• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.98-98
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• 2011

수직으로 정렬된 1차원 나노구조는 입사되는 빛에 대하여 반사율을 줄일 수 있는 유효 굴절률 profile을 갖고 있어, 태양광소자 및 광전자소자의 성능을 향상시키기 위해 널리 응용되어 왔으며, 이러한 수직으로 정렬된 1차원 나노구조를 제작하는 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 그 중 화학적 방법으로 성장시킨 산화아연 나노로드(ZnO nanorod)는 비교적 간단하고 저렴한 제작공정을 통해서 높은 결정성을 갖는 수직형 1차원 나노구조체로 이용 할 수 있다. 한편, 효과적인 무반사(antireflection) 층을 제작하기 위해서는 표면에서 발생되는 Fresnel 반사율을 낮춰야 하는데, 이를 위해서 입사되는 매질에서 기판 사이의 유효 굴절률이 연속적이고, 점진적인 변화가 필요하다. 이에 본 연구에서는 무반사 특성향상을 위해서 실리콘 (Si) 기판위에 tapered 산화아연 나노로드를 화학적으로 성장시켜 반사율 특성을 분석하였다. 실험을 위해, 먼저 Si 기판에 AZO (Al doped ZnO) seed 층을 RF magnetron 스퍼터를 사용해 증착한 후, zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines으로 혼합된 용액에 담가두어 산화아연 나노로드를 성장시켰다. Tapered 산화아연 나노로드를 형성하기 위해 용액의 온도를 서서히 낮춤으로 산화아연나노로드의 끝을 뾰족하게 제작할 수 있었다. 한편, 이론적으로 AZO seed 층의 두께에 대한 반사 스펙트럼을 rigorous coupled wave analysis (RCWA) 계산법을 통해서 시뮬레이션을 수행하였으며, 최적화된 AZO seed 층의 두께를 결정하여, 그 위에 tapered 산화아연 나노로드를 성장시켜 반사율을 측정하여 무반사 특성 향상을 확인 할 수 있었다. 또한, 태양광소자 응용을 위해, 표준 AM1.5G 태양광 스펙트럼을 고려한 solar weighted reflection을 계산하였다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.34-39
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• 2011

Screen printing method is a common way to fabricate the crystalline silicon solar cell with low-cost and high-efficiency. The screen printing metallization use silver paste and aluminum paste for front and rear contact, respectively. Especially the rear contact between aluminum and silicon is important to form the back surface filed (Al-BSF) after firing process. BSF plays an important role to reduces the surface recombination due to $p^+$ doping of back surface. However, Al electrode on back surface leads to bow occurring by differences in coefficient of thermal expansion of the aluminum and silicon. In this paper, we studied the properties of mono crystalline silicon solar cell for rear electrode with aluminum and aluminum-boron in order to characterize bow and BSF of each paste. The 156*156 $m^2$ p-type silicon wafers with $200{\mu}m$ thickness and 0.5-3 ${\Omega}\;cm$ resistivity were used after texturing, diffusion, and antireflection coating. The characteristics of solar cells was obtained by measuring vernier callipers, scanning electron microscope and light current-voltage. Solar cells with aluminum paste on the back surface were achieved with $V_{OC}$ = 0.618V, JSC = 35.49$mA/cm^2$, FF(Fill factor) = 78%, Efficiency = 17.13%.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권8호
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• pp.76-85
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• 2000

회절격자 주기의 랜덤 변이가 DFB 레이저의 특성에 미치는 영향을 유효 굴절률 전달 매트릭스 방법을 이용하여 해석하였다. 레이저의 양 거울면은 완전 무반사 처리되었다고 가정하였으며, 회절격자 주기의 변이는 Gaussian 랜덤 변수로 표현하였다. 회절격자 주기의 랜덤 변이는 균일 회절격자 DFB 레이저와 QWS-DFB 레이저 스펙트럼의 대칭성을 깨뜨리고 유효 결합계수를 감소시킨다. 이에 따라 균일 회절격자 DFB 레이저에서는 ${\pm}$1모드 거울면 손실의 평균값이 증가하고 금지 대역폭이 감소하며, QWS-DFB 레이저에서는 단일모드 안정성과 파장 정확도가 저하된다. QWS-DFB 레이저의 거울면 손실 차이는 결합계수에 관계없이 회절격자 주기의 랜덤 변이가 카짐에 따라 감소하고, spatial hole-burning 효과는 정규화된 결합계수가 1.5보다 클 때에는 주는 데 반하여 작을 때에는 커진다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.117-120
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• 1998

In this study, $Al_2O_3/MgO$ bilayer was prepared with Electron-beam evaporation and the properties of the film was investigated in order to improve the property of MgO film, which is used for the protection layer in PDP(P1asma Display Panel). The thickness of $Al_2O_3/MgO$ bilayer was optimized by the Matrix Theory for the fabrication of antireflection structure for 5350A wavelength. The secondary electron emission yields of as-deposited film and annealed film were measured and compared, the bilayer was considered for the applicability as PDP. XRD showed the strong (200) primary peak of MgO. The intensity of (200) peak in the film annealed at 300C was decreased. As the result of SEM analysis for MgO films and Alz03 films, it is considered that the morphology of the films were improved of roughness and it were condensed by annealing.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.131-131
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• 2010

We compared the electrical, optical, structural, and interface properties of indium zinc oxide (IZO)-Ag-IZO and IZO-Au-IZO multilayer electrodes deposited by linear facing target sputtering system at room temperature for organic photovoltaics. The IZO-Ag-IZO and IZO-Au-IZO multilayer electrodes show a significant reduction in their sheet resistance (4.15 and 5.49 Ohm/square) and resistivity ($3.9{\times}10^{-5}$ and $5.5{\times}10^{-5}$Ohm-cm) with increasing thickness of the Ag and Au layers, respectively. In spite of its similar electrical properties, the optical transmittance of the IZO-Ag-IZO electrode is much higher than that of the IZO-Au-IZO electrode, due to the more effective antireflection effect of Ag than Au in the visible region. In addition, the Auger electron spectroscopy depth profile results for the IZO/Ag/IZO and IZO/Au/IZO multilayer electrodes showed no interfacial reaction between the IZO layer and Ag or Au layer, due to the low preparation temperature. To investigate in detail the Ag and Au structures on the bottom IZO electrode with increasing thickness, a synchrotron x-ray scattering examination was employed. Moreover, the OSC fabricated on the IZO-Ag-IZO electrode shows a higher power conversion efficiency (3.05%) than the OSC prepared on the IZO-Au-IZO electrode (2.66%), due to its high optical transmittance in the wavelength range of 400-600 nm, which is the absorption wavelength of the P3HT:PCBM active layer.

• 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.

• 태양에너지
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• 제10권3호
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• pp.60-65
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• 1990

[ $p^+$ ]형의 InP 기판($p=4{\times}10^{18}cm^{-3}$)에 일정 온도에서 S를 열 확산시켜 $n^+-p^+$ 접합을 형성하고, $n^+$형 측에 사진식각법으로 폭 $20{\mu}m$의 표면 격자상 전극을 $300{\mu}m$ 간격으로 형성한 후, 반사방지(AR) 막으로 $600{\AA}$ 두께의 SiO 박막을 증착시켜 크기 $5{\times}5{\times}0.3mm^3$의 $n^+-p^+$ InP 동종접합 태양전지를 제작하였다. S의 접합깊이는 약 $0.4{\mu}m$이었으며, 제작된 태양전지는 확산시간이 증가함에 따라 단락전류($J_{sc}$)가 증가하였고, 충진율(F.F)이 감소하였으며, 직렬저항($R_s$)과 에너지 변환효율(${\eta}$)이 증가하는 경향을 나타냈다. $5,000-9,000{\AA}$의 파장 영역에서 양호한 분광감도 특성을 나타냈으며, 단락전류, 개방전압($V_{oc}$), 충진율, 에너지 변환효율이 각각 $13.16mA/cm^2$, 0.38V, 53.74%, 10.1%인 태양전지를 제작하였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.381-386
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• 2011

실리콘(silicon) 기판위에 전기화학증착법(electrochemical deposition)을 이용하여 성장된 ZnO (zinc oxide) 나노로드 표면에 $SiO_2$ (silicon dioxide)를 전자빔증발법(e-beam evaporation)을 이용하여 증착하였으며, 이는 자연적으로 경사입사(oblique angle) 증착이 이루어져 $SiO_2$ 나노로드가 자발 형성되어, ZnO/$SiO_2$ 가지형 나노계층구조형태가 제작될 수 있음을 확인하였다. 실험을 위해서 $SiO_2$ 증착률을 0.5 nm/s로 고정하고 $SiO_2$ 증착시간을 변화시켰으며, 각각 나노구조의 형태와 광학적 특성을 분석하였다. 실리콘 기판위에 전기화학증착법으로 성장된 ZnO 나노로드는 수직으로 정렬된 1차원의 나노구조의 기하학적 형태를 갖고 있어, 입사되는 빛의 파장이 300 nm에서 535 nm인 영역에서 10% 미만의 반사방지(antireflection) 특성을 보였으며, $SiO_2$ 증착시간이 100 s일 때의 ZnO/$SiO_2$ 가지형 나노계층구조에서는 점차적 변화를 갖는 유효 굴절률 분포로 인해 개선된 반사 방지 특성을 확인하였다. 이러한 반사방지 특성과 branch 계층형태의 나노구조형태는 광전소자 및 태양광 소자 응용에 있어서 유용한 소재로 사용될 수 있다.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.29-35
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• 2012

수소화된 실리콘 질화막은 결정질 태양전지 산업에서 반사방지막과 패시베이션 층으로 널리 사용되고 있다. 또한, 수소화된 질화막은 금속 소성공정과 같은 높은 공정온도를 거친 후에도 결정질 실리콘 태양전지의 표면층으로서 충족되는 특성들이 변하지 않고 유지 되어야 한다. 본 연구에서는 Plasma enhanced chemical vapor deposition 장치를 이용한 수소화된 실리콘 질화막의 특성 변화에 대한 경향성을 알아보기 위하여 증착조건의 변수(온도, 증착거리, 무선주파수 전력, 가스비율 등)들을 다양하게 가변하여 증착조건의 최적화를 찾았다. 이후 수소화된 실리콘 질화막의 전구체가 되는 사일렌($SiH_4$)과 암모니아 ($NH_3$) 가스비를 변화시켜가며 결정질 실리콘 태양전지에 사용되기 위한 박막의 광학 전기 화학적 그리고 표면 패시베이션 특성들을 분석하였다. 가스 비율에 따른 수소화된 실리콘 질화막의 굴절율 범위는 1.90~2.20까지 나타내었다. 결정질 실리콘 태양전지에 사용하기 위한 가장 적합한 특성은 3.6 ($NH_3/SiH_4$)의 가스비율을 나타내었다. 이를 통하여 $156{\times}156mm$ 대면적 결정질 실리콘 태양전지를 제작하여 17.2 %의 변환 효율을 나타내었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.42-51
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• 1981

결정방위 (100)인 단결정 P형 실리콘 기판으로 N+PP+ 태양전지를 제작하였다. 뒷면의 P+층의 형성은 940℃에서 60분간 boron nitride를 사용하는 첫번째 boron predeposition과 boron glass를 제거하지 않고 1145℃에서 3시간 동안 행하는 두번째 predeposition으로 이루어지며 boron 확산층의 어닐링은 1100℃에서 40분간 하였다. 앞면의 N+ 층의 형성은 900℃에서 7∼15분동안 POCI3 source를 사용하는 Phosphorus Predeposition으로 이루어지며 어닐링은 800℃에서 1시간 동안 dryO2분위기로 하였다 금속전극층의 형성은 Ti, Pd, Ag의 순으로 앞, 뒷면에 이들 금속들을 질공증착한 후 사진식각을 함으로써 이루어지며 이에 다시 전기도금을 하여 전체 전극층의 두께를 3∼4μm정도로 증가시켰다. 표면 광반사를 줄이기 위해 앞면에 400℃에서 silicon nitride를 입혔으며 마지막으로 550℃에서 10분간 alloy를 함으로써 금속전극의 신뢰도를 높혔다. 그 결과 제작된 면적 3.36㎠의 N+PP+ 전지들은 100mW/㎠의 인공조명하에서 단락전류 103mA, 개방전압 0.59V ,충실도 0.8을 보였다. 따라서 실제 전면적(수광면적)효율이 14.4%(16.2%)가 되어 BSF가 없는 N+P 전지의 11%전면적 변환효율에서 약3.5%의 효율이 개선되었다.