Park, Seok Gi;Kang, Min Gu;Lee, Jeong In;Song, Hee-eun;Chang, Hyo Sik
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.419-419
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2016
High efficiency silicon solar cell requires the textured front surface to reduce reflectance and to improve the light trapping. In case of mono-crystalline silicon solar cell, wet etching with alkaline solution is widespread. However, the alkali texturing methods are ineffective in case of multi-crystalline silicon wafer due to grain boundary of random crystallographic orientation. The acid texturing method is generally used in multi-crystalline silicon wafer to reduce the surface reflectance. However the acid textured solar cell gives low short-circuit current due to high reflectivity while it improves the open-circuit voltage. To reduce the reflectivity of multi-crystalline silicon wafer, double texturing method with combination of acid and reactive ion etching is an attractive technical solution. In this paper, we have studied to optimize RIE experimental condition with change of RF power (100W, 150W, 200W, 250W, 300W). During experiment, the gas ratio of SF6 and O2 was fixed as 30:10.
A low-cost, large area, random, maskless texturing scheme independent of crystal orientation is expected to significantly impact terrestrial photovoltaic technology. We investigated silicon surface microstructures formed by reactive ion etching (RIE) in Multi-Hollow cathode system. Desirable texturing effect has been achieved when radio-frequency (rf) power of about 20 Watt per one hollow cathode glow is applied for our RF Multi-Hollow cathode system. The black silicon etched surface shows almost zero reflectance in the visible region as well as in near IR region. The etched silicon surface is covered by columnar microstructures with diameters from 50 to 100 nm and depth of about 500 nm. We have successfully achieved 11.7% efficiency of mono-crystalline silicon solar cell and 10.2% multi-crystalline silicon solar cell.
In this study, the texturing and the emitter formation processes were carried out with the wafer adhesion method to increase the productivity and reduce the production cost of the multi-crystalline silicon solar cell. After fabricating $156{\times}156mm$ solar cell according to the wafer adhesion method, the operation characteristics were analyzed and compared with those of the solar cell fabricated by the standard process method. In the case of a solar cell formed by the wafer adhesion method, it showed Jsc of $32.87mA/cm^2$, Voc of 0.612V, FF of 78.04% and efficiency of 15.71% respectively. The efficiency of the solar cell formed by the wafer adhesion method was 0.1% higher than that of the solar cell formed by the standard method. In addition, the productivity of the texturing and the emitter formation processes is expected to be approximately doubled. Therefore, it is expected that the manufacturing cost of the multi-crystalline solar cell can be reduced due to the improved productivity compared with the standard process.
A textured front surface is required in high efficiency silicon solar cells to reduce reflectance and to improve light trapping. Wet etching with alkaline solution is usually applied for mono crystalline silicon solar cells. However, alkali texturing method is not appropriate for multi-crystalline silicon wafers due to grain boundary of random crystallographic orientation. Accordingly, acid texturing method is generally used for multi-crystalline silicon wafers to reduce the surface reflectance. To reduce reflectivity of multi-crystalline silicon wafers, double texturing method with combination of acid and reactive ion etching is an attractive technical solution. In this paper, we have studied to optimize RIE condition by different RF power condition (100, 150, 200, 250, 300 W).
직접 volume rendering 방식에서 좋은 해상도의 이미지를 얻기 위해서 계산되는 많은 trilinear interpolation은 고성능 그래픽 워크스테이션이나 특별한 목적의 하드웨어 사양을 요구하며 제한적으로 구현이 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 PC 그래픽 하드웨어 상에서 2D-Texture를 이용하여 volume rendering을 MRI head set 영상을 적용하여 구현해 보았다. 또한 최근에 지원되는 PC 그래픽 보드의 multi-texturing성능을 이용하여 volume rendering 할 수 있는 방법을 보여준다. 이러한 OuenGL 확장 기능을 이용하여 픽셀 연산과 rendering 성능을 PC 기반에서 항상 시켜 보았다.
다결정 실리콘 웨이퍼 표면에 대면적 reactive ion etching (RIE) 장비로 표면 텍스쳐를 형성한 뒤 태양전지를 제작하였다. 웨이퍼 표면에 텍스쳐를 형성하는 것은 광학적 손실을 줄이기 위해 일반적으로 사용되는 방법으로 alkaline etching이 사용된다. 그러나 다결정 실리콘 태양전지의 경우 재료의 결정 방향에 따라 식각되는 alkaline etching은 텍스쳐링의 모양을 제어할 수 없어 효과적이지 못하다. 이와 달리 플라즈마 식각방법을 사용하면 표면 텍스쳐의 모양을 효과적으로 제어하여 조금 더 낮은 반사율을 얻을 수 있다. 하지만 텍스쳐 모양 조절로 얻은 낮은 반사율이 항상 높은 변환효율을 얻을 수 있는 것은 아니다. 본 연구에서는 대면적 RIE 공정 조건별로 얻은 태양전지 표면 텍스쳐의 모양에 따라 각각의 반사율과 양자효율 및 변환효율이 미치는 영향을 살펴보았다.
Laser Surface Texturing(LST) is a surface engineering process used to improve tribological characteristics of materials by creating patterned microstructures on the mechanical contact surface. In LST technology, a pulsated laser beam is used to create arranged dimples on a surface by a material ablation process, which can improve such as load capacity, wear resistances, lubrication lifetime, and reduce friction coefficients. In the present study, the effect of multi-scale LST on lubricant regime was investigated. A pulsed Nd:YAG laser was applied on the bearing steel(AISI 52100) to create arranged dimples. To optimize the surface texturing effect on friction, multi-scale texture dimples with some specific formula arrays were fabricated by combining circles, ellipses and the laser ablation process. The tribological testing of multi-scale textured surface was performed by a flat-on-flat unidirectional tribometer under lubrication and the results compared with that of the non-textured surface. Through an increase in sliding speed, the beneficial effect of multi-scale LST performance was achieved. The multi-scale textured surface had lower friction coefficient performances than the non-textured surface due to the hydrodynamic lubrication effect.
Interlace texturing is very useful method to make compound yarns for new synthetic fabrics. In this study, we make the compound ems for peach skin fabric by interlace texturing method. This study surveys relationship between physical properties of interlace textured yarns and process conditions such as air pressure, yarn tension and take-up speed. Nip density, tensile properties and multi-step shrinkage of the various specimens were discussed with process conditions.
Multi-crystalline silicon surface etching without grain-boundary delineation is a challenging task for the fabrication of high efficiency solar cell. The use of sodium hydroxide - sodium hypochlorite (NaOH40% + NaOCl 12%) solution for texturing multi-crystalline silicon wafer surface in solar cell fabrication line is reported in this article. in light current-voltage results, the cells etched in NaOH 40% + NaOCl 12% = 1:2 exhibited higher short circuit current and open circuit voltage than those of the cells etched in NaOH 40% + NaOCl 12% = 1:1 solution. we have obtained 15.19% conversion efficiency in large area(156cm2) multi-Si solar cells etched in NaOH 40% + NaOCl 12% = 1:1 solution.
태양광 발전은 발전 셀의 특성상 태양광의 일사량, 태양과 셀 단면이 이루는 각도에 따라서 발전량의 차이를 가져온다. 실리콘 태양전지의 전면 texturing은 입사광의 반사율을 크게 감소시키고, 태양전지 내에서 빛의 통과길이를 증가시켜 태양전지 내의 흡수하는 빛의 양을 증가 시키는 역할을 한다. 따라서 전면 texturing은 단락전류를 증대시키는 효과를 가지고 온다. 일반적으로 texturing은 alkaline etching (WET) 공정과 reactive ion etching (RIE) 공정이 사용된다. 그리고 다결정 실리콘 태양전지의 경우에는 재료의 결정방향에 따라 식각이 되어지는 WET 공정의 경우 texturing 모양을 제어할 수 없어 효과적이지 못하는 결과를 가지고 온다. 본 연구에서는 Electroluminescence을 측정하여 RIE, WET 공정을 사용하여 만든 texturing 구조의 다결정 태양전지의 Microcrack 및 Defect, Electrode Failure, Hot spot등을 검출하였으며, ${\mu}$-PCD 측정 결과와 비교 분석하여 Micro carrier life time을 유추하여 계산하였다. 또한 반사율을 측정해본 결과 WET 공정 대비 RIE의 경우 단파장영역에서 반사율이 크게 감소하여, 상대적으로 높은 External quantum efficiency (EQE)가 측정되었다. 이는 Jsc를 증가시켜, 태양전지의 효율이 증가되는 결과를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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