A study on the oxide semiconductor $[(I_{n2}O_3)_x{\cdot}(S_nO_2)_{1-x}]_{(n)}/Silicon(p)$, solar cells fabricated by two source evaporation

이가열원(二加熱源) 증착법(蒸着法)에 이한 산화물(酸化物) 반도체(半導體) $[(I_{n2}O_3)_x{\cdot}(S_nO_2)_{1-x}]_{(n)}/Silicon(p)$, 태양전지(太陽電池)에 관한 연구(硏究)

The solar cells of $ITO_{(n)}/Si_{(p)}$, which are ITO thin films deposited and heated on Si wafer 190[$^{\circ}C$], were fabricated by two source vaccum deposition method, and their electrical properties were investigated. Its maximum output is obtained when the com- position of the thin film consist of indium oxide 91[mole %] and thin oxide 9[mole %]. The cell characteristics can be improved by annealing but are deteriorated at temperature above 600[$^{\circ}C$] for longer than 15[min]. Also, we investigated the spectral response with short circuit current of the cells and found that the increasing of the annealing caused the peak shifted to the long wavelength region. And by experiment of the X-ray diffraction, it is shown to grow the grains of the thin film with increasment of annealing temperature. The test results from the $ITO_{(n)}/Si_{(p)}$ solar cell are as follows. short circuit current : Isc= 31 $[mW/cm^2]$ open circuit voltage : Voc= 460[mV] fill factor : FF=0.71 conversion efficiency : ${\eta}$=11[%]. under the solar energy illumination of $100[mW/cm^2]$.

본 논문은 二(이)가열원 진공증착법을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 온도를 190[$^{\circ}C$]로 유지한 상태에서 ITO 박막을 증착, 열처리한 후 $ITO_{(n)}/Si_{(p)}$ 태양전지를 제작하였고 그의 전기적 특성을 조사하였다. $In_2O_3$와 $S_nO_2$의 증착비율이 각각 91[mole %] 9[mole %]일 때 최대효율 11[%]의 태양전지를 제작 할 수 있었다. 제작된 전지는 열처리 시간과 온도에 따라 성능이 향상되지만 약 600[$^{\circ}C$] 이상의 온도, 15분 이상의 열처리 시간에서는 오히려 박막의 각종 결함의 증가로 인한 감소현상을 보였다. 제작한 전지의 광 응답 특성을 조사하였는데 열처리온도를 증가시킴에 따라 미소하나마 장파장 영역으로 그 peak값이 이동함을 알 수 있었다. X선 회절현상을 통해 열처리온도에 따른 결정성장이 증대하여 단결정 쪽으로 이동해 감을 확인할 수 있었다. 본 실험에서 제작한 $ITO_{(n)}/Si_{(p)}$ 태양전지에 대하여 특성을 조사한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. $100[mW/cm^2]$의 태양광 에너지 조사하에서 단락전류 : ISC=31 $[mW/cm^2]$ 개방전압 : VOC=460[mV] 충실도 : FF=0.71 변환효율 : ${\eta}$=11[%].