• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.155-156
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• 2007

본 연구에서는 태양전지 표면에 입사된 빛의 반사율을 최소화하기 위해서 단결정 실리콘 기판 표면에 다공성 실리콘층을 적용하여 반사방지막(Anti-Reflection Coating, ARC)을 형성하는 실험을 하였다. 다공성 실리콘(Porous silicon, PSi)은 실온에서, 기판 성질에 따라 일정 비율로 만든 전해질 용액($HF-C_2H_5OH-H_2O$)을 사용하여 실리콘 표면에 양극산화처리 함으로써 단순 공정만으로 실리콘 기판의 반사율을 낮출 수 있다. 본 연구는 일정한 면저항을 가지는 단결정 실리콘 기판에 다공성 실리콘층을 여러 조건으로 형성하여 반사방지막으로써의 특성을 비교 분석하였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.225-232
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• 2011

다결정 실리콘 태양전지 표면의 광흡수율을 극대화시키기 위하여 플라즈마기반의 reactive ion etching (RIE) 공정을 적용하였으며 maskless 표면 texturing조건을 최적화하여 310~1,100 nm 파장대역의 평균 표면반사율을 $4{\pm}1%$ 내외로 감소시킬 수 있는 grass-like 한 블랙실리콘을 제조할 수 있었다. Saw damage를 가진 $15.6{\times}15.6\;cm^2$ bare 웨이퍼에서부터 중요 공정단계별로 처리된 시료들의 평균반사율, 표면형상, 소수운반자 수명 등의 위치분포를 측정하여 최종 제작된 태양전지의 광전변환효율과 외부양자효율 등과 비교 검토하여 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산에 필요한 표면 texturing 조건들을 연구하였다. 평균 반사율을 4% 이하로 감소시키는 texturing 공정조건에서 웨이퍼 중앙에서 가장자리로 갈 수록 표면구조의 깊이 2배 반치폭 3배의 불균일성이 발생하였으며 이에 따라 입사광자의 다중반사확률이 높아져 평균반사율이 1% 정도 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 비반사막이 코팅된 시료에서 측정된 소수운반자수명분포도 중앙에서 가장자리로 갈수록 약 40% 이상 더 긴 수명을 갖는 것으로 밝혀져 표면구조의 크기에 따른 사이즈효과가 발생하는 것으로 판단된다. 제조된 태양전지의 위치에 따른 광전변환효율도 낮은 반사율과 더 긴 소수운반자수명을 갖는 가장자리에서 2% 가량 높은 광전변환효율을 보였으며, 380~1,100nm 파장대역의 외부양자효율 측정결과도 이를 뒷받침하고 있다. 균일한 에미터 층 형성 및 ARC 증착에 있어서 구조적으로 가장자리 부분의 구조가 유리한 것으로 예상되며, 동시에 표면 구조의 사이즈 효과 때문에 표면 재결합확률이 중앙보다 가장자리에서 더 감소되어 더 높은 광전변환효율을 보이는 것으로 해석된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.1019-1023
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• 2012

본 연구에서는 새로운 알루미늄 유도 결정화 공정을 제안하였다. 알루미늄 박막에 직접 3 A의 정전류를 인가하여 $1cm{\times}1cm$ 넓이의 두께 200 nm 비정질 실리콘 박막을 수십 초 내에 결정화하는 방법이다. 결정화된 다결정 실리콘 박막은 520 $cm^{-1}$ 에서의 라만 분광 피크를 통해 확인할 수 있었다. 공정 후, 알루미늄이 식각된 다결정 실리콘 박막은 다공성 구조임을 SEM 을 통하여 확인할 수 있었다. 또 한, 이차이온질량분석(secondary ion mass spectroscopy)에서 알루미늄 농도가 $10^{21}cm^{-3}$으로 헤비 도핑된 것을 확인 할 수 있었으며, 실시간으로 측정된 열화상 카메라의 결과를 통해 결정화는 820 K 근처에서 일어나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권4호
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• pp.55-62
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• 2018

지구온난화로 인하여 태양광 발전에 대한 관심이 커지고 있다. 이에 따라 태양전지를 만드는 핵심물질인 폴리실리콘의 수요도 나날이 증가하고 있으며 시장이 커짐에 따라 생산공정에서 크고 작은 사고들이 발생하고 있다. 그 예로 2013년 상주시의 폴리실리콘 제조공장에서 염산이 누출되었고 2014년에는 여수시의 폴리실리콘 제조공장에서 화재가 발생하였으며, 2015년에는 군산시의 폴리실리콘 제조공장에서 STC(Silicon Tetrachloride)가 누출되었다. 이러한 누출 사고들은 사업장 내부에만 영향을 주는 것이 아니라 인근지역까지 영향을 줄 수 있다는 것이 특징이다. 따라서 본 연구에서는 폴리실리콘 제조공정에서 사용되는 위험물질을 파악하고, 최악의 누출 시나리오를 적용했을 때 누출량과 피해범위를 정량적으로 예측하였다. 그 결과 폭발에 따른 피해거리는 726 m로 예측되었고, 독성에 대한 피해거리는 4,500 m로 예측되었다. 그리고 TCS(Trichlorosilane), STC(Silicon Tetrachloride), DCS(Dichlorosilane)가 누출되어 공기 중의 수분과 반응하여 HCl이 생성될 경우 피해거리는 최대 5.7 km까지로 예측되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.322-322
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• 2010

For boron doping on n-type silicon wafer, around $1,000^{\circ}C$ doping temperature is required, because of the relatively low solubility of boron in a crystalline silicon comparing to the phosphorus case. Boron doping by fiber laser annealing and lamp furnace heat treatment were carried out for the uniformly deposited p-a-Si:H layer. Since the uniformly deposited p-a-Si:H layer by cluster is highly needed to be doped with high temperature heat treatment. Amorphous silicon layer absorption range for fiber laser did not match well to be directly annealed. To improve the annealing effect, we introduce additional lamp furnace heat treatment. For p-a-Si:H layer with the ratio of $SiH_4:B_2H_6:H_2$=30:30:120, at $200^{\circ}C$, 50 W power, 0.2 Torr for 30 min. $20\;mm\;{\times}\;20\;mm$ size fiber laser cut wafers were activated by Q-switched fiber laser (1,064 nm) with different sets of power levels and periods, and for the lamp furnace annealing, $980^{\circ}C$ for 30 min heat treatment were implemented. To make the sheet resistance expectable and uniform as important processes for the $p^+$ layer on a polished n-type silicon wafer of (100) plane, the Q-switched fiber laser used. In consequence of comparing the results of lifetime measurement and sheet resistance relation, the fiber laser treatment showed the trade-offs between the lifetime and the sheet resistance as $100\;{\omega}/sq.$ and $11.8\;{\mu}s$ vs. $17\;{\omega}/sq.$ and $8.2\;{\mu}s$. Diode level device was made to confirm the electrical properties of these experimental results by measuring C-V(-F), I-V(-T) characteristics. Uniform and expectable boron heavy doped layers by fiber laser and lamp furnace are not only basic and essential conditions for the n-type crystalline silicon solar cell fabrication processes, but also the controllable doping concentration and depth can be established according to the deposition conditions of layers.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권3호
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• pp.399-405
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• 1996

이 논문은 현재 삼성종합기술원에서 연구개발이 진행중인 태양전지의 현항을 소개하고, 미래의 연구를 예측해 보기위한 리뷰성 논문이다. 전극함몰형 태양전지의 공정결과를 기판별로 특성을 조사하고, 보다 저가 공정인 전극함몰형 양변 태양전지의 공정과 비교함으로서, 그 제작 가능성을 분석하였다. 양면 태양전지는 루프 타일형에 가장 적합한 것으로 사료되며, 변환효율은 18~20 %로 예상된다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제1권4호
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• pp.11-15
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• 2000

This paper presents a process optimization of antireflection (AR) coating on crystalline Si solar cells. Theoretical and experimental investigations were performed on a double-layer AR(DLAR) coating of MgFe$_2$/GeO$_2$. We investigated GeO$_2$ films as an AR layer because they have a proper refractive index of 2.46 and demonstrate the same lattice constant as Si substrate. RF sputter grown GeO$_2$ film showed deposition temperature strong dependence. The GeO$_2$ at 400$\^{C}$ exhibited a strong (111) preferred orientation and the lowest surface roughness of 6.87 $\AA$. Refractive index of MgFe$_2$film was measured as 1.386 for the most of growth temperature. An optimized DLAR coating showed a reflectance as low as 2.04% in the wavelengths ranged from 0.4 ㎛ to 1.1 ㎛. Solar cells with a structure of MgFe$_2$/GeO$_2$/Ag/N$\^$+//p-type Si/P$\^$+//Al were investigated with the without DLAR coatings. We achieved the efficiency of solar cells greater than 15% with 3.12% improvement with DLAR coatings. Further details about MgFe$_2$,GeO$_2$ films, and cell fabrication parameters are presented in this paper.

• Current Photovoltaic Research
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• 제11권2호
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• pp.39-43
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• 2023

Carrier-selective contacts (CSCs) solar cells are considerably attractive on highly efficient crystalline silicon heterojunction (SHJ) solar cells due to their advantages of high thermal tolerance and the simple fabrication process. CSCs solar cells require a hole selective contact (HSC) layer that selectively collects only holes. In order to selectively collect holes, it must have a work function characteristic of 5.0 eV or more when contacted with n-type Si. The VO_x, NiO_x, and CuI_x thin films were fabricated and analyzed respectively to confirm their potential usage as a hole-selective contact (HSC) layer. All thin films showed characteristics of band-gap engergy > 3.0 eV, work function > 5.0 eV and minority carrier lifetime > 1.5 ms.

• Current Photovoltaic Research
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• 제12권2호
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• pp.37-40
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• 2024

One of the current innovation trends in the solar industry is the increase in the size of silicon wafers. As the wafer size increases, the series resistance of the module rises, highlighting the need for research on methods for cutting and bonding solar cells. Among these, the Infrared (IR) laser scribing technique has been extensively researched. However, there is still insufficient optimization research regarding the thermal damage caused by lasers on the Transparent Conductive Oxide (TCO) layer of Heterojunction (HJT) solar cells. Therefore, in this study, we systematically varied conditions such as IR laser scribing speed, frequency, power, and the number of scribes to investigate their impact on the performance of cut cells under each condition. Additionally, we conducted a comparative analysis of thermal damage effects on the TCO layer based on varying scribing depths.

• Current Photovoltaic Research
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• 제5권3호
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• pp.75-82
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• 2017

High efficiency thin film solar cells require an absorber layer with high absorption and low defect, a transparent conductive oxide (TCO) film with high transmittance of over 80% and a high conductivity. Furthermore, light can be captured through the glass substrate and sent to the light absorbing layer to improve the efficiency. In this paper, morphology formation on the surface of glass substrate was investigated by using HF, mainly classified as random etching and periodic etching. We discussed about the etch mechanism, etch rate and hard mask materials, and periodic light trapping structure.