• 한국결정성장학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.7-11
• /
• 2010

단결정 실리콘 태양전지의 광학적 손실을 감소시키는 표면 텍스쳐링은 최종 셀의 효율을 향상시키기 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서는 2-step texturing의 공정으로 기존의 텍스쳐링에서 이루어진 피라미드에 수 많은 sub-micrometer 사이즈의 구조를 형성시켰다. $AgNO_3$ 용액으로 웨이퍼 표면에 Ag코팅을 한 후, 그 웨이퍼를 다시 HF/$H_2O_2$ 용액으로 수십초 동안 식각을 거치게 된다. 결과적으로, 피라미드 위에 생성된 수 nm사이즈의 구조물들은 $AgNO_3$의 농도 및 식각 시간의 변화에 의해 그 크기와 굵기가 변화하는 것을 알 수 있었다. 웨이퍼의 표면이 2-step texturing에 의해 식각이 이루어지면 연잎의 거친 표면과 비슷해지고, 그 결과 평균 10% 이상의 반사율을 보이던 기존 웨이퍼에서 3% 이하의 낮은 반사율을 얻을 수 있었다. 이는 일반적인 텍스쳐링과 anti-reflection coating을 거친 웨이퍼의 반사율보다 낮은 결과이다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제10권11호
• /
• pp.2075-2082
• /
• 2006

이 논문은 p-type single-crystalline float zone (FZ) 웨이퍼를 이용한 고효율 태양전지 제조 공정상의 공정 모델링과 최적화 기술에 대하여 서술하였다. 태양전지 제조 공정 중 중요한 4가지의 공정 1) Emitter formation; 2) Anti-Reflection-Coating (ARC): 3) Screen-printing; 4) Contact formation 중에서 제조비용을 줄여주며, 성능을 증대 시키는데 중요한 contact formation 공정을 모델링을 하고, 최적화 하였다. 본 논문에서는 공정에 소요되는 시간과 비용을 줄이기 위해 실험 계획법 (design of experiments: DOE) 중 중심 합성계획 (central composite design)을 이용하여 24개의 요인 (factorial), 8개의 축점 (axial points), 3개의 중심점 (center points)과 실험의 범위를 증가시키기 위한 6개의 임의점(random points)으로 실험계획을 수립하였다. 접촉형성(contact formation) 공정 이후에는 실험 결과를 사용하여 신경망 (neural network)으로 모델링을 하였다. 수립된 신경망 모델을 바탕으로 유전자 알고리즘 (genetic algorithm)을 이용하여 다양한 조합의 공정 파라미 터를 합성하는 방법으로 최적화를 수행하여 고효율의 태양전지를 구현할 수 있는 최적의 공정 조건을 수립하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권12호
• /
• pp.10-15
• /
• 2020

파장 400 nm 이하의 자외선은 눈 건강에 매우 해롭다. 또한 고에너지 가시광도 망막 세포에 영향을 줄 수 있음이 최근에 밝혀졌다. 따라서 자외선 및 고에너지 가시광 차단 기능의 안경렌즈 개발이 시대적으로 요청되고 있다. 본 연구에서는 m-자일릴렌 디이소시아네이트 모노머와 2,3-bis((2-mercaptoethyl)thio)-1-propanethiol 모노머 및 벤트리아졸 UV 흡수제, 알킬인산에스터 이형제, 안료혼합물(CI solvent violet 13), 이염화부틸주석 촉매제 등의 혼합물을 인젝션 몰드 방법으로 열중합 공정을 적용하여, 굴절률 1.67의 고굴절률 폴리머 안경렌즈를 제조하였다. 제조된 폴리머 안경렌즈의 양면에 전자빔 진공증착 시스템으로 다층 반사방지 코팅을 하였다. 제조된 안경렌즈의 자외선 및 고에너지 가시광 차단 기능을 UV-visible spectrophotometer로 분석하였다. 그 결과 UV 흡수제를 0.5wt% 첨가한 폴리머 안경렌즈가 411 nm 파장 이하의 자외선 및 고에너지 가시광을 99 % 이상 차단하였다. 또한 460 ~ 660 nm 파장의 명소시 시각 민감도 10% 이상의 영역에서 평균 투과율이 97.9%를 나타내어 명소시에서 선명한 상을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
• /
• 제9권6호
• /
• pp.380-384
• /
• 1998

최근 고출력 에너지를 가진 레이저가 개발됨에 따라 레이저에 사용되는 반사경은 높은 열충격에도 견디며 효율적으로 냉각되어야 하므로 열확산도가 큰 광학박막의 연구가 중요하다. 본 연구에서는 굴절률이 다른 두 물질 MgFz와 ZnS의 증착 속도를 10$\AA$/s, 20$\AA$/s로 하고, 증착시 기판온도를 5$0^{\circ}C$, 10$0^{\circ}C$, 15$0^{\circ}C$, 20$0^{\circ}C$로 각각 다르게 하여 2층의 무반사막을 증착한 후 광음향효과를 이용하여 박막면에 수직한 방향의열확산도를 측정하였다. 시편 설계시 각 물질의 광학적 두께는 광원인 Ar+ 레이저(λ=514.5 nm)광에 대하여 MgFz 는 5/4λ이고, ZnS 는 λ가 되도록 하였고, 제작된 시료에 입사하는 광의주파수를 변화시키며 시료에서 발생되는 광음향신호의 크기를 측정하여 증착조건이 다를 때의 열확산도를 구하였다. 그 결과 증착속도가 10$\AA$/s 일 때와 기판온도가 15$0^{\circ}C$일 경우에 열확산도가 가장 큰 값을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.149-149
• /
• 2010

The double-layer antireflection (DLAR) coatings have significant advantages over single-layer antireflection (SLAR) coatings. This is because they will be able to cover a broad range of the solar spectrum which would enhance the overall performance of solar cells. Moreover films deposited at high frequency are expected to show excellent and UV-stable passivation in the refractive index that we adopted. In this work, we present a novel DLAR coating using SiNx:H thin films with refractive indices 1.9 and 2.3 as the top and bottom layers. This approach is cost effective when compared to earlier DLAR coatings with two different materials. SiNx:H films were deposited by Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique using $SiH_4$, $NH_3$ and $N_2$ gases with flow rates 20~80sccm, 200sccm and 85 sccm respectively. The RF power, plasma frequency and substrate temperature for the deposition were 300W, 13.56 MHz and $450^{\circ}C$, respectively. The optimum thickness and refractive indices values for DLAR coatings were estimated theoretically using Macleod simulation software as 82.24 nm for 1.9 and 68.58 nm for 2.3 respectively. Solar cells were fabricated with SLAR and DLAR coatings of SiNx:H films and compared the cell efficacy. SiNx:H> films deposited at a substrate temperature of $450^{\circ}C$ and that at 300 W power showed best effective minority carrier lifetime around $50.8\;{\mu}s$. Average reflectance values of SLAR coatings with refractive indices 1.9, 2.05 and 2.3 were 10.1%, 9.66% and 9.33% respectively. In contrast, optimized DLAR coating showed a reflectance value as low as 8.98% in the wavelength range 300nm - 1100nm.

• 문화기술의 융합
• /
• 제6권4호
• /
• pp.727-732
• /
• 2020

본 연구에서는 1.55um의 파장을 갖는 DFB 레이저에서 굴절률 격자와 이득 격자가 동시에 존재할 때, 오른쪽 거울 면에 반사가 일어나지 않도록 유전막 코팅을 하여 𝜌_r=0 이 되도록 하였다. δL > 0인 경우일 때, 문턱에서 발진 모드에 대하여, 발진 이득과 종 방향으로의 발진 모드의 빔 분포와 방사전력비 P_l/P_r를 𝜌_l의 위상=π인 경우와 𝜌_l의 위상=π/2인 경우에 대하여 비교했다. 𝜌_l의 위상=π인 경우, 낮은 문턱 전류와 높은 주파수 안정성을 얻기 위해서는, κL이 8보다 커야 한다. 𝜌_l의 위상=π/2인 경우, κL = 4보다 커지면서 𝜌_l의 위상=π인 경우보다 발진 이득이 낮아지기 시작함을 볼 수 있고, 발진 모드의 문턱 전류를 낮추고 주파수 안정성을 높이기 위해서는, κL이 8보다 커야한다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제49권3호
• /
• pp.301-306
• /
• 2016

The effects of nanotexturing and post-etching on the reflection and quantum efficiency properties of diamond wire sawn (DWS) multicrystalline silicon (mc-Si) solar cell have been investigated. The chemical solutions, which are acidic etching solution (HF-$HNO_3$), metal assisted chemical etching (MAC etch) solutions ($AgNO_3$-HF-DI, HF-$H_2O_2$-DI) and post-etching solution (diluted KOH at $80^{\circ}C$), were used for micro- and nano-texturing at the surface of diamond wire sawn (DWS) mc-Si wafer. Experiments were performed with various post-etching time conditions in order to determine the optimized etching condition for solar cell. The reflectance of mc-Si wafer texturing with acidic etching solution showed a very high reflectance value of about 30% (w/o anti-reflection coating), which indicates the insufficient light absorption for solar cell. The formation of nano-texture on the surface of mc-Si contributed to the enhancement of light absorption. Also, post-etching time condition of 240 s was found adequate to the nano-texturing of mc-Si due to its high external quantum efficiency of about 30% at short wavelengths and high short circuit current density ($J_{sc}$) of $35.4mA/cm^2$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.56.1-56.1
• /
• 2010

결정질 실리콘 태양전지의 표면 ARC(Anti-reflection Coating)layer는 반사도를 줄여 광 흡수율을 증가시키고, passivation 효과를 통하여 표면 재결합을 감소 시켜 태양전지의 효율을 높이는 중요한 역할을 한다. Silicon nitride 박막은 외부 stress 요인에 대해 안정성을 담보할 수 있어야한다. 따라서, 본 연구에서는 굴절률 가변에 따른 silicon nitride 박막을 PECVD를 이용하여 증착하고, 항온/항습 stability test를 통해 박막의 안정성을 확인하였다. Silicon nitride 증착을 위해 PECVD를 이용하였고, 공정압력 0.8Torr, 증착온도 $450^{\circ}C$, 증착파워 300W에서 실험을 진행하였다 박막의 굴절률은 1.9~2.3의 범위로 가변하였다. 항온/항습에 대한 신뢰성을 test 하기 위하여 5시간동안의 test를 1cycle로 하여 20회 동안 실험을 실시하였다. 증착된 silicon nitride 박막의 lifetime은 firing 이후 57.8us로 가장 높았으며, 항온/항습 test 이후에도 유사한 경향을 확인 할 수 있었다. 또한, 100h 동안의 항온/항습 test 결과 silicon nitride 박막의 lifetme 감소는 8.5%에 불과했다. 본 연구를 통하여 온도와 습도의 변화에 따른 결정질 실리콘 태양전지의 SiNx 박막의 증착 공정 조건에 대한 신뢰성을 확인 할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.616-621
• /
• 2009

Reduction of optical losses in crystalline silicon solar cells by surface modification is one of the most important issues of silicon photovoltaics. Porous Si layers on the front surface of textured Si substrates have been investigated with the aim of improving the optical losses of the solar cells, because an anti-reflection coating(ARC) and a surface passivation can be obtained simultaneously in one process. We have demonstrated the feasibility of a very efficient porous Si ARC layer, prepared by a simple, cost effective, electrochemical etching method. Silicon p-type CZ (100) oriented wafers were textured by anisotropic etching in sodium carbonate solution. Then, the porous Si layers were formed by electrochemical etching in HF solutions. After that, the properties of porous Si in terms of morphology, structure and reflectance are summarized. The structure of porous Si layers was investigated with SEM. The formation of a nanoporous Si layer about 100nm thick on the textured silicon wafer result in a reflectance lower than 5% in the wavelength region from 500 to 900nm. Such a surface modification allows improving the Si solar cell characteristics. An efficiency of 13.4% is achieved on a monocrystalline silicon solar cell using the electrochemical technique.

• Current Photovoltaic Research
• /
• 제5권1호
• /
• pp.25-27
• /
• 2017

Nanoscale textured black silicon has attracted intensive attention due to its great potential as applications in multicrystalline silicon-based solar cells. It absorbs sunlight over a broad range of wavelengths but introduces large recombination centers, non-uniform doping into cell. In this study, we present a metal-assisted chemical etching technique plus alkaline etching process to fabricate nanoscale pyramid structures with optimized condition. To make the structures, silver nanoparticles-loaded mc-Si wafer was submerged into $H_2O_2/HF$ solution first for nanohole texturing the wafer and textured wafer etched again with KOH solution for making nanoscale pyramid structures. The average reflectivity (350-1050 nm) is about 8.42% with anti-reflection coating.