Characterization of EFG Si Solar Cells

Solar cells made of the edge-defined film-fed growth Si are characterized using current-voltage, surface photovoltage, electron beam induced current, electron microprobe, scanning electron microscopy, and electron backscattering. The weak temperature dependence of the I-V curves in the EFG solar cells is due to a voltage variable shunt resistance giving higher diode ideality factors than the ideal one. The voltage variable shunt resistance is modeled by a modified recombination mechanism which includes carrier tunneling to distributed impurity energy states in the band gap within the space-charge region. The junction integrity and the substrate quality are characterized simultaneously by combining I-V and surface photovoltage (SPV) measurements. The diode ideality factors and the surface photovoltages characterize the junction integrity while the SPV diffusion lengths characterizes the substrate quality. Most of the measured samples show the voltage variable shunt resistance although how serious it is depends on the solar cell efficiency. The voltage variable shunt resistance is understood as one of the most important factors of the degradation of EFG solar cells.

EFG Si 태양전지를 전류-전압, 표면광전압, 전자빔유도_전류, 전자미세프로브, 전자역산란의 여러 가지 기술을 이용하여 분석하였다. 전류-전압 그래프를 여러 온도에서 측정한 결과 EFG-Si 태양전지는 전압에 따라 변하는 shunt 저항을 가진 것이 밝혀졌다. 이러한 shunt 저항은 precipitate와 grain boundary에 의해 생긴 것으로 공간전하영역 내의 불순물 에너지 준위로 tunneling에 의해 이동한 캐리어의 재결합으로 일어난 결과이다. 전류-전압 과 표면광전압 기술을 결합하면 태양전지의 pn접합과 기판 (substrate)을 동시에 분석할 수 있다. Diode ideality factor와 표면 광전압은 Pn접합의 특성을, 소수캐리어 확산거리는 substrate특성을 표시한다. EFG 태양 전지를 분석한 결과, 전압에 따라 변하는 shunt 저항은 효율에 따라 정도 차이는 있지만 모든 시편에서 발견되며, 태양전지의 성능을 저하시키는 중요한 원인 중의 하나가 된다.