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 $R_{eff}$ lower than 5% in the wavelength region from 400 to 1000nm. Such a surface modification allows improving the Si solar cell characteristics.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.8
no.4
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pp.539-543
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1998
The relationship of growth-in defects such as crystal originated particles (COP), flow pattern defects(FPD), laser scattering tomography defects (LSTD) was investigated in Cz-Si single crystals which had different pulling speed during crystal growing. It is concluded that the density and radial distribution of grown-in defects is strongly dependent on the pulling speed. And as the generation areas of these grown-in defects in a wafer are identical in radial position, they can be generated from same origin during crystal growing.
Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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1997.06a
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pp.219-222
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1997
The principle of dark field imaging is comprehensively discussed using real images of dislocations, stacking faults and gettering phenomena due to defects obtained by Cz Si wafers and LEC semi-insulating GaAs crystals. Resulution of dark field imaging is improved by Fourier transformation of Fraunhofer diffraction pattern obtained at an out-of focusing position of an objective lens.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2008.04a
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pp.36-36
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2008
Organic light-emitting device (OLED) have become very attractive due to their potential application in flat panel displays. One important problem to be solved for practical application of full-color OLED is development of three primary color (Red, Green and Blue) emitting molecule with high luminous operation. Particularly, the development of organic materials for blue electroluminescence (EL) lags significantly behind that for the other two primary colors. For this reason, Flu-Si was synthesized and characterized by means of high-resolution mass spectro metry and elemental analyses. Flu-Si has the more wide optical band gap (Eg = 3.86) than reference material (Cz-Si, Eg = 3.52 eV). We measured the photophysical and electrochemical properties of Flu-Si. The HOMO-LUMO levels were estimated by the oxidation potential and the onset of the UV-Vis absorption spectra. The EL properties were studied by the device fabricated as a blue light emitting material with FIrpic.
Ji, Kwang-Sun;Eo, Young-Ju;Kim, Bum-Sung;Lee, Heon-Min;Lee, Don-Hee
New & Renewable Energy
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v.4
no.2
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pp.68-73
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2008
It is very important that constitution of good hetero-junction interface with a high quality amorphous silicon thin films on very cleaned c-Si wafer for making high efficiency hetero-junction solar cells. For achieving the high efficiency solar cells, the inspection and management of c-Si wafer surface conditions are essential subjects. In this experiment, we analyzed the c-Si wafer surface very sensitively using Spectroscopic Ellipsometer for < ${\varepsilon}2$ > and u-PCD for effective carrier life time, so we accomplished < ${\varepsilon}2$ > value 43.02 at 4.25eV by optimizing the cleaning process which is representative of c-Si wafer surface conditions very well. We carried out that the deposition of high quality hydrogenated silicon amorphous thin films by RF-PECVD systems having high density and low crystallinity which are results of effective medium approximation modeling and fitting using spectroscopic ellipsometer. We reached the cell efficiency 12.67% and 14.30% on flat and textured CZ c-Si wafer each under AM1.5G irradiation, adopting the optimized cleaning and deposition conditions that we made. As a result, we confirmed that spectroscopic ellipsometry is very useful analyzing methode for hetero-junction solar cells which need to very thin and high quality multi layer structure.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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v.52
no.10
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pp.447-450
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2003
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 MgF$_2$/CeO$_2$. We investigated CeO$_2$ 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 CeO$_2$ film showed strong dependence on a deposition temperature. The CeO$_2$ deposited at 40$0^{\circ}C$ 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${\mu}{\textrm}{m}$ to 1.1${\mu}{\textrm}{m}$. 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.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2009.06a
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pp.444-445
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2009
The metallic contact system of silicon solar cell must have several properties, such as low contact resistance, easy application and good adhesion. Ni is shown to be a suitable barrier to Cu diffusion as well as desirable contact metal to silicon. Nickel monosilicide(NiSi) has been suggested as a suitable silicide due to its lower resistivity, lower sintering temperature and lower layer stress than $TiSi_2$. Copper and Silver can be plated by electro & light-induced plating method. Light-induced plating makes use the photovoltaic effect of solar cell to deposit the metal on the front contact. The cell is immersed into the electrolytic plating bath and irradiated at the front side by light source, which leads to a current density in the front side grid. Electroless plated Ni/ Electro&light-induced plated Cu/ Light-induced plated Ag contact solar cells result in an energy conversion efficiency of 16.446 % on $0.2\sim0.6\;{\Omega}{\cdot}cm$, $20\;\times\;20\;mm^2$, CZ(Czochralski) wafer.
Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
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v.30A
no.8
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pp.42-48
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1993
Ar ions were implanted at 1 MeV into (100)Cz Si wafers with dose of 1 * 10$^{15}$ ions/cm$^{2}$. Damage induced by high energy implantation and its annealing behavior during rapid thermal annealing for 10sec at temperatures from 550 to 1100${\circ}C$ were investigated by crosssection transmission electron microscopy study. It can be clearly seen from the observation that the SPE(Solid Phase Epitaxy) regrowth of the buried amorphous layer induced by ion implantation proceeds from both upper and lower amorphous/crystalline (a/c) interfaces, and the activation energy for SPE from interfaces were both 1.43eV. Misfit dislocation where two interfaces met was formed and it coalesced into the hair pin dislocation in the upper regrown region. At the higher temperature after annealing out of the misfit dislocation, hair pin dislocations showed considerable drop in its bandwidth. However, they were not disappeared even at the temperature 1100${\circ}C$ with the end of range dislocation loops which were formed at the original lower a/c interface.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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1997.11a
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pp.521-524
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1997
TZDB(Time-Zero Dielectric Breakdown)법을 이용하여 CZ법으로 성장된 6인치완 8인치 실리콘 웨이퍼의 미세 결함에 대해 조사하였다. 80$0^{\circ}C$에서 $N_2$분위기로 성장시킨 SiO$_2$를 이용하여 표면에 1092계의 MOS 커패시터를 형성한 뒤. 개별 소자에 대해 I-V test를 행하고 이를 통해 얻이진 파괴전압과 누설전류값을 이용하여 결과를 디스플레이 하는 프로그램을 개발하였다. Breakdown실험을 토해서 얻어진 결과를 결정내부의 특성을 관찰하는 SPV결과와 비교함으로써 표면의 상태와 내부의 상태를 연관시키고자 하는 시도를 하였다. 결함이 존재하는 지역의 커패시터는 결함이 존재하지 않는 지역과 비교하여 상대적으로 높은 누설전류값을 보였다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.1
no.4
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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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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