• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.45 no.3
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• pp.1-5
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• 2008

This paper analyzes on the radiation effect of silicon solar cells in a low Earth orbit satellite by using high energy electron beams. Generally, the satellite circling round in a low orbit go through Van Allen belt, in which electronic components are easily damaged and shortened by charged particles moving in a cycle between the South Pole and the North Pole. For example, Single Event Upset (SEU) by radiation could cause electronic devices on satellite to malfunction. From the ground experiment in which we used the high energy electron beam facility at Knrea Atomic Energy Research Institute (KAERI), we tried to explain sun sensor degradations on orbit could he caused by high energy electrons. While we focused on the solar cells used for light detectors, We convince our research also contributes to understand the radiation effect of solar cells generating electric powers on satellites.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.3
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• pp.217-224
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• 2011

of materials and simplification of process. Micro-blasting is one of the promising method for recycling of waste wafer due to their simple and low cost process. Therefore, in this paper, we make recycling wafer through the micro-blaster. A surface etched by micro-blaster forms particles, cracks and pyramid structure. A pyramid structure formed by micro-blaster has a advantage of reflectivity decrease. However, lifetime of minority carrier is decreased by particles and cracks. In order to solve this problems, we carried out the DRE(Damage Romove Etching). There are two ways to DRE process ; wet etching, dry etching. After the DRE process, we measured reflectivity and lifetime of minority carrier. Through these results, we confirmed that a wafer recycled can be used in solar cell.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2008.02a
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• pp.246-246
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• 2008

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.4
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• pp.432-437
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• 2011

Recently, industry needs a new design of Czochralski(Cz) process for higher productivity with reasonable energy consumption. In this study, we carried out computational simulations for finding out a new optimal design of Cz process with variables which can be applied in real industry such as location of heater, shape of shield and crucible size. Objective process was Cz process which can be produced 8 inch diameter Si ingot for solar cell and we acquired an optimal design for higher productivity, low power consumption with stable production condition. For higher productivity we also change the crucible diameter from 22 inches to 24 inches with changing insulation thickness only because the process housing size could not be changed in industry.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.04b
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• pp.369-371
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• 2006

반도체에 이온화 방사선을 조사시키면 소자 내부에서 전자-전공쌍(Electron-Hole Pair, EHP) 생성현상이 나타난나. 이 발성 전하는 방사선원에 따라 반영구적인 전원으로 활용이 가능하다. 본 논문에서는 반감기가 100여년인 Ni-63 베타 방사성 능위원소와 PN 접합형 반도체 소자를 사용한 방사선 전지를 개발하기 위한 연구의 일환으로 효율적인 방사광 변환 법과 전류 발생방법 및 전지회로 구현에 대해서 고찰하였다. 또한 Ni-63 방사선의 베타선 스펙트럼을 계산하고 이에 해당하는 광입력 특성에 대한 실리콘 PN 접합 다이오드의 반응특성을 태양광 시뮬레이션용 소프트웨어를 사용하여 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.53.1-53.1
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• 2011

현재 태양전지시장에서 비중이 많은 실리콘 태양전지는 높은 효율에 비해 제조 단가가 비싸다는 단점을 가지고 있다. 이에 비해 칼코파라이트 구조의 $CuInSe_2$ (CIS)계 화합물은 직접 천이형 반도체로서 높은 광흡수 계수($1{\times}105cm-{\acute{e}1$)와 밴드갭 조절의 용이성 및 열적 안정성 등으로 인해 고효율 박막 태양전지용 광흡수층 재료로 많은 관심을 끌고 있다. CIS 계 물질에 속하는 Cu(InGa)$Se_2$ (CIGS) 태양전지의 경우 양산화에 sputtering방식사용하고 Showa Shell에서는 대면적 CIGS 모듈 효율 13.4%를 달성한 바 있다. 현재 CIGS는 열처리하는 방법으로 selenization 공정을 사용하는데 이 공정은 유독한 $H_2Se$ gas를 이용해야 한다는 점과 긴 시간 동안 열처리를 해야 하는 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 전자빔을 사용하여 후속 공정을 실시하였다. 전자빔을 사용할 경우 낮은 온도에서 precursor를 처리하며 짧은 시간에 공정이 끝난다는 장점이 있다. 본 연구에서는 sodalime glass위에 조성비(Cu 60.87% Se 38.66%)인 Cu_2Se$ target(4.002"${\times}0.123$") 을 DC sputter를 이용하여 DC power를 50W,100W를 주고 Working pressure를 20,15,10,5,3,1mtorr로 조절하여 증착하였다. 전자빔의 세기 조건을 3Kv, Rf power 200W, Ar 7sccm로 전자빔 조사 시간을 1,2,3,4,5min으로 늘려가며 최적화 실험 하였고 최적화된 조건으로 $Cu_2Se$ target에 조사 하였다. 박막의 특성평가는 전자빔 조사 전/후에 대해 XRD, SEM, XRF, Hall measurement, UV-VIS을 이용하여 분석평가를 하였다. 이 실험은 $Cu_2Se$상이 자라는 특성과 표면 상태에 따라 CIGS박막을 증착하였을 때 나타나는 효율 변화를 알아 보기위한 초기 공정 실험이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.94-97
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• 2005

For the fabrication of poly-crystalline silicon ingot, CCCC (Cold Crucible Continuous Casting) method under a high frequency alternating magnetic field, was utilized in order to prevent crucible consumption and ingot contamination and to increase production rate. In order to effectively and continuously melt and cast silicon, which has a high radiation heat loss due to the high melting temperature and a low induction heating efficiency due to a low electric conductivity, Joule and pinch effects were optimized. Throughout the present investigation, poly-crystalline Si ingot was successfully produced at the casting speed of above 1.5 mm/min under a non-contact condition.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.168.2-168.2
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• 2014

반사방지막 코팅(Anti-reflection coating)은 태양전지(Solar cell), 발광다이오드(LED) 등의 반사율을 낮추어 효율을 증대시키기 위하여 사용되고 있다. 본 실험에서는 유리 기판 위에 실리콘 타겟을 이용한 반응성 high power impulse magnetron sputtering (HIPIMS) 장비를 활용하여, 높은 공정 압력(High-pressure)에서 펄스폭(Pulse width)을 조절하여 $SiO_2$ 반사방지막 코팅층을 형성하였다. 또한, 기공이 더 많은 박막을 제작하기 위해 빗각증착(Oblique-angle deposition)을 적용하여 더 좋은 광학 특성을 갖는 반사방지막 코팅층을 형성하였다. UV-Vis spectrometer를 이용하여, 380~800 nm 파장에서 투과율(Transmittance)을 측정하여 비교, 분석하였다. Ellipsometer를 이용하여 $SiO_2$ 박막층의 굴절률(Refractive index)을 측정한 결과, 반사방지막 코팅층 내부 기공에 따라 다양한 굴절률을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 코팅층 내부 기공의 형상을 확인하기 위해 SEM(Secondary electron microscopy)을 활용하여 코팅층 단면(Cross section)을 측정하였다. 이를 활용하여 낮은 굴절률을 갖는 반사방지용 $SiO_2$ 코팅층을 형성하여 태양전지의 광 변환 효율을 상승 시킬 수 있고, 발광다이오드의 광 추출 효율을 증가시킬 있을 것으로 여겨진다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.2
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• pp.114-120
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• 2010

Conventional surface texturing in crystalline silicon solar cell have been use wet texturing by Alkali or Acid solution. But conventional wet texturing has the serious issue of wafer breakage by large consumption of wafer in wet solution and can not obtain the reflectance below 10% in multi crystalline silicon. Therefore it is focusing on RIE texturing, one method of dry etching. We developed large scale plasma RIE (Reactive Ion Etching) equipment which can accommodate 144 wafers (125 mm) in tray in order to provide surface texturing on the silicon wafer surface. Reflectance was controllable from 3% to 20% in crystalline silicon depending on the texture shape and height. We have achieved excellent reflectance below 4% on the weighted average (300~1,100 nm) in multi crystalline silicon using plasma texturing with gas mixture ratio such as $SF_6$, $Cl_2$, and $O_2$. The texture shape and height on the silicon wafer surface have an effect on gas chemistry, etching time, RF frequency, and so on. Excellent conversion efficiency of 16.1% is obtained in multi crystalline silicon by RIE process. In order to know the influence of RF frequency with 2 MHz and 13.56 MHz, texturing shape and conversion efficiency are compared and discussed mutually using RIE technology.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.568-568
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• 2013

현재 태양전지 도핑 공정은 퍼니스와 레이저 도핑공정이 주요공정으로 사용되고 있다. 퍼니스 도핑 공정은 POCl3 가스를 도펀트로 사용하여 확산 공정으로 진행한다. 퍼니스 도핑공정은 고가의 장비와 유독 가스사용으로 인한 처리 문제, 웨이퍼의 국부적인 부분에 고농도 도핑을 하는데는 제한적이다. 레이저를 사용한 선택적 도핑의 경우 고가의 레이저장비가 요구되어진다. 본 연구는 기존 도핑공정 문제점을 보완한 저가이면서 새로운 구조의 대기압 플라즈마 제트를 개발하였고, 이를 통한 인산을 사용하여 선택적 도핑에 관한 연구를 하였다. 대기압 플라즈마 제트는 Ar 가스를 주입하여 저주파(1 kHz~100 kHz) 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키는 구조로 제작하였다. 웨이퍼는 태양전지용 P-type shallow 도핑된(120 Ohm/square) 웨이퍼를 사용하였고, 도펀트는 스핀코터를 사용하여 도포를 하였다. 인산의 농도는 10%, 50%, 85%를 사용하였다. 플라즈마 발생 전류는 70 mA, 120 mA에서 실험을 하였다. 대기압 플라즈마 처리시간은 30 s, 90 s, 150 s 처리하여 도핑공정을 진행하였고, 도핑 프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy)측정을 통하여 분석을 진행하였다. 도펀트의 농도와 전류가 높아짐에 따라서, 도핑 처리시간이 길어짐에 따라서 도핑 깊이가 깊어짐을 확인하였다. 도핑 프로파일을 분석하여 Effective carrier lifetime을 얻었으며, 도펀트 농도가 증가하거나 도핑 처리시간이 길어짐에 따라서 Effective carrier lifetime 낮아짐을 확인하였다.