• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.340-340
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• 2011

TCO/p/i/n 구조의 비정질 실리콘 박막 태양전지의 제작에 있어서 TCO계면과 p층사이의 이종 접합에서의 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 박막태양 전지의 개방전압, 단락전류, 효율 등에 끼치는 영향을 ASA 시뮬레이션을 통하여 알아보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.131-131
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• 2011

이종접합 태양전지 제작을 위해 기판의 buffer layer로 사용되는 기존의 a-Si 박막을 SiON 박막으로 대체하려는 연구가 진행 중이다. 기존의 a-Si 박막은 대면적에서 균일도를 담보하기 어렵고, 열적 안정성에 취약한 문제점이 있다. 이에 반해 SiON 박막은 일종의 화학 반응인 oxidation 방법으로 형성이 되기 때문에 막의 균일도를 담보 할 수 있고, $400^{\circ}C$이상의 온도에서 형성되기 때문에 열적 안정성이 우수한 장점이 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기판위에 직접 형성이 되기 때문에 기판과 SiON 계면 사이의 pssivation이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 비정질 실리콘 이종접합 태양전지에 적용키 위한 SiON 박막을 형성하고, 기판과 SiON 계면에서의 passivation 향상을 위한 계면 결함 감소에 대한 연구를 진행하였다. 실험을 위한 SiON 박막은 공정온도 $450^{\circ}C$, 공정압력 100 mTorr, 증착파워 120 mW/cm2에서 5분간 증착하였으며, 이때 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 증착된 박막은 2~4 nm의 두께로 증착이 되었으며, 1.46의 광학적 굴절률을 가지는 것으로 분석되었다. 계면의 결함을 줄이기 위해 PECVD를 이용한 NH3 plasma treatment를 실시하였다. 공정온도 $400^{\circ}C$, 공정압력 150mTorr~450 mTorr, 플라즈마 파워 60mW/cm2에서 30분간 진행하였으며, 50 sccm의 N2O 가스를 주입하였다. 계면의 결함이 줄었는지 확인하기 위해 C-V 측정을 위한 시료를 제작하여 분석을 하였다. 실험 결과 VFB가 NH3 plasma treatment 이후 positive 방향으로 shift 됨을 알 수 있었다. Dit 분석을 통해 공정 압력 450 mTorr에서 $4.66{\times}108$[cm2/eV]로 가장 낮은 계면 결함 밀도를 확인 할 수 있었다. 결과적으로 NH3 plasma 처리를 통해 positive charge를 갖는 N-content가 형성되었음을 예측해 볼 수 있으며, N-content가 증가하면, 조밀한 Si-N 결합을 형성하면서, boron 및 phosphorus diffusion을 막는데 효과적이다. 또한, plasma treatment 과정에서 H-content에 의한 passivation 효과를 기대할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.113-116
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• 2005

In this paper, silicon thin-film solar cells(Si- TFSC) and a-Si/c-Si heterojunction solar cells(HJ-cell) are investigated. The Si-TFSC was prepared on glass substrate by depositing $1-3{\mu}m$ thin-film silicons by glow discharge method. The $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ tandem solar cells on textured ZnO:A1 TCO (transparent conducting oxide) showed improved Jsc in top and bottom cells than that on $SnO_2:F$ TCO. This enhancement of jsc resulted from improved light trapping effect by front textured ZnO:A1. The a-Si/c-Si HJ-cells with simple structure without high efficiency features are suffering from low Voc and Jsc. The improvement of front nip and back interface properties by adopting high quality silicon-films at low temperature should be done both for increasing device performances and production cost.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제37회 하계학술대회 초록집
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• pp.294-294
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• 2009

• 신재생에너지
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• 제4권2호
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• pp.68-73
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• 2008

It is very important that constitution of good hetero-junction interface with a high quality amorphous silicon thin films on very cleaned c-Si wafer for making high efficiency hetero-junction solar cells. For achieving the high efficiency solar cells, the inspection and management of c-Si wafer surface conditions are essential subjects. In this experiment, we analyzed the c-Si wafer surface very sensitively using Spectroscopic Ellipsometer for < ${\varepsilon}2$ > and u-PCD for effective carrier life time, so we accomplished < ${\varepsilon}2$ > value 43.02 at 4.25eV by optimizing the cleaning process which is representative of c-Si wafer surface conditions very well. We carried out that the deposition of high quality hydrogenated silicon amorphous thin films by RF-PECVD systems having high density and low crystallinity which are results of effective medium approximation modeling and fitting using spectroscopic ellipsometer. We reached the cell efficiency 12.67% and 14.30% on flat and textured CZ c-Si wafer each under AM1.5G irradiation, adopting the optimized cleaning and deposition conditions that we made. As a result, we confirmed that spectroscopic ellipsometry is very useful analyzing methode for hetero-junction solar cells which need to very thin and high quality multi layer structure.

• Current Photovoltaic Research
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• 제9권4호
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• pp.111-122
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• 2021

Silicon heterojunction technology (HJT) solar cells have received considerable attention due to advantages that include high efficiency over 26%, good performance in the real world environment, and easy application to bifacial power generation using symmetric device structure. Furthermore, ultra-highly efficient perovskite/c-Si tandem devices using the HJT bottom cells have been reported. In this paper, we discuss the unique feature of the HJT solar cells, the fabrication processes and the current status of technology development. We also investigate practical challenges and key technologies of the HJT solar cell manufacturers for reducing fabrication cost and increasing productivity.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.165-165
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• 2011

기존 실리콘 박막 태양 전지는 적외선에 대한 감응도와 흡수도가 낮아서 광흡수율을 증가시킬 경우 효율의 효과적인 개선이 기대되어진다. 이를 개선하기 위해서 밴드갭이 Si에 비해 상대적으로 낮은 Ge을 도입함으로써 Si와 Ge 화합물을 형성할 경우 결정상태와 수소 함유량에 따라 밴드갭 조절이 가능하다. 또한 Ge는 Si에 비해 빛에 대한 감응도가 우수하여 광흡수율을 증가시킬수 있다. 단 SiGe 박막의 Ge 량이 일정량이상 많아질 경우 박막 내 결함 등의 생성으로 광변환 효율이 오히려 감소하므로 Ge 량의 적정화가 필요하다. 본 실험에 사용된 SiGe:H Layer는 SiH4 가스와 GeH4 가스를 혼합하여 증착하였고 증착장비는 PECVD를 이용하였다. GeH4/SiH4+GeH4 가스는 각각 0, 0.03, 0.1, 0.5, 1의 비율로 증착하였으며, 파워는 플라즈마의 방전특성을 알아본 후 최소파워를 이용하여 증착하였다. 이는 증착 시 플라즈마에 의한 박막 손상을 최소화하기 위함이다. Ellipsometry를 이용하여 박막의 두께와 optical bandgap을 측정하였고, FTIR, Raman scattering 등을 측정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.196-200
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• 2005

In this work, we investigated simple Aㅣ/TCO/a-Si:H(n)/c-Si(p)/Al hetero-junction solar cells prepared by low temperature processes, unlike conventional thermal diffused c-Si solar cells. a-Si:H/c-Si hetero-junction solar cells are processed by low temperature deposition of n-type hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) films by plasma-enhanced chemical vapor deposition on textured and flat p-type silicon substrate. A detailed investigation was carried out to acquire optimization and compatibility of amorphous layer, TCO (ZnO:Al) layer depositions by changing the plasma process parameters. As front TCO and back contact, ZnO:Al and AI were deposited by rf magnetron sputtering and e-beam evaporation, respectively. The photovoltaic conversion efficiency under AMI.5 and the quantum efficiency on $1cm^2$ sample have been reported. An efficiency of $12.5\%$ is achieved on hetero-structure solar cells based on p-type crystalline silicon.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1997년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.683-687
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• 1997

The purpose of this work is to develop a highly reliable solar cell based on the diamond-like carbon(DLC)/silicon heterojunction. Thin films of DLC have been deposited by employing both filtered cathodic vacuum arc(FCVA) and magnetron plasma-enhanced chemical vapor deposition(m-PECVD) systems. Structural, electrical, and optical properties of DLC films deposited are systematically analyzed as a function of deposition conditions, such as magnetic field, substrate bias voltage, gas pressure, and nitrogen content. The I-V measurement has been used to elucidate the mechanism responsible for the conduction process in the DLC/Si junction. Photoresponse characteristics of the junction are measured and its reliability against temperature and light stresses is also analyzed.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권4호
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• pp.439-444
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• 2024

This study investigates the post-thermal treatment effects on the efficiency of silicon heterojunction solar cells, specifically examining the influence of annealing on p-type microcrystalline silicon oxide and ITO thin films. By assessing changes in carrier concentration, mobility, resistivity, transmittance, and optical bandgap, we identified conditions that optimize these properties. Results reveal that appropriate annealing significantly enhances the fill factor and current density, leading to a notable improvement in overall solar cell efficiency. This research advances our understanding of thermal processing in silicon-based photovoltaics and provides valuable insights into the optimization of production techniques to maximize the performance of solar cells.