• 제목/요약/키워드: H-Si(100)

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PECVD를 이용한 광 흡수층에서의 Germane 유량변화가 a-SiGe:H 박막 태양전지에 미치는 영향

  • 손원호;김애리;류상혁;최시영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.157-157
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    • 2011
  • 박막형태로 제작이 가능한 비정질 실리콘은 결정질 실리콘에 비하여 AM-1 (Air Mass 1:100mW/cm2)조건하에서 10-3 S/cm 정도의 높은 광전기전도도와 가시광선 영역($4000{\sim}7000{\AA}$)에서 약 10배의 높은 광흡수계수를 가지며, $300^{\circ}C$ 이하의 낮은 기판온도에서 다양한 기판위에 대면적으로 제작이 가능할 뿐만 아니라 제작공정이 단순하여 제작비용이 저렴하다는 이점이 있다. 본 실험에서 제작된 모든 박막은 PECVD로 증착하였으며 구조는 p-i-n superstrate형 구조를 사용하였고, 각 박막의 두께는 p-a-Si:H/i-a-SiGe:H/n-a-Si:H ($300{\AA}/2000{\AA}/600{\AA}$)으로 고정하였다. a-Si:H (hydrogenated amorphous silicon) 태양전지의 광 흡수층인 i-layer에서의 germane 가스 유량 변화(0, 20, 40. 60, 80, 100 sccm)에 대한 흡수율의 차이를 UV/Vis/Nir spectrophotometer (ultraviolet/visible/near infrared spectrophotometer)를 통해 확인하고, 그에 따른 a-Si:H 박막 태양전지를 제작하여 solar simulator를 사용하여 AM 1.5 G의 환경 조건에서 태양전지 특성을 평가하였다. 그 결과 germane 가스 유량이 증가함에 따라 파장에 대한 absorptance (a.u.)값이 증가함을 알 수 있었으며, 흡수되는 파장영역의 범위가 장파장으로 확대됨을 확인할 수 있었다. 또한 germane 가스 유량이 60 sccm 일때 a-SiGe:H 박막 태양전지 변환효율이 3.80%로 최대값을 가졌다. 실험에서 germane 가스 유량이 증가할수록 흡수율이 높아져 태양전지특성이 향상될 거라 예상 했지만, 100 sccm보다 60 sccm일 때가 단락전류밀도 값과 변환효율이 높다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 각 layer사이에 계면상의 문제가 있을 거라 예상되며 직렬저항측정을 통해 확인할 수 있다.

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밭토양에 처리된 규산질 비료의 유효화와 토양반응 교정효과 (Availability of Silicate Fertilizer and its Effect on Soil pH in Upland Soils)

  • 조현종;최희열;이용우;이윤정;정종배
    • 한국환경농학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.104-110
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    • 2004
  • 이화학적 특성이 다른 4가지의 밭토양에 대한 규산질 비료를 처리하여 토양의 유효규산 함량과 pH 변화에 미치는 효과를 조사하였다. 토양의 이화학적 특성과 기존 유효규산 함량에 상관없이 토양 유효규산 함량은 규산질 비료 시용량에 비례하여 증가하였다. 규산질 비료의 유효화 정도는 토양마다 차이가 있었으며 최저 9.1%에서 최고 19.2% 정도의 비율을 나타냈다. 규산질 비료 100 kg/10a 수준의 처리는 용탈 등으로 제거되지 않는 한 10 cm 질이 표토에 평균적으로 100 mg/kg 정도의 유효규산을 공급할 수 있는 것으로 나타났다. 퇴비 혼합처리는 토양 유효규산 함량 증가에 큰 영향을 미치지 못했으며, 석회 처리는 유효규산 함량을 다소 증가시켰다. 토양 pH 변화는 모든 토양에서 규산질 비료 시비량에 비례하여 증가하였으며, 규산질 비료 100 kg/10a 처리로 토양 pH를 $0.1{\sim}0.2$ 단위 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 산성 토양의 경우에는 규산질 비료의 시용과는 별도로 pH 교정을 위해 석회비료를 시용해야 할 것이다.

솔젤벱에 의해 제작된 $SiO_2$ 박막의 물성에 관한 연구 (A Study on the Properties of $SiO_2$ Thin Films using Sol-Gel Method)

  • 유도현
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제53권11호
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    • pp.561-565
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    • 2004
  • SiO₂ thin films are fabricated using sol-gel method and dipping method. Gelation time is faster according to increasing the amount of H₂O except H₂O/Si(OC₂H/sub 5/)₄=4. Initial viscosity is highest at H₂O/Si(OC₂H/sub 5/)₄=6. Gelation time is faster according to increasing the amount of CH₃COOH. The relative dielectric constant of thin films decreases a little according to increasing the measuring frequency. The dielectric dissipation factor of thin films increases a little below 100kHz and it increases rapidly over 100kHz.

Characterizations of i-a-Si:H and p-a-SiC:H Film using ICP-CVD Method to the Fabrication of Large-area Heterojunction Silicon Solar Cells

  • Jeong, Chae-Hwan;Jeon, Min-Sung;Kamisako, Koichi
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제9권2호
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    • pp.73-78
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    • 2008
  • We investigated for comparison of large-area i-a-Si:H and p-a-SiC:H film quality like thickness uniformity, optical bandgap and surface roughness using both ICP-CVD and PECVD on the large-area substrate(diameter of 100 mm). As a whole, films using ICP-CVD could be achieved much uniform thickness and bandgap of that using PECVD. For i-a-Si:H films, its uniformity of thickness and optical bandgap were 2.8 % and 0.38 %, respectively. Also, thickness and optical bandgap of p-a-SiC:H films using ICP-CVD could be obtained at 1.8 % and 0.3 %, respectively. In case of surface roughness, average surface roughness (below 5 nm) of ICP-CVD film could be much better than that (below 30 nm) of PECVD film. HIT solar cell with 2 wt%-AZO/p-a-SiC:H/i-a-Si:H/c-Si/Ag structure was fabricated and characterized with diameter of 152.3 mm in this large-area ICP-CVD system. Conversion efficiency of 9.123 % was achieved with a practical area of $100\;mm\;{\times}\;100\;mm$, which can show the potential to fabrication of the large-area solar cell using ICP-CVD method.

PECVD 기법에 의해 제조된 nc-Si : H 박막의 나노 구조적 특성 (Nanostructural Features of nc-Si : H Thin Films Prepared by PECVD)

  • 심재현;정수진;조남희
    • 한국결정학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.56-61
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    • 2003
  • Nanocrystalline hydrogenated silicon (nc-Si : H) thin films were deposited at room temperature by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD): a mixture of SiH₄ and H₂ gas was introduced into the evacuated reaction chamber. When the H₂ gas flow rate was low, the density of Si-H₃ bonds was high in the films. On the other hand, when the H₂ gas flow rate was high, e.g., 100 sccm, a large number of Si-H bonds contributed to the passivation of the surface of the large volume of Si nanocrystallites. The relative fraction of the Si-H₃ and Si-H₂ bonds in the amorphous matrix varied sensitively with the H₂ gas flow rate. The variation was associated with the change in the intensity as well as the wavelength of the main PL peaks, indicating the change in the total volume as well as the size of the Si nanocrystallites in the films.

고온벽 화학기상증착법을 이용한 에피 실리콘 증착과 열화학적 해석 (Growth of epitaxial silicon by hot-wall chemical vapor deposition (CVD) technique and its thermochemical analysis)

  • 윤덕선;고욱현;여석기;이홍희;박진호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.215-221
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    • 2002
  • $SiH_2Cl_2/H_2$ 기체혼합물을 원료로 사용하여 (100) Si 기판 위에 고온벽 화학기상증착법(hot-wall CVD)으로 에피 실리콘을 증착시켰다. 공정변수(증착온도, 반응기 압력, 입력 기체의 조성비($H_2/SiH_2Cl_2$)등)가 실리콘 증착에 미치는 영향을 조사하기 위해 열화학적 전산모사를 수행하였으며, 전산모사를 통해 얻은 공정조건의 범위를 바탕으로 실험한 결과, 전산모사의 결과와 실험이 잘 일치함을 알 수 있었다. 실험을 통해 얻은 최적 증착 조건은 증착온도가 850~$950^{\circ}C$, 반응기 압력은 2~5 Torr, $H_2/SiH_2Cl_2$비는 30~70 정도임을 알 수 있었고, 증착된 에피 실피콘은 두께 및 비저항의 균일도가 우수하고 불순물 함량이 낮은 양질의 박막임을 확인할 수 있었다.

Fluorine 첨가에 의한 F-doped SiOC : H 박막의 저 굴절률 특성 (Refractive index control of F-doped SiOC : H thin films by addition fluorine)

  • 윤석규;강삼묵;정원석;박우정;윤대호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.47-51
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    • 2007
  • 저굴절 재료인 F-doped SiOC : H 박막을 Si 웨이퍼와 유리기판위에 rf power, 기판온도, 그리고 가스유량($SiH_4,\;CF_4$ and $N_2O$)을 변수로 하여 PECVD법으로 증착하였다. 기판 온도와 rf power증가에 따라 F-doped SiOC : H 박막의 굴절률은 감소하는 경향을 보였다. $N_2O$ 가스 유량이 감소함에 따라 증착된 박막의 굴절률은 감소하였으며, rf power가 180W 기판온도 $100^{\circ}C$, 그리고 $N_2O$ 가스를 첨가하지 않은 조건에서 증착한 박막은 최소 굴절률인 1.3778을 갖는 것을 알 수 있었다. Rf power 60W에서 180W로 증가시킴에 따라 증착된 박막의 불소 함량은 1.9at%에서 2.4at%로 증가하였으며 이러한 이유로 박막의 굴절률은 감소하는 경향을 나타냈다.

실리카 광도파로의 Core층인 Silicon Oxynitride후박의 굴절률 제어 (Refractive Index Control of Silicon Oxynitride Thick Films on Core Layer of Silica Optical Waveguide)

  • 김용탁;조성민;윤석규;서용곤;임영민;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.594-597
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    • 2002
  • 플라즈마 화학기상증착(PECVD)법을 이용하여 p-type Si(100) 웨이퍼에 Silicon Oxynitride(SiON) 후막을 SiH$_4$ , $N_2$O, $N_2$ 가스를 혼합하여 증착하였다. Prism coupler측정을 통해 SiON 후막의 굴절률 1.4620~1.5312을 얻었으며, rf power가 180 W에서 5.92$\mu$m/h의 증착률을 나타내었다. 증착변수에 따른 화학적 조성의 영향은 X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS) 을 통하여 관찰하였다. 또한, SiON 후막 증착후에 $1.5\mu$m 부근의 흡수띠를 제거하기 위해 105$0^{\circ}C$$N_2$ 분위기에서 2시간 동안 열처리를 행하였다.