• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.438-438
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• 2012

은(Ag) 또는 금(Au) 입자를 촉매로 이용하여 습식식각을 통해 선택적으로 짧은 시간동안 단결정 실리콘 웨이퍼의 표면을 텍스쳐링하여 반사방지막 특성을 효과적으로 얻을 수 있다. 일반적으로 금속입자는 주로 금속 이온이 포함된 용액이나, 전기증착법을 통해서 실리콘 웨이퍼 표면에 형성시켰지만, 금속입자의 크기와 분포를 조절하기 어려웠다. 하지만, 최근 진공장비를 이용하여 열증발증착법(thermal evaporation)과 급속열처리법(rapid thermal annealing)을 통해서 금속입자를 대면적으로 크기와 분포를 균일하게 조절할 수 있다. 이러한 현상은 열적 비젖음(thermal dewetting) 현상에 의해 실리콘 표면위에 증착된 금속 박막으로부터 나노입자로 형성할 수 있다. 본 연구에서는 실리콘 (100)기판위에 다양한 크기의 은 또는 금 나노입자를 형성시켜 식각용액에 짧은 시간동안 담그어 식각하여, 텍스쳐링 효과와 반사방지(antireflection) 특성을 분석하였다. 실험을 위해 각각 은 또는 금 박막을 열증발증착법을 이용하여 ~3-8 nm의 두께로 형성시켰으며, 급속가열장치를 이용하여 $500^{\circ}C$에서 5분 동안 열처리하였다. 그리고 탈이온수(de-ionized water)에 불화수소와 과산화수소가 혼합된 식각용액에 1-5분 동안 습식식각을 하였다. 각각의 텍스쳐링 된 샘플의 식각의 상태와 깊이를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, UV-vis-NIR spectrophotometer를 이용하여 300 nm에서 1,200 nm의 반사특성을 분석하였다. 또한 RCWA (rigorous coupled wave analysis) 시뮬레이션을 이용하여 텍스쳐링 된 기하학적구조에 대하여 반사방지막 특성을 이론적으로 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.69-70
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• 2008

태양전지에서 효율성은 높이고 가격은 낮추기 위한 연구가 활발히 진행이 되고 있다. 본 연구에서는 효율성 중에서도 single layer에서의 반사율에 초점을 맞추었다. 본 연구에서는 single layer 박막에서의 반사율에 대한 시뮬레이션을 수행했다. 적절한 refractive index를 갖는 박막을 사용했을 때, 반사율 감소를 simulation과 실험을 통해서 알 수가 있었으며, MgF2 박막물질을 사용했을 경우, 물질의 refractive index가 낮을수록 반사율이 낮아짐을 알 수 있었다. 시뮬레이션 결과와 실제 실험 결과를 비교했을 때, 실제 실험 결과의 반사율이 약 3%가량 큰 것으로 나타났다. 이는 반사방지막의 증착 불균일성에 기인하는 문제로 생각된다. 또한, refractive index의 차이에 의해 substrate에 따른 최적화 반사율을 얻는 조건이 달라짐을 실험을 통해 확인할 수 있었다. Glass의 경우는 MgF2가 silicon과 GaAs의 경우에는 ZrO2 나 HfO2가 낮은 반사율을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.472.2-472.2
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• 2014

현재 결정질 실리콘 태양전지의 전 후면 전극의 형성은 스크린 프린팅 방법이 주를 이루고 있다. 스크린 프린팅 방법은 쉽고 빠르게 인쇄가 가능한 반면 단가가 높고 금속 페이스트에 첨가된 여러 혼합물에 의해서 전극과 기판 사이의 저항이 크다는 단점이 있다. 본 논문에서는 도금을 이용하여 태양전지의 전극을 형성한 후 태양전지의 전기적 특성을 비교하였다. 또한 단일반사방지막($SiN_x$) 증착 후 도금을 이용한 전극 형성 시 반사방지막의 pin-hole에 의해 전극 이외의 표면에 도금이 되는 ghost plating 현상이 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위해 thermal oxidation을 이용하여 SiO2/SiNx 이중반사 방지막을 증착함으로써 ghost plating을 최소화 시켰다. Ni을 이용하여 전극과 기판 사이의 저항을 낮추었으며, 주요 전극은 Cu 도금을 사용함으로써 단가를 낮추었으며 마지막으로 Cu전극의 산화를 방지하기 위해 Ag을 이용하여 얇게 도금하였다. 실험에 사용된 Si 웨이퍼 특성은 p-형, $156{\times}156mm2$, $200{\mu}m$, $0.5{\sim}3.0{\Omega}{\cdot}cm$ 이다. 웨이퍼는 표면조직화, p-n접합 형성, 반사방지막 코팅을 하였으며 스크린 프린팅 방법을 이용해 후면 전극을 인쇄하고 열처리 과정을 통해 전극을 형성하였다. 이 후 전면에 레이저를 이용해 전극 패턴을 형성한 후 도금을 실행하여 태양전지를 완성하였다. 완성된 태양전지는 솔라 시뮬레이터, QE 및 TLM패턴을 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, SEM과 linescan, 광학현미경 등을 이용하여 전극을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.152-153
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• 2006

본 연구에서는 태양전지 표면에 입사된 광자의 반사손실을 최소화하기 위한 방법으로써 기판 표면에 다공성 실리콘층을 이용한 반사방지막 (Anti-Reflection Coating, ARC)을 형성하는 실험을 하였다. 다공성 실리콘(Porous silicon, PSi)은 실온에서 일정 비율로 만든 전해질 용액($HF-C_2H_5OH-H_2O$)을 사용하여 실리콘 표면을 양극산화처리 함으로써 단순 공정만으로 실리콘 기판의 반사율을 높일 수 있다. 또한 새로운 레이어(layer)없이 기존 기판을 식각시켜 만들기 때문에 박막형 태양전지를 제작시 적용이 용이하다. 저비용, 단순공정의 이점을 살려 전류밀도에 따른 PSi의 반사방지막으로써의 특성을 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.315.2-315.2
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• 2013

본 논문에서는 반사방지 VF2-TrFE 박막을 이용한 MIS Solar cell을 제작하여 전기적, 구조적 특성을 평가하였다. ALD법을 이용하여 고유전율의 화학적 안정성이 우수한 산화알루미늄을 절연층으로 한 Al/Al2O3/Si(100)을 제작하였으며 cell의 효율을 향상시키기 위해 spin coating법을 이용하여 VF2-TrFE 반사방지막을 증착시켰다. 제작된 반사방지 VF2-TrFE 박막 MIS solar cell은 MIS 커패시터의 전류밀도-전계 특성, 커패시턴스-전압 특성과 반사방지막 열처리 조건에 따른 태양전지 효율을 Solar simulator 및 Quantum Efficiency system으로 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.155-156
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• 2007

본 연구에서는 태양전지 표면에 입사된 빛의 반사율을 최소화하기 위해서 단결정 실리콘 기판 표면에 다공성 실리콘층을 적용하여 반사방지막(Anti-Reflection Coating, ARC)을 형성하는 실험을 하였다. 다공성 실리콘(Porous silicon, PSi)은 실온에서, 기판 성질에 따라 일정 비율로 만든 전해질 용액($HF-C_2H_5OH-H_2O$)을 사용하여 실리콘 표면에 양극산화처리 함으로써 단순 공정만으로 실리콘 기판의 반사율을 낮출 수 있다. 본 연구는 일정한 면저항을 가지는 단결정 실리콘 기판에 다공성 실리콘층을 여러 조건으로 형성하여 반사방지막으로써의 특성을 비교 분석하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.9 no.5
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• pp.300-306
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• 1998

We have studied the optical effects in dielectric multilayer due to the interdiffusion formed during the deposition process. We suggest a numerical method to calculate the optical properties of periodical multilayer thin-films with gradient-index profiles. Using this method the spectral transmittance and reflectance were obtained for Fabry-Perot type filters, broad-band total reflectors and antireflection filters with interdiffusion layers. Interdiffusion reduced the spectral band width of high reflectance in total reflectors, and deteriorated the characteristics of multilayer AR-coatings leading to a large variation of reflectance if the number of the layers is large.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.103-103
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• 2009

태양전지 모듈의 효율 상승을 위한 한 가지 방법으로써 태양전지 모듈에 보호층으로 사용되는 고분자 플레이트 및 보호 유리층 등에 저반사 효과를 갖는 나노급 크기의 패턴을 형성 하였다. PVC, PMMA 등의 고분자 소재의 보호층은 hot-embossing의 방법을 사용하여 표면에 반사방지막을 형성하였으며, 양면 동시 엠보싱 방법을 사용하여 그 효율을 높이고자 하였다. 또한 저철분 유리판 위에 nano-imprinting 공정을 사용한 고분자 패턴을 형성함으로써 반사 방지효과를 얻고자 하였다. 또한, 형성된 패턴의 내구성을 측정함으로써 태양전지 모듈에의 적용 가능성을 확인 하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.11
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• pp.5172-5177
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• 2011

This paper presents a reflection coating design scheme in the thin-film silicon solar cell. The antireflection(high reflection) coating skill is needed in the front(back) panel of the thin-film solar cell to improve an efficiency of light absorbing. In the single structure a reflectivity is changed according to the thickness of coating for antireflection scheme and its minimum value can be obtained by controlling thickness of coating. In the symmetric multi layer structure low reflectivity can be obtained in the wide wavelength range. And we also find that high reflectivity can be obtained through multi layer structure, which has alternate layers of high and low material, for high reflection scheme in the back panel.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.90.2-90.2
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• 2010

The crystalline silicon solar cells have been optical losses. but it can be reduced using light trapping by texture structure and anti-reflection coating. The high reflective index of crystalline silicon at solar wavelengths(400nm~1000nm) creates large reflection losses that must be compensated for by applying anti-reflection coating. In this study, the use of porous silicon(PSi) as an active material in a solar cell to take advantage of light trapping and blue-harvesting photoluminescence effect. Porous silicon is form by anodization and can be obtained in an electrolyte with hydrofluoric. We expect our research can results approaching to lower than 10% of several reflectance by porous silicon solar cells.