• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.593-596
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• 1999

This paper presents a process optimization of antireflectiun (AR) coating on crystalline Si solar cells. Theoretical and experimental investigations were performed on a doble-layer AR(DLAR) coating of MgF$_2$/CeO$_2$, We investigated CeO$_2$ films as an All layer because they hale a proper refractive index of 2.46 and demonstrate the same lattice constant as Si substrate. RF sputter grown CeO$_2$ film showed strong dependence on a deposition temperature. The CeO$_2$ film deposited at 400 $^{\circ}C$ exhibited a strong (111) preferred orientation and the lowest surface roughness of 6.87 $\AA$. Refractive index of MgF$_2$ 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 7m to 1.1 7m. We achieved the efficiencies of solar cells greater than 15% with 3.12 % improvement with DLAR coatings . Further details on MgF$_2$, CeO$_2$ films, and cell fabrication Parameters are presented in this paper.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1999년도 PROCEEDINGS OF 99 INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE KACG AND 6TH KOREA·JAPAN EMG SYMPOSIUM (ELECTRONIC MATERIALS GROWTH SYMPOSIUM), HANYANG UNIVERSITY, SEOUL, 06월 09일 JUNE 1999
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• pp.187-207
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• 1999

The thermal distributions near the growth interface of 150mm CZ crystals were measured by three thermocouples installed at the center, middle (half radius) and edge (10m from surface) of the crystals. The results show that larger growth rates produced smaller thermal gradients. This contradicts the widely used heat flux balance equation. Using this fact, it si confirmed in CZ crystals that the type of point defects created is determined by the value of the thermal gradient (G) near the interface during growth, as already reported for FZ crystals. Although depending on the growth systems the effective lengths of the thermal gradient for defect generation are varied, were defined the effective length as 10mm from the interface in this experiment. If the G is roughly smaller than 20C/cm, vacancy rich CZ crystals are produced. If G is larger than 25C/cm, the species of point defects changes dramatically from vacancies to interstitial. The experimental results which FZ and CZ crystals are detached from the melt show that growth interfaces are filled with vacancy. We propose that large G produces shrunk lattice spacing and in order to relax such lattice excess interstitial are necessary. Such interstitial recombine with vacancies which were generated at the growth interface, next occupy interstitial sites and residuals aggregate themselves to make stacking faults and dislocation loops during cooling. The shape of the growth interface is also determined by the distributions of G across the interface. That is, the small G and the large G in the center induce concave and convex interfaces to the melt, respectively.

• 한국결정학회지
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• 제14권2호
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• pp.84-92
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• 2003

고속인상은 후처리에 의하여 쉽게 제거될 수 있도록 성장 결함 분포를 작게 만들기 용이하다. 본 연구에서는, 1.0 mm/min 이상의 속도를 갖는 고속 인상 결정을 육성하였으며, 결정 내의 성장 결함 분포를 분석하였다. 최근의 Cz-Si 결정 성장에서 특정 온도구간에서의 냉각속도와 고액계면에서의 온도구배의 균일성 등이 성장 결함 형성에 대하여 인상속도보다 더 중요한 영향을 주는 것이 발견되었다. 따라서, 고속 인상 결정에서 냉각속도와 온도구배의 영향을 분석하였으며, 이를 실제 관찰된 결함 형성거동과 비교하였다. 이론적 고찰을 통하여 공동 결함 형성에 대한 유효인자(Ω)를 도출하였으며, 이로부터 공동 결함의 반경방향 분포 특성을 효과적으로 설명하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권6호
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• pp.246-251
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• 2014

최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 특히 단결정 실리콘 웨이퍼의 경우 높은 효율을 낼 수 있는 소재로써 고효율 태양전지연구에 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 단결정으로 Czochralski(Cz)-Si 성장 시 산소농도를 다르게 하여 산소석출결함의 변화와 그에 따른 셀효율과의 관계를 비교하였다. 산소불순물은 Cz법으로 성장시킨 실리콘의 주된 불순물이다. 산소불순물 존재 시 태양전지 공정에서 산소석출결함이 생성되며 발생된 산소석출결함은 셀효율에 악영향을 미치게 된다. 그러므로 고효율 태양전지를 위한 웨이퍼를 생산하기 위한 산소석출결함 밀도와 셀효율의 상관성을 연구하였다. 또한 산소농도에 따른 산소석출결함을 분석하여 산소석출결함이 발생되지 않는 잉곳 내 산소농도 범위를 연구하여 14.5 ppma 이하에서 Bulk Micro Defect(BMD)가 발생하지 않음을 확인하였다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권10호
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• pp.29-38
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• 1998

본 논문에서는 CZ 방법으로 성장된 실리콘에서 임의의 열처리 과정 또는 VLSI 공정중에 발생하는 산소석출물(oxygen precipitates)의 성장 및 감소에 대한 모델을 유도하고 수치해석법으로 시뮬레이션을 수행하여 모델에 대한 타당성을 검증하였다. 확산제한 성장법칙(diffusion-limited growth law)과 DBET(detailed balance equilibrium theory)를 이용하여 산소 석출물의 성장률과 감소율을 유도하고 이를 CREs(chemical rate equations)와 PFE (Fokker-Planck equation)이 결합된 식에 적용하여 수치해석법으로 풀었다. 또한 어닐링 분위기에 따라 표면에서 일어나는 현상을 달리 고려해야 하는데, 특히 O₂가스 분위기에서는 산화막이 성장되는 조건을 고려해야 하므로 산화막 성장 모델과 산소 용해도 증가등의 영향을 고려하였다. 이 방법으로 기존의 결과보다 더 정확하게 깊이에 따른 산소 농도의 분포와 산소 석출물의 밀도분포 함수를 계산할 수 있었다.

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

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.62-66
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• 2002

The conventional floating zone(FZ) crystal and Czochralski(CZ) silicon crystal have resistivity variations longitudinally as well as radially The resistivity variations of the conventional FZ and CZ crystal are not conformed to requirement of dopant distribution for power devices and thyristors. These resistivity variations in conventional cystals limits the reverse breakdown voltage that could be achieved and forced designers of high power diodes and thyristors to compromise the desired current-voltage characteristics. So to produce high Power diodes and thyristors, Neutron Transmutation Doping(NTD) technique is the one method just because NTD silicon provides very homogeneous distribution of doping concentration. This procedure involves the nuclear transmutation of silicon to phosphorus by bombardment of neutron to the crystal according to the reaction $^{30}$ Si(n,${\gamma}$)longrightarrow$^{31}$ Silongrightarrow(2.6 hr)$^{31}$ P+$\beta$$^{[-10]}$ . The radioactive isotope $^{31}$ Si is formed by $^{31}$ Si capturing a neutron, which then decays into the stable $^{31}$ P isotope (i.e., the donor atom), whose distribution is not dependent on the crystal growth parameters. In this research, neutron was irradiated on FZ silicon wafers which had high resistivity(1000~2000 Ω cm), for 26 and 8.3hours for samples of HTS-1 and HTS-2, and 13, 3.2, 2.0 hours for samples of IP-1, IP-2 and IP-3, respectively, to compare resistivity changes due to time differences. The designed resistivities were approached, which were 2.l Ωcm for HTS-1, 7.21 Ω cm for HTS-2, 1.792cm for IP-1, 6.83 Ωcm for IP-2, 9.23 Ωcm for IP-3, respectively. Point defects were investigated with Deep Level Transient Spectroscopy(DLTS). Four different defects were observed at 80K, 125K, 230K, and above 300K.

• 한국광물학회지
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• 제32권1호
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• pp.41-49
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• 2019

비정질 Na-규산염과 Na-알루미노규산염 내의 Na 이온의 원자 환경을 규명하는 것은 Na을 포함하는 지구 내부 마그마의 물성을 규명하는 데 중요하다. 특히 Na 원자 환경의 규명을 통해 이동 물성에 매우 중요한 역할을 하는 Na과 산소와의 거리를 밝힐 수 있다. 본 연구에서는 $^{23}Na$ magic angle spinning (MAS) NMR을 이용하여 비정질 Na 규산염과 알루미노규산염의 Na 주변 원자 환경을 규명하고자 하였고 Dmfit 프로그램을 이용한 시뮬레이션을 통해 ${\delta}_{iso}$ 값을 구했다. Dmfit 프로그램에서 제공하는 여러 모델 중 Q mas 1/2 모델과 CzSimple 모델을 사용하여 비정질 Na-알루미노규산염의 $^{23}Na$ MAS NMR 스펙트럼에 대해 시뮬레이션을 진행한 결과 Q mas 1/2 모델은 세 개의 피크로 CzSimple 모델은 하나의 피크로 실험값이 재현되는 것을 확인하였다. 조성에 따른 등방성 화학적 차폐(isotropic chemical shift, ${\delta}_{iso}$)의 변화를 관찰한 결과 비정질 Na-규산염과 Na-알루미노규산염에서 $SiO_2$의 함량이 증가할수록 ${\delta}_{iso}$ 값이 감소하는 경향성을 보였고 $SiO_2$ 함량이 고정되어 있는 조성에서는 $Na_2O$의 함량이 높을수록 높은 ${\delta}_{iso}$ 값을 보였다. 이전 연구에서 실험적으로 얻어진 값들과 본 연구에서 시뮬레이션을 통해 얻은 값을 비교해본 결과 ${\delta}_{iso}$ 값은 Al / (Al + Si) 값과 양의 상관관계를 보이는 것이 확인되었고 CzSimple 모델에 비해 Q mas 1/2 모델을 사용하여 시뮬레이션 한 값이 실험값을 더 잘 재현하였다. 본 연구의 결과를 통해 1D $^{23}Na$ MAS NMR 스펙트럼의 시뮬레이션을 통해 빠른 시간 내 Na 주변의 무질서도를 밝힐 수 있다는 것이 확인되었다.

• 신재생에너지
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• 제2권2호
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• pp.4-8
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• 2006

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 and a surface passivation can be obtained simultaneously in one process. We have demonstrated the feasibility of a very efficient porous Si AR 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 layer 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 surface morphology of porous Si layers were investigated using SEM. The formation of a porous Si layer about $0.1{\mu}m$ thick on the textured silicon wafer result in an effective reflectance coefficient Reff lower than 5% in the wavelength region from 400 to 1000nm. Such a surface modification allows improving the Si solar cell characteristics.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.295-298
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• 2007

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.