• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.600-600
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• 2012

실리콘 이종접합 태양전지는 diffused dopant를 이용하여 high conductivity의 emitter를 가지는 기존의 crystalline silicon 태양전지와는 다르게 a-Si:H를 이용한 low conductivity emitter 때문에 TCO를 front electrode 및 anti-reflection layer로 사용한다. 하지만 TCO와 emitter사이의 work function mismatch에 의한 band-offset이 발생하고 photo-generation된 carrier의 injection을 막아 효율 상승을 제한하게 된다. 본 연구는 산소 반응성 스퍼터링을 통한 front TCO의 일함수 변경과 이에 따른 TCO와 emitter 계면에 존재하는 band-offset 변화에 대하여 분석하였다. 특히 산소 분압에 따른 front TCO의 일함수 변화에 따라 개방전압 및 단락전류 변화가 두드러지게 나타났으며, 직렬저항 성분 변화에 따른 충진률 변화에 따른 효율상승을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.49-61
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• 1981

N+P, N+PP+ 형 태양전지를 제조하여 얻은 실험자료들을 근거로 실리콘 접합형 태양전지에 일반적으로 적용할 수 있는 컴퓨터 모의 실험 프로그램을 개발하고, 이의 유용성을 확인하였다. 이 모의 실험 프로그램은 N+P, P+N, N+PP+, P+NN+형의 실리콘 태양전지에 적용할 수 있는 것으로, 입사광은 AMI, 등강도 광원, 인공조명으로 많이 사용되는 GE -ELH 광원이고, AR코팅은 Si3N4형과 투과도가 파장에 관계없는 일정형 2종류가 있으며, 프로그램에서 이들 전지의 구조, 광원, AR 코팅 종류에 대한 파장 특성분포도 쉽게 변화시킬 수 있도록 되어 있다. 이 모의실험의 결과들을 토대로 N+와 P 영역에서의 평균도오핑농도와 전지의 두께, AMI 스펙트럼에 대한 집광도, 앞면 접합깊이에 대하여 효율이 최대가 되는 최적치들을 구하였으며, 앞면의 표면 재결합 속도, 접합부에서의 캐리어의 유효 수명, 누설저항에 대하여는 허용 한계치로, 기타 효율변화인자로서 동작온도 직렬저항과 전기장의 세기에 대하여는 효율의 변화율로서 파라미터들이 효율에 미치는 영향들을 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.49-49
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• 2009

최근 범세계적인 그린에너지 정책에 관련해 화석연료를 대체할 수 있는 수소, 풍력, 태양광 등의 대체 에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 여러 대체에너지 중에서도 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지에 관한 연구가 집중되고 있다. 태양전지는 구조적으로 단순하고 제조 공정도 비교적 간단하지만, 보다 널리 보급되기 위해서는 경제성 향상이라는 문제점을 해결해야 한다. 이를 위해서는 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 신물질에 대한 연구가 필요하며, 그 중에서도 반도체 기술을 이용한 박막형 태양전지는 기존의 실리콘 태양 전지가 가지고 있는 고비용이라는 문제점을 극복할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 박막형 태양전지의 박막 재료로는 CIGS, CdTe 등이 연구되어지고 있지만, 아직까지는 기존의 실리콘 태양전지에 비해 에너지변환효율이 낮은 이유로 인해 실용화가 많이 이루어지지 못하고 있는 것이 사실이다. 이러한 박막형 태양전지의 재료들 중에서도 CdTe는 이종접합 박막형 태양전지에 흡광층으로 사용되는 것으로 상온에서 1.45eV 정도의 밴드갭(band gap) 에너지를 갖는 II-VI족 화합물반도체로써 태양광 스펙트럼과 잘 맞는 이상적인 밴드랩 에너지와 높은 광흡수도 때문에 박막형 태양전지로 가장 주목을 받고 있다. CdTe 박막의 제조 방법으로는 진공증착법(vacuum evaporation), 전착법(electrodeposition), 스퍼터링법(sputtering) 등이 있지만 본 연구에서는 스퍼터링법을 이용하여 박막을 증착하였다. 이상과 같이 증착된 CdTe 박막을 화학적기계적연마(CMP, chemical mechanical polishing) 공정을 적용시킴으로써, 태양전지의 에너지변환효율에 직접적인 영향을 끼칠 수 있는 CdTe 박막의 물리적, 전기적 특성들의 변화를 연구하기 위한 선행 연구를 진행하였다. 특히 본 연구에서는 CdTe 박막의 화학적 기계적 연마 특성을 분석하여 정규화를 통한 모델링을 수행하였다. 또한 화학적기계적연마 공정 전과 후의 표면 특성을 관찰하기 위해 SEM(scanning electron microscopy)과 AFM(atomic forced microscope)를 이용하였으며, 구조적 특성 관찰을 XRD(X-ray diffraction)를 사용하여 실험을 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.28-30
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• 2009

이종접합태양전지에서 p a-Si:H/c-Si의 p a-Si:H의 증착 조건인 $H_2/SiH_4$ 비율, $B_2H_6$의 농도를 변화 시키며 실험하여 이 따라 계면 특성 변화를 연구하였다. pa-Si:H의 $H_2/SiH_4$ 비율이 상승할수록 carrier lifetime이 증가하다 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 $H_2/SiH_4$의 비율 중 효과적으로 웨이퍼표면을 효과적으로 passivation하는 지점이 있는 것으로 보인다. $B_2H_6$의 농도는 상승할수록 carrier lifetime이 줄어드는 경향을 보였다. $B_2H_6$에서 농도가 올라감에 웨이퍼 표면의 defect로 작용했을 것으로 생각된다. 이에서 몇몇의 조건으로 태양전지를 제작한 결과 $H_2/SiH_4$ 비율에 따라서는 carrier lifetime은 효율에 그 영향이 미미한 것으로 조사되었고, $B_2H_6$의 농도가 낮을수록 개방전압은 상승하는 결과를 얻어 도핑 농도가 효율에 직접적인 형향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.125.1-125.1
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• 2011

빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 발전소자인 태양전지는 청정 재생 에너지원으로 최근 Si 박막 태양전지의 고 효율화를 위해 여러 기술적인 면에서 개발되어지고 있다. 현재 박막형 태양전지는 실리콘계가 주류를 이루고 있으며, 유리 혹은 유연성기판(금속 or 고분자)에 비정질 실리콘 박막을 형성시킨 태양전지와 실리콘웨이퍼의 양면에 태양전지를 형성함으로써 효율을 극대화시킨 이종접합태양전지 등이 연구되고 있다. 특히 flexible 태양전지는 hard 기판에 비해 비교적 저가인 플라스틱 필름과 금속 foil을 기판으로 이용함으로서 저가화가 용이하며, 가볍고 유연성을 갖추고 있어 휴대와 시공에 있어 매우 우수한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 flexible 기판(stainless steel)을 이용하여 태양전지 내 반사막 층이 미치는 영향을 알아보기 위하여 AZO/Ag 이중구조 박막의 특성을 연구하였다. RF magnetron sputtering system을 이용하였으며, 상온에서 Ag/AZO 이중구조 박막을 제조하였다. stainless steel 기판 위에 Ag층을 25nm 두께로 증착하였으며 연속공정으로 AZO 박막을 100~500nm의 두께경사를 가지도록 성장시켰다. 이 때의 AZO/Ag 이중구조 박막의 표면 morphology는 AFM 분석결과 7nm~3nm의 값을 나타내었으며, AZO 박막의 두께가 증가할수록 rms 값이 감소하는 경향을 보여주었다. 본 발표에서는 flexible 기판 상에 성장된 AZO/Ag 이중구조 박막의 전기적, 광학적 특성 등에 관하여 추가적으로 토론한 후 태양전지 효율 중 흡수층 내 반사막 층이 미치는 역할을 알아보겠다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2008년도 제34회 동계학술대회 초록집
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• pp.248-248
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• 2008

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.304-304
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• 2010

TCO/p/i/n 구조의 비정질 실리콘 박막 태양전지의 제작에 있어서 TCO계면과 p층사이의 이종접합에서의 큰 밴드갭 차이는 p층으로부터의 정공 재결합을 통하여 효율 저하의 원인이 된다. 이러한 재결합은 넓은 밴드갭을 가진 물질을 완충층으로 삽입함으로써 개선되어 질 수 있다. 본 논문에서는 비정질 실리콘 보다 넓은 광학적 밴드갭을 가지는 a-SiOx 박막을 완충층으로 사용하여 TCO/P 계면에서의 재결합 감소에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. a-SiOX 박막 내에 포함된 산소의 양에 따라 밴드갭을 조절하여 1.8eV~2.0eV 사이의 완충층을 삽입하여 박막태양전지의 개방전압, 단락전류, 효율 등에 끼치는 영향을 ASA 시뮬레이션을 통하여 알아보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.99.2-99.2
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• 2010

This paper investigates the dependence of a-Si:H/c-Si passivation and heterojunction solar cell performances on various cleaning processes of silicon wafer and surface morphology. It is observed that passivation quality of a-Si:H thin-films on c-Si wafer highly depends on wafer surface conditions. The MCLT(Minority carrier life time) of wafer incorporating intrinsic (i) a-Si:H as a passivation layer shows sensitive variation with cleaning process and surface morpholgy. By applying improved cleaning processes and surface morphology we can obtain the MCLT of $200{\mu}sec$ after H-termination and above 1.5msec after i a-Si:H thin film deposition, which has implied open circuit voltage of 0.720V.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.346-346
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• 2009

For high efficiency hetero junction solar cell over 20%, good silicon wafer passivation is one of the most important technological factor. Compared to the conventional PECVD technique, HWCVD has appeared as an promising alternative for high quality passivation layer formation. In this work, HWCVD passivation layer characteristics have been intensively investigated on wafer surface treatment, Hydrogen density in deposited thin layer and thermal effects in deposition process. Comprehensive results of the individual process factors on interface passivation has been discussed and resultant silicon hetero junction solar cell characteristics has been investigated.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.128.1-128.1
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• 2011

In amorphous silicon and crystalline silicon(a-Si:H/c-Si) heterojuction solar cells, intrinsic hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H) films play an important role to passivate the crystalline silicon wafer surfaces. We have studied the correlation between the surface passivation quality and nature of the Si-H bonding at the a-Si:H/c-Si interface. The samples were obtained by VHF-CVD under different deposition conditions. The passivation quality and analysis of all structures studied was performed by means of quasi steady state photoconductance(QSSPC) methods and fourier transform infrared spectrometer(FTIR) measurements respectively.