• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.462-462
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• 2014

The effect of rear passivation for passivated emitter and rear cell (PERC) using ozone and H2O oxidant of atomic layer deposited (ALD) Al2O3 was studied by post-annealing in N2 and forming gas ambients. Rear surface of PERC solar cell was passivated by Al2O3 grown by ALD with ozone and H2O oxidant. Al2O3 grown by ALD with ozone oxidant has been known to have many advantages, such as lower interface defects, low leakage current density. Its passivation quality is better than Al2O3 with H2O. Al2O3 layer with 10 nm and 20 nm thickness was grown at $150^{\circ}C$ with ozone oxidant and at $250^{\circ}C$ with H2O oxidant. And then each samples were post-annealled at $450^{\circ}C$ in N2 ambients and at $850^{\circ}C$ in forming gas ambients. The passivation quality was investigated by measuring the minority carrier lifetime respectively. We examined atomic layer deposited Al2O3 such as growth rate, film density, thickness, negative fixed charge density at AlOx/Si interface, and reflectance. The influences of process temperature and heat treatment were investigated using Sinton (WCT-120) by Quasi-Steady State Photoconductance (QSSPC) mode. Ozone-based ALD Al2O3 film shows the best carrier lifetime at lower deposition temperature than H2O-based ALD.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.36 no.4
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• pp.332-340
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• 2023

Crystalline silicon solar cells have attracted great attention for their various advantages, such as the availability of raw materials, high-efficiency potential, and well-established processing sequence. Tunnel oxide passivated contact (TOPCon) solar cells are widely regarded as one of the most prospective candidates for the next generation of high-performance solar cells because an efficiency of 26% has been achieved in small-area solar cells. Compared to n-type TOPCon solar cells, the photo conversion efficiency (PCE) of p-type TOPCon is slightly higher. The highest PCEs of p-type TOPCon and n-type TOPCon solar cells are 26.0% and 25.8%, respectively. Despite the highest efficiency in small-area cells, limited progress has been achieved in p-type TOPCon solar cells for large are due to their lower carrier lifetime and inferior surface passivation with the boron-doped c-Si wafer. Nevertheless, it is of great importance to promoting the p-type TOPCon technology due to its lower price and well-established manufacturing procedures with slight modifications in the PERC solar cells production lines. The progress in different approaches to increase the efficiencies of p-type TOPCon solar cells has been reported in this review article and is expected to set valuable strategies to promote the passivation technology of p-type TOPCon, which could further increase the efficiency of TOPCon solar cells.

• Current Photovoltaic Research
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• v.4 no.4
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• pp.145-149
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• 2016

Characteristic of aluminum-silicon alloy paste which is applied on the rear side of PERC cell was investigated. The paste was made by aluminum-silicon alloy with eutectic composition to avoid the formation of void which is responsible for the degradation of the open-circuit voltage. Also, the glass frit component of the paste was changed to improve the adhesion of aluminum-silicon paste. We observed the formation of void and local back surface field between aluminum electrode and silicon base by SEM. The light IV, quantum efficiency and reflectance of the solar cells were characterized and compared for each paste.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.364.1-364.1
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• 2014

고효율 태양전지로 가기 위해서는 태양전지의 후면 패시베이션은 중요한 역할을 한다. 후면 패시베이션 막으로 사용되는 $Al_2O_3$ 막은 $Al_2O_3/Si$ 계면에서 높은 화학적 패시베이션과 Negative Fixed Charge를 가지고 있어 적합한 Barrier막으로 여겨진다. 하지만 이후에 전면 Metal paste의 소성 공정에 의해 $800^{\circ}C$이상 온도를 올려주게 됨에 따라 $Al_2O_3$ 막 내부에 결합되어 있던 수소들이 방출되어 blister가 생성되고 막 질은 떨어지게 된다. 우리는 blister가 생성되는 것을 방지하기 위한 방법으로 PECVD 장비로 SiNx를 증착하는 공정 중에 $N_2O$ 가스를 첨가하여 SiON 막을 증착하였다. SiON막은 $N_2O$가스량을 조절하여 막의 특성을 변화시키고 변화에 따라 소성시 막에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 공정을 위해 $156{\times}156mm2$, $200{\mu}m$, $0.5-3.0{\Omega}{\cdot}cm$ and p-type 단결정 실리콘 웨이퍼를 사용하였고, $Al_2O_3$ 막을 올리기 전에 RCA Cleaning 실행하였다. ALD 장비를 통해 $Al_2O_3$ 막을 10nm 증착하였고 RF-PECVD 장비로 SiNx막과 SiON막을 80nm 증착하였다. 소성로에서 $850^{\circ}C$ ($680^{\circ}C$) 5초동안 소성하고 QSSPC를 통해 유효 반송자 수명을 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.421.2-421.2
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• 2016

고효율 태양전지에서 후면 반사 방지막은 장파장대(900nm~1200nm) 빛의 내부 반사를 증가시켜 광흡수도를 개선한다. 태양전지 후면에 박형 절연층 구조를 구성함으로써 특정 파장에서 높은 반사도를 얻을 수 있는 Bragg mirror 구조를 이론적으로 계산할 수 있다. Bragg mirror 구조를 이용하여 태양전지의 후면 반사층(Rear reflector layer)을 형성함으로써 태양전지 내부의 광흡수도를 개선할 수 있다. 후면 반사 방지막(Rear anti-reflection coating)으로 사용되는 Al2O3와 SiOxNy 또는 이러한 두 가지 물질의 겹층 구조를 구성하여 장파장대 빛의 반사도 차이에 의한 광흡수도 개선 정도를 광학 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 광학 시뮬레이션은 TCAD를 이용하였으며 두 가지 겹층 구조에서 각 반사 방지막의 두께에 따른 단락 전류(Jsc)의 개선 정도, 후면 반사층 두께의 최적화 조건을 계산하였다. 후면 반사방지막을 제외한 기본적인 태양전지 구조는 n-type PERC 구조를 사용하였으며, 후면 반사방지막만의 광학적 특성을 살펴보기 위해 전극은 광학적으로 투명하다고 가정하였다. 반사방지막 두께의 범위는 Al2O3(5-30nm), SiNx(150-300nm), SiOxNy(150-300nm)에서 수행하였으며, 각각 1nm, 2nm 간격으로 진행하였다. Al2O3/SiOxNy 구조에서는 단락 전류가 32.45-32.87mA/cm2 값을 가진다. Al2O3/SiNx 구조에서는 단락 전류가 32.59-32.87mA/cm2 값을 가진다. 결론적으로, 후면 반사방지막의 겹층 구조를 통해 광흡수도를 증가 시킬 수 있으며, TCAD 시뮬레이션을 통하여 입사되는 태양광 스펙트럼에 최적화된 구조를 설계할 수 있다.