Fabrication of Semiconductor-Insulator-Semiconductor Solar Cells and their Characteristics

SIS 태양전지의 제조 및 그 특성

SnO2/n-Si and ITO/n-Si SIS solar cells have been fabricated ty mears of electron-beam deposition. The optimum oxidation and heat-treatment condition for SnO2/n-Si cells and ITO/n-Si cells are 50$0^{\circ}C$-5min., 30$0^{\circ}C$-10min., and 50$0^{\circ}C$-5min., 30$0^{\circ}C$-20min. respectively. The open-circuit Voltage(Voc), short-circuit current density(Jsc), fill factor(FF), and efficiency (η) under AMI(100mW/$\textrm{cm}^2$) illumination were 0.4V, 34mA/$\textrm{cm}^2$, 0.44, and 6.0%(active area efficiency, 6.9%) for SnO2/n-Si solar cells, and 0.44V, 36mA/$\textrm{cm}^2$, 0.53, and 8.45%(active area efficiency, 9.71%) for ITO/n-Si solar calls.

전자선 가열 증착장치를 사용하여, 결정면이 (100)이고 비저항이 2∼4(Ω·cm) 인 N형 Si단결정기판 위에 10∼20A정도의 얇은 절연층을 형성하고, 이 위에 약 1000A의 SnO2 또는 ITO를 증착시켜 SIS 태양전지를 만들고, 이들의 특성을 조사하였다. 절연 산화피막형성을 위한 가장 적합한 온도 및 시간은 공기중에서 각각 500℃ 및 5분이었다. SnO2나 ITO를 Si 기관위에 증착한 후, 공기중에서 행한 열처리 조건은, SnO2/n-Si 태양전지의 경우 300℃에서 10분간이고, ITO/n-Si 태양전지의 경우는 300℃, 20분이 적합함을 알 수 있었다. AMI(100mW/㎠) 상태에서 측정한 SnO2/n-Si 태양전지의 개방전압(Voc), 단락전류(Jsc), 충실도(FF) 및 효율(η)은 각각 0.4V, 34mA/㎠, 0.44 및 6.0%(활성영역 효율, 6.9%)이었고, ITO/n-Si 태양전지의 경우는 각각 0.44V, 36mA/㎠, 0.53 및 8.45%(활성영역 효율, 9.71%)였다.