusion)법을 이용하여 면적이 3.36㎠인 P+N 전지와 P+NN+ 전지를 제작하였다. 100mW/㎠의 인공 조명에서 측정한 결과 940℃에서 15분 보론확산(boron Predeposition)을 하고, 800℃에서 20분 열처리(annealing)하여 제작한 P+N전지는 전면적(수광면적) 변환 효율이 13.4%(14.7%)이었다. 뒷면을 1050℃에서 인(Phosphorus)을 확산한 후, 앞면을 940℃에서 15분 보론 확산하고, 800℃에서 50분 열처리하여 만든 P+NN+전지의 전면적(수광면적) 변환 효율은 14.3%(15.6%)이었다. 뒷면의 인 확산으로 게더링(gettering) 작용과 BSF 효과에 의해서 P+NN+ 전지가 P+N전지보다 캐리어 수명이 약 2∼3배 증가되었다. 그리고 효율 개선을 위해 AR로팅, Ag전기도금, 미세한 그리드 패턴, 앞면 불순물 주입량 조절 등을 행하였다.