• 한국재료학회지
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• 제20권4호
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• pp.210-216
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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 wafers. It is observed that the passivation quality of a-Si:H thin-films on c-Si wafers depends highly on the initial H-termination properties of the wafer surface. The effective minority carrier lifetime (MCLT) of highly H-terminated wafer is beneficial for obtaining high quality passivation of a-Si:H/c-Si. The wafers passivated by p(n)-doped a-Si:H layers have low MCLT regardless of the initial H-termination quality. On the other hand, the MCLT of wafers incorporating intrinsic (i) a-Si:H as a passivation layer shows sensitive variation with initial cleaning and H-termination schemes. By applying the improved cleaning processes, we can obtain an MCLT of $100{\mu}sec$ after H-termination and above $600{\mu}sec$ after i a-Si:H thin film deposition. By adapting improved cleaning processes and by improving passivation and doped layers, we can fabricate a-Si:H/c-Si heterojunction solar cells with an active area conversion efficiency of 18.42%, which cells have an open circuit voltage of 0.670V, short circuit current of $37.31\;mA/cm^2$ and fill factor of 0.7374. These cells show more than 20% pseudo efficiency measured by Suns-$V_{oc}$ with an elimination of series resistance.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.95-95
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• 2009

실리콘 이종접합 태양전지는 비정질 실리콘을 사용하여 p-n 접합을 만들기 때문에 결정질 태양전지에 비해 개방전압이 높은 특성을 보인다. 그렇지만 결정질 태양전지는 접합을 확산공정으로 만들어 p층과 n층의 계면에서 결함이 존재하지 않는 반면 이종접합 태양전지는 결정질 실리콘 표면에 접합을 만들기 때문에 결정질 실리콘의 표면에 defect이 존재할 가능성이 많아진다. 이번 실험에서 결정질 실리콘의 cleaning 조건 변화에 따른 이종접합 태양전지의 특성변화를 보았다. 실리콘 이종접합 태양전지는 전면전극/ITO/p a-Si:H/i a-Si:H/n c-Si/i a-Si:H/n a-Si:H/후면전극의 구조로 만들으며 p형 및 n형 비정질 실리콘은 PECVD를 이용하여 증착하였고 i형 비정질 실리콘은 HWCVD를 이용하여 증착하였다. 만들어진 태양전지의 특성을 평가하기 위해 암전류 특성, 광전류 특성, 양자효율, 소수반송자수명을 측정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.92-92
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• 2009

실리콘 기판과 비정질 실리콘 박막 사이의 계면특성은 실리콘 이종접합 태양전지의 효율을 높이는데 있어서 중요한 요소이다. 이종접합 태양전지에서는 n형 실리콘 기판 위에 비정질 실리콘 막을 증착시키는데 이 때 비정질 실리콘 막이 증착되면서 (111)면과 (111)면이 만나는 조직화된 피라미드의 골 사이에서 부분적으로 실리콘의 에피층이 성장하게 된다. 이 에피층이 결정질 실리콘 기판과 비정질 실리콘 막 사이의 계면 특성을 떨어뜨려 이종접합 태양전지의 효율이 감소하게 된다. 본 연구에서는 n형 실리콘 기판을 이용한 고효율 실리콘 이종접합 태양전지 제작을 위하여 실리콘 기판의 조직화 상태를 다르게 하여 셀을 제작하였다. 이에 큰 피라미드 형상의 조직화된 기판 표면, 작은 피라미드 형상의 조직화된 기판 표면, 큰 피라미드 형상을 라운딩 시킨 기판 표면, 작은 피라미드 형상을 라운딩 시킨 기판 표면을 제작하여 기판 종류에 따른 이종접합 태양전지를 제작하여 특성을 비교 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.444.2-444.2
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• 2014

Transparent conductors (TCs) are typically applied as an ohmic contact layer for photoelectric devices. Recent researches have illuminated a unique rectifying-junction design between a transparent conductor and a semiconductor layer. This approach may lead a significant reduction of device-fabrication steps and cost. A high-performing heterojunction device is presented, which provided significant photoelectric responses. This covers the fabrication processes, rectifying-junction formations and device analyses.

• 한국세라믹학회지
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• 제23권1호
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• pp.44-50
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• 1986

Si-ZnO n-n heterojunction diodes were prespared by r.f diode sputtering of the sintered ZnO target on n-type Si single crystal wafers and their structures and electrical properties were studied. The films were grown orientedly with the c-axis of crystallites perpendicular to the substrate surface at low r.f. powder and grown to polycrystalline films with random orientation at high r. f. powder. The crystallite size increased with the increasing substrate temperture The oriented texture films only were used to prepare the photovoltaic diodes and these didoes showed the photovoltaic effect veing positive of the ZnO side for the photons in the wavelength range of 380-1450nm. The sign reversal of phootovoltage which is the property os isotype heterojunction was not observed because of the degeneration of the ZnO films. The diode showed the forward rectification when it was biased with the ZnO side positive. The current-voltage characteristics exhibited the thermal-current type relationship J∝exp(qV/nkT) with n=1.23 at the low forward bias voltage and the tunnelling-current type relationship J∝exp($\alpha$V) where $\alpha$ was constant independent of temperature at the high forward bias voltage. The crystallite size of ZnO films were influenced largely on the photovoltaic properties of diodes ; The diodes with the films of the larger crystallites showed the poor photovoltaic properties. This reason may be cosidered that the ZnO films with the large crystallites could not grow to the electrically continuous films because the thickness of films was so thin in this experiment.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.359-364
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• 2016

NiO serves as a window layer for Si photoelectric devices. Due to the wide energy bandgap of NiO, high optical transparency (over 80%) was achieved and applied for Si photoelectric devices. Due to the high the high mobility, the heterojunction device (Al/n-Si/$SiO_2$/p-NiO/ITO) provide ultimately fast photoresponses of rising time of $38.33{\mu}s$ and falling time of $39.25{\mu}s$, respectively. This functional NiO layer would provide benefits for high-performing photoelectric devices, including photodetectors and solar cells.

• 한국진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.50-56
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• 2011

본 논문에서는 버퍼막 두께 및 열처리 온도에 따른 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 기반 이종접합 다이오드 전류 특성에 대한 연구가 진행되었고, b-ZnO (ZnO buffer layer) 버퍼막 두께 및 열처리 온도에 따른 p-Si(111) 기판 위에 증착시킨 ZnO 박막의 구조적, 전기적 특성 또한 연구되었다. X-ray diffraction (XRD) 방법을 이용하여 ZnO 박막의 구조적 특성을 측정하였고, semiconductor parameter analyzer를 이용하여 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 이종접합 다이오드의 I-V 특성을 평가하였다. XRD 분석 결과 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$, 버퍼막 두께 70 nm에서 ZnO 박막은 우세한 (002) 방향의 c-축 배향성을 갖는 육방정계(hexagonal wurtize) 결정 구조를 나타내었다. 전기적 특성인 운반자 농도, 비저항 값의 경우에는 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$, 버퍼막 두께 50 nm에서 우수한 전기적 특성(비저항: $2.58{\times}10^{-4}[{\Omega}-cm]$, 운반자 농도: $1.16{\times}10^{20}[cm^{-3}]$)을 보였다. 또한 ZnO/b-ZnO/p-Si(111) 이종접합 다이오드의 전류 특성은 버퍼막 열처리 온도 $700^{\circ}C$에서 버퍼막 두께가 증가할수록 전류 특성이 향상되는 경향을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.458.1-458.1
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• 2014

An effective light-managing structure has been achieved by using a nano-imprint method. A transparent conductor of indium-tin-oxide (ITO) was periodically nanodome-shaped to have a height of 200 nm with a diameter of 340 nm on a p-type Si substrate. This spontaneously formed a heterojunction between the ITO layer and Si substrate and effectively reduced the light-reflection. The ITO nanodome device response was significantly enhanced to 6010 from the value of 72.9 of a planar ITO film. The transparent conducting ITO nanodome structure efficiently manipulates the incident light driving into the light-absorber and can be applied in various photoelectric applications.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.88-88
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• 2009

실리콘 이종접합 태양전지 제작을 위한 주요 요소기술 중 TCO/a-Si:H 간의 계면 특성은 태양전지 효율을 결정하는 주요 인자이다. 일반적으로 투명전도 산화막으로는 ZnO:Al 또는 ITO 가 사용되고 있으며 Zn, In, Sn, O 등의 확산과 Si원소의 확산으로 TCO/a-Si:H 계면에서 $SiO_x$가 생성되어 태양전지 충진률을 감소시키는 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 TCO/a-Si 계면에서 확산을 방지 하면서 패시베이션 역할을 하는 완충층을 삽입하여 실리콘 이종접합 태양전지의 효율을 높이는 연구를 수행하였다. 완충층으로 사용된 ZnO:Al의 수소화와 Zn 박막, $TiO_2$ 박막의 전기 광학적 특성을 분석하였고 AES 분석을 통해 $SiO_x$의 생성과 각 원소의 확산정도를 분석하고, CTLM을 이용하여 TCO/완충층/a-Si 간의 접촉저항을 측정하였다. 결과적으로 완충층으로 사용된 $TiO_2$(5nm)는 광특성에 큰 감소요인 없이 전기적 특성과 접촉저항 특성이 우수하였으며, 원소들간의 확산방지층으로도 우수한 특성을 보였다. ZnO:Al의 수소화는 SIMS 분석 결과 수소원소들이 계면쪽에 위치하지 않고 표면쪽에 다수 존재함으로써 패시베이션 특성을 크게 보이지 않았으나 AZO 박막의 전기적 특성은 크게 향상 시켰다. 그밖에 완충층으로 사용된 Zn 박막은 두께가 두꺼원 질수록 접촉저항의 감소를 가져왔으나 광학적 특성이 크게 감소하면서 효율적인 광포획 특성을 가지지 못하였다. 본 연구를 통하여 TCO/a-Si:H 간의 완충층 삽입을 통해 접촉저항을 낮추고 원소간의 확산을 억제하여 계면 패시베이션 특성을 향상 시킬수 있었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제9권2호
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• pp.73-78
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• 2008

We investigated for comparison of large-area i-a-Si:H and p-a-SiC:H film quality like thickness uniformity, optical bandgap and surface roughness using both ICP-CVD and PECVD on the large-area substrate(diameter of 100 mm). As a whole, films using ICP-CVD could be achieved much uniform thickness and bandgap of that using PECVD. For i-a-Si:H films, its uniformity of thickness and optical bandgap were 2.8 % and 0.38 %, respectively. Also, thickness and optical bandgap of p-a-SiC:H films using ICP-CVD could be obtained at 1.8 % and 0.3 %, respectively. In case of surface roughness, average surface roughness (below 5 nm) of ICP-CVD film could be much better than that (below 30 nm) of PECVD film. HIT solar cell with 2 wt%-AZO/p-a-SiC:H/i-a-Si:H/c-Si/Ag structure was fabricated and characterized with diameter of 152.3 mm in this large-area ICP-CVD system. Conversion efficiency of 9.123 % was achieved with a practical area of $100\;mm\;{\times}\;100\;mm$, which can show the potential to fabrication of the large-area solar cell using ICP-CVD method.