• Title/Summary/Keyword: Fill Factor

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Simulation Study on Heterojunction InGaP/InAlGaP Solar Cell (InGaP/InAlGaP 이종 접합구조 태양전지 시뮬레이션 연구)

  • Kim, Junghwan
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.22 no.3
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    • pp.162-167
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    • 2013
  • An epitaxial layer structure for heterojunction p-InGaP/N-InAlGaP solar cell has proposed. Simulation for current density-voltage characteristics has been performed on p-InGaP/N-InAlGaP structure and the simulation results were compared with p-InGaP/p-GaAs/N-InAlGaP structure and homogeneous InGaP pn junction structure. The simulation result showed that the maximum output power and fill factor have greatly increased by replacing n-InGaP with N-InAlGaP. The thicknesses of p-InGaP and n-InAlGaP were optimized for the epitaxial layer structure of p-InGaP/N-InAlGaP.

A Study on the Improvement of the Efficiency of Dye-sensitized Solar Cell using the Laser Scribing and the Grid Electrode (레이저 식각 및 그리드 전극을 적용한 염료감응형 태양전지의 효율 향상 연구)

  • Seo, Hyun-Woong;Son, Min-Kyu;Lee, Kyung-Jun;Kim, Jeong-Hoon;Hong, Ji-Tae;Kim, Hee-Je
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.57 no.10
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    • pp.1802-1806
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    • 2008
  • Dye-sensitized solar cell (DSC) based on some advantages such as transparency, cheap materials and anti-sensibility for an anlge of incidence has been expected to capture most of solar cell market in the near future. To practical use of DSC, researches on high efficiency as well as upscaling are necessary. In this study, we tried to insert the grid electrode in DSC and scribe transparent conducting oxide (TCO) using Nd:YAG laser. The grid electrode makes the electron movement improved and diffusional movement minimized. Consequently, the efficiency of DSC was increased by reducing electron loss and the surface resistance of TCO. The grid electrode was made using Ag target by radio frequency sputtering. And the scribed surface was confirmed by taking a scanning electron microscopy photos. As the result, grid cell had improved photocurrent and fill factor as compared with the conventional cell. And the efficiency was increased about 1% by enhanced photocurrent and fill factor.

A study on the $ALU^+$ crystalline solar cell characteristics affected by counts of rear side screen printings ($ALU^+$를 이용한 결정질 태양전지 후면 전극 Screen Printing 횟수에 따른 특성)

  • Choi, Jaewoo;Kim, Hyunyup;Yi, Junsin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.123.1-123.1
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    • 2011
  • 기존의 p-type 태양전지 공정과 유사한 공정으로 제작되는 n-type $ALU^+$태양전지는 후면에 Al을 screen printing하여 emitter층을 형성한 구조이다. screen printing은 공정의 단순화와 제조 단가의 저비용으로 인해, metalization 공정에서 많이 쓰이고 있다. 본 연구에서는 양산 가능한 n-type $ALU^+$태양전지 제작을 위해, 후면 Al emitter 층을 single, dobule, triple로 변경하며 Al의 양을 가변하였고, 그에 따른 특성의 변화를 연구하였다. screen printing 횟수가 변경된 후면 Al emitter 층의 특성은 DIV와 LIV 측정을 통해 분석하였다. 실험 결과 Al을 single printing 하였을 때보다, double, triple printing을 통하여 Al의 양을 증가하였을 때, DIV 데이터에서 직렬저항(Rs)가 $24.44{\Omega}/cm^2$에서 $0.31{\Omega}/cm^2$으로 감소하였고, 단락전류(Jsc)는 1.26mA/$cm^2$에서 37.7mA/$cm^2$으로 약 300% 증가한 것을 확인할 수 있었다. 프린팅 횟수에 따른 LIV 데이터의 Fill Factor를 분석하게 되면, double printing이 64.35%로 54.75%의 triple printing보다 약 1.17배 더 향상된 것으로 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 후면 Al emitter 형성시에 Al의 양이 적절하지 못한 이유로, Al emitter가 제대로 형성되지 못하거나 과하게 형성되면, 태양전지 내부에 누설 저항의 변화와 누설 전류의 증가로 인해, 단락전류(Jsc)와 Fill Factor 감소의 주요 원인이 된다는 것을 확인할 수 있었다.

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A study on property of using $ALU^+$ for firing in crystalline silicon solar cell ($ALU^+$를 이용한 결정질 태양전지 소성에 따른 특성 연구)

  • Song, Kyuwan;Jang, Juyeon;Yi, Junsin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.05a
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    • pp.123.2-123.2
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    • 2011
  • $ALU^+$ 태양전지는 PN접합을 후면에서 즉, Al을 소성하여 형성시키기 때문에 얼마나 균일하고 두껍게 형성하는 것이 가장 중요하다. 소성(Firing)은 태양전지 제조 과정에서 후면의 접촉을 위한 중요한 공정이다. 본 연구에서는 상업화가 가능한 n-type $ALU^+$ Emitter 태양전지에서 소성 횟수에 따른 특성을 연구 하였다. $ALU^+$ emitter 형성의 최적화를 위해 소성온도를 가변하고, 최적화된 온도에서 소성 횟수에 따른 DIV 측정을 통해 셀을 분석 하였다. 소성 횟수는 1~3회로 하였고, 그 결과 단락전류 밀도(Jsc)가 33.57mA/$cm^2$로 처음보다 15.1%증가 하였고, 곡선인자(Fill Factor)는 3회에서 66.04%로 218%증가 하였다. Al을 짧은 시간 안에 소성을 시키므로 해서 후면의 $P^+$ Emitter가 균일하게 형성되었기 때문에 개방전압(Voc)의 증가를 확인하였다. 본 연구를 통해 $ALU^+$ 태양전지의 후면 Aluminium 소성 조건의 최적화를 통하여 $ALU^+$ emitter가 충분히 형성되지 못하면 누설전류가 발생되고 직렬저항(Rs)이 크게 증가하여 개방전압(Voc) 및 단락전류밀도(Jsc)의 감소가 발생하게 되고, 직렬저항(Rs)의 증가와 병렬저항(Rsh)의 감소는 Fill Factor의 급격한 감소를 초래하게 됨을 알 수 있다. 이를 개선하면 태양전지 효율을 상승시키는 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

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인버티드 유기태양전지용 Ti-Zn-O 버퍼층 특성 평가 연구

  • Gang, Sin-Bi;Na, Seok-In;Kim, Han-Gi
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.534-534
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    • 2013
  • 본 연구에서는 RF/DC 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하여 co-sputtering 방법으로 TiO2와 ZnO를 이용하여 인버티드 유기태양전지용 버퍼층을 제작하고 TiO2와 ZnO의 함량에 따른 인버티드 유기 태양전지 특성을 비교하였다. Ti-Zn-O 버퍼층은 기존의 버퍼층 제작에 사용되던 용액 공정 대신 스퍼터링 시스템을 이용하여 제작하였다. ITO 전극 상부에 곧바로 Ti-Zn-O를 성막하여 Anode와 버퍼층이 일체화된 투명 전극을 제작하고 ZnO와 TiO2 함량이 유기 태양전지의 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 버퍼층의 TiO2와 ZnO 함량에 따른 광학적, 구조적특성을 UV/Vis spectrometry와 X-ray diffraction (XRD), TEM 등으로 분석하였으며, Ti-Zn-O 박막의 실제 버퍼 층으로서의 적용 가능성을 알아보기 위해 인버티드 유기태양전지로 제작하여 그 특성을 평가하였다. 기존의 인버티드 유기태양전지의 특성이 fill factor of 55.58%, short circuit current of 8.33 mA/cm2, open circuit voltage of 0.66 V, efficiency 3.06%인데 반해 최적 조건의 Ti-Zn-O 버퍼층을 적용했을 경우 fill factor of 52.05%, short circuit current of 8.81 mA/cm2, open circuit voltage of 0.66 V, efficiency 3.03%인 우수한 유기태양전지의 특성을 보임으로써 스퍼터링 공법으로 제작된 Ti-Zn-O 박막의 인버티드 유기태양전지용 버퍼 층으로서의 적용 가능성을 확인하였다.

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Thle New Design of a Large Area Dye-sensitized Solar Cell with Ag Grid for Improving a Design Characteristics (설계적 특성 개선을 위한 Ag 그리드를 가지는 대면적 염료감응형 태양전지의 새로운 디자인)

  • Choi, Jin-Young;Lee, Im-Geun;Hong, Ji-Tae;Kim, Mi-Jeong;Kim, Whi-Young;Kim, Hee-Je
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.56 no.1
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    • pp.123-127
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    • 2007
  • Up sizing of dye-sensitized solar cell(DSC) is the important technology to bring about commercialization of DSC. Several studies to obtain a stable large area DSC have been investigated in overseas laboratories, but have been hardly done in our country. In this study, up sizing technology of dye sensitized solar cells(DSCs) was investigated. We investigated low dark current materials for the current collecting grid. From the result, a new DSC module with metal grid was designed, and fabricated. For a new interconnection, both working and counter electrodes are alternately coupled on 10[cm]$\times$7[cm] substrate. We have achieved 68% of fill factor and photoelectric conversion efficiency of around 2.6% as the best results of new designed DSC structure.

A study on the n-CdS/p-InP solar cells (n-CdS/p-InP 태양전지에 관한 연구)

  • 송복식;최영복;한성준;문동찬;김선태
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.8 no.4
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    • pp.406-412
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    • 1995
  • A n-CdS thin films were evaporated by thermal evaporation method and their structure, optical transmission spectra and electrical characteristics were investigated. The photovoltaic characteristics of solar cells which were fabricated in optimum conditions measured. The evaporated CdS thin films showed in hexagonal structure and above 80% of optical transmission spectra regardless of impurity doping. The high quality thin films could be obtained at 150.deg. C temperature of substrate, which is useful for solar cell window layer with low resistivity of 6*10$\^$-2/(.ohm.-cm) by In doping We measured the electrical and optical characteristics of the n-CdS/p-InP heterojunction solar cells. The most efficient photovoltaic characteristics of heterojunction solar cells had the open circuit voltage of 0.66V, short circuit current density of 13.85mA/cm$\^$2/, fill factor of 0.576 and conversion efficiency of 8.78% under 60mW/cm$\^$2/ illumination.

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Fabrication of micro-lens arrays using a grayscale mask (그레이스케일 마스크를 이용한 미소렌즈 배열의 제작)

  • 조두진;성승훈
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.13 no.2
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    • pp.117-122
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    • 2002
  • Some 10$\times$10 micro-lens arrays of a period of 300 ${\mu}{\textrm}{m}$, a thickness of 17 ${\mu}{\textrm}{m}$, and a focal length of 2.2 mm are fabricated by exposing a thick layer of photoresist through a grayscale mask via UV proximity printing. The grayscale mask is fabricated in a holographic film by reducing (6.6X) a high-resolution black-and-white film where a grayscale patters of a micro-lens array designed by a computer has been written using a film recorder. The proposed method has the advantage of a low fabrication cost, a fill-factor of almost 100% and the ease of realizing an aspheric lens.

Amorphous silicon thin-film solar cells with high open circuit voltage by using textured ZnO:Al front TCO (ZnO:Al 투명전도막을 이용한 높은 개방전압을 갖는 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조)

  • Lee, Jeeong-Chul;Ahn, Se-Hin;Yun, Jae-Ho;Song, Jin-Soo;Yoon, Kyung-Hoon
    • New & Renewable Energy
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    • v.2 no.3
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    • pp.31-36
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    • 2006
  • Superstrate pin amorphous silicon thin-film(a-Si:H) solar cells are prepared on $SnO_2:F$ and ZnO:Al transparent conducting oxides(TCO) in order to see the effect of TCO/p-layers on a-Si:H solar cell operation. The solar cells prepared on textured ZnO:Al have higher open circuit voltage VOC than cells prepared on $SnO_2:F$. Presence of thin microcrystalline p-type silicon layer(${\mu}c-Si:H$) between ZnO:Al and p a-SiC:H plays a major role by causing improvement in fill factor as well as $V_{OC}$ of a-Si:H solar cells prepared on ZnO:Al TCO. Without any treatment of pi interface, we could obtain high $V_{OC}$ of 994mV while keeping fill factor(72.7%) and short circuit current density $J_{SC}$ at the same level as for the cells on $SnO_2:F$ TCO. This high $V_{OC}$ value can be attributed to modification in the current transport in this region due to creation of a potential barrier.

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The developed connection method on Si PV module (결정질 태양전지 모듈의 개선된 Connection Method)

  • Ji, Yang-Geun;Kong, Ji-Hyun;Kang, Gi-Hwan;Yu, Gwon-Jong;Ahn, Hyung-Geun;Han, Deuk-Yeong
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.115-120
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    • 2009
  • In this paper, we measurement the resistance on the flat wire for PV module. There is some kind of flat wire that has different length and different contact area in the PV module. so we test the resistance on each case for analysis with common connection method. we measurement the electrical output characteristics and phenomenon of PV module that is applied new connetion method. by the result, The fill factor and electrical output characteristics on PV module are analyzed to getting better more then common connection method. Finally we recommend the developed connection method for diminishing of resistance on PV module. It enhance the electrical character more than common connection method.

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