• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.394-394
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• 2011

최근 태양전지의 후면에서 통상적으로 사용되는 Al을 이용한 후면의 BSF형성과 그에 관한 연구보다 계면의 recombination을 줄이기 위하여 passivation 특성이 좋은 층을 후면에 형성하고 국부적으로 BSF를 형성하는 back contact을 형성하여 특성을 향상시키는 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구는 이러한 local back contact을 boron-BSF를 이용하여 형성하고 passivation layer는 oxide를 이용한 구조를 SILVACO 2-dimension simulation을 이용하여 그 특성을 분석하였다. Boron-local back contact 구조에서 boron-BSF의 doping concentration, depth, lateral width, boron-BSF spacing 가변을 통해 태양전지의 특성변화에 대해서 spectrum response를 통한 QE 분석 및 I-V를 분석하여 최적화하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제10권3호
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• pp.92-98
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• 2010

A new wideband bandstop filter(BSF) with a sharp roll-off characteristic is introduced in a stripline structure in this paper. The BSF consists of two sections: the first is two capacitively coupled $\lambda/4$ short-circuited lines with opposite ground positions, while the second is a capacitively coupled $\lambda/4$ short-circuited line. The BSF provides three transmission zeros within the stopband and better than 22 dB rejection over the whole wireless local area network (WLAN) band from 5.15 to 5.825 GHz. The BSF, cascaded to an U.S. ultra-wideband(UWB: 3.1~10.6 GHz) band-pass filter(BPF), is simulated with HFSS and realized with low-temperature co-fired ceramic(LTCC) green tape with a dielectric constant of 7.8. The measurement results agree well with the HFSS simulation results. The size of the UWB BPF including the BSF is $3{\times}6.3\times0.45\;mm^3$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.122.2-122.2
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• 2011

결정질 태양전지 제작에서, passavtion은 표면의 반사도를 줄여주는 반사 방지막의 역할과 표면의 dangling bond를 감소시켜, 표면 재결합 속도를 줄이고 minority carrier lifetime을 증가하는 데 큰 영향을 미친다. 그렇기 때문에 저가형 고효율 태양전지 제작에서 우수한 특성을 가지는 passivation막은 매우 중요한 이슈이다. 본 연구에서는 LBC(local back contact) 구조를 가지는 단결정 태양전지 후면에, 기존의 Full Al-BSF의 passivation 막을 SiNx와 ONO passivation 막으로 각각 대체하여, LBC 구조에서 더 적합한 passivation 막을 찾고자 하였다. SiNx와 ONO passivation 막은 단결정 LBC 구조 태양전지 후면에 각각 형성되었고 $800^{\circ}C$, 20 sec 조건으로 소성되었다. 실험결과는 minority carrier lifetime과 surface recombination velocity로 관찰하였다. 그 결과, SiNx passivation 막의 표면 재결합 속도는 29.7cm/s이고, ONO passivation 막의 표면 재결합 속도는 24.5cm/s로, Full Al-BSF 표면 재결합 속도 750cm/s에 비해 더 적합한 passivation 막으로 확인할 수 있었다. 결과적으로 SiNx,ONO passivation 막이 Full Al-BSF보다 전극에 수집되는 캐리어의 양이 많아짐에 따라 효율향상을 가져올 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.603-603
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• 2012

최근에 전면 emitter의 doping profile이 다른 selective emitter solar cell은 실제 제작시단파장 영역에서 많은 gain을 얻을 수 없어 LBC 구조의 태양전지에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구는 TCAD simulation을 이용하여 후면에 형성되는 locally doped BSF(p++) region의 doping profile의 변화에 따른 태양전지 특성에 관한 연구이다. Al으로 형성되는 local back contact의 doping depth 및 surface concentration에 따른 전기적, 광학적 분석을 통해 주도적인 인자를 분석하고 최적화하였다. 특히 doping depth에 따른 변화보다는 surface concentration의 변화에 따른 특성변화가 주도적으로 나타났다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제12권3호
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• pp.47-51
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• 2013

Current research trends of solar cells has focused on the high conversion efficiency and low-cost production technology. Passivation technology that can be easily adapted to mass production. Therefore, this study conducted experiments with aim of the following two methods for the fabrication of high-efficiency crystalline silicon solar cells. In the first task, an attempt is formation of local Al-BSF to a number of locally doped dots to increase the conversion efficiency of solar cells to reduce the loss of $V_{oc}$ overcome. The second major task, rear surface apply in $Al_2O_3/SiN_x$ stack layer, $Al_2O_3$ prominent negative fixed charge characteristics. As the result of task, Local Al-BSF and $Al_2O_3/SiN_x$ stack layer applied to the p-type single crystalline silicon solar cells, the average $V_{oc}$ of 644mV, $I_{sc}$ of 918mV and conversion efficiency of 18.70% were obtained.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.320-320
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• 2010

최근 결정질 태양전지에 관한 연구 중, 후면 공정에 대한 연구가 중요시 되고 있으며 local back contact 구조는 후면 공정에 관한 연구 중 가장 많은 연구가 이루어지고 있는 분야이다. 특히 local back contact이 형성하는 BSF의 폭, 깊이, 간격은 태양전지의 전기적 특성 및 광학적 특성을 결정짓는 결정적인 요인중 하나이다. 하지만 local back contact 형성을 위한 실험에는 많은 시간과 노력이 필요하며, 많은 시행착오를 겪어야 한다. 따라서 2차원 modeling 함수를 통한 TCAD simulation으로 실험하기 이전에 local back contact구조의 태양전지를 만들고 SR로 각 파장별 양자효율의 변화와 전기적 특성을 분석하여 최적화된 local back contact 구조를 제시할 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.43.1-43.1
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• 2010

In the crystalline silicon solar cells, the full area aluminum_back surface field(BSF) is routinely achieved through the screen-printing of aluminum paste and rapid firing. It is widely used in the industrial solar cell because of the simple and cost-effective process to suppress the overall recombination at the back surface. However, it still has limitations such as the relatively higher recombination rate and the low-to-moderate reflectance. In addition, it is difficult to apply it to thinner substrate due to wafer bowing. In the recent years, the dielectric back-passivated cell with local back contacts has been developed and implemented to overcome its disadvantages. Although it is successful to gain a lower value of surface recombination velocity(SRV), the series resistance($R_{series}$) becomes even more important than the conventional solar cell. That is, it is a trade off relationship between the SRV and the $R_{series}$ as a function of the contact size, the contact spacing and the geometry of the opening. Therefore it is essential to find the best compromise between them for the high efficiency solar cell. We have investigated the optimal design for the local back contact by using PC1D simulation.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.406-406
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• 2011

최근 결정질 실리콘 태양전지 분야에서는 태양전지의 Voc와 Isc의 증가를 통한 효율 향상을 목적으로 후면 passivation 박막에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Local-Back Contact Cell은 최적화된 후면 passivation 박막을 이용한 태양전지 제조방법이다. 본 연구에서는 고효율의 LBC 태양전지 개발을 위해 Rapid Thermal Oxide(RTO)를 이용한 후면 passivation 박막에 screen printing을 이용한 point contact 구조의 LBC 태양전지를 제작하고 그 특성을 분석하였다. 본 연구에 사용된 RTO 박막은 O2와 N2, 2L/min의 조건에서 $850^{\circ}C$에서 3분 동안 열처리하여 성장시켰다. 이렇게 성장된 박막은 3nm의 두께로 형성되어 passivation 효과를 나타내었으며, carrier lifetime 측정 결과 37.8us의 값을 나타냈다. 전면 ARC형성을 위해 RTO 박막 위에 PECVD를 이용하여 SiNx passivation 처리를 하였고, 그 결과 carrier lifetime은 49.1us까지 향상하였다. 후면의 전극 형성을 위해 screen printing 방법으로 Al point contact을 형성하여 local 한 BSF를 형성 시켰으며, 이후 후면 전극 연결을 위한 방법으로 300nm의 두께로 full Al evaporation 공정을 진행 하였다. 결과적으로 RTO 후면 passivation 박막에 Al point contact 형성을 통해 제작된 태양전지는, Suns-Voc 579mV, FF 82.3%, 16.7%의 효율을 달성하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.121.1-121.1
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• 2011

현재 상용화되고 있는 단결정 실리콘 태양전지는 알루미늄 페이스트를 이용하여 후면의 전 영역에 전계를 형성한다. 최근에는 고효율을 얻기 위하여 후면에 패시베이션 효과와 장파장에 대한 반사도를 증가 시키는 SiNx막을 증착 후, 국부적으로 전계를 형성하는 국부 후면 전극(Local back surface field)기술이 연구되고 있다. 본 연구에서는 전면만 텍스쳐 된 단결정 실리콘 웨이퍼를 이용하였다. Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)를 이용하여 전,후면에 SiNx를 증착 하였고 후면의 국부적인 전극 패턴 형성을 위하여 SiNx 식각용 페이스트를 사용한 스크린 프린팅 기술을 이용하였다. 스크린 프린팅을 이용하여 패턴이 형성된 후면에 알루미늄을 인쇄 한 후 Rapid Thermal Process(RTP)를 이용하여 소성 공정 조건을 변화시켰다. 소성 조건 동안 형성되는 후면 전계층은 peak 온도와 승온속도, 냉각 속도에 따라 형상이나 특성이 변화하기 때문에 소성 조건을 변화시키며 국부적 후면 전계 형성의 최적화에 관한 연구를 수행하였다. 패이스트를 이용하여 SiNx를 식각 후 광학 현미경(Optical Microscopy)을 사용하여 SiNx의 식각 유무를 살펴보았고, RTP로 형성된 국부 전계층의 형성 두께, 주변 부분의 형상을 살피기 위해 도핑 영역을 혼합수용액으로 식각하여 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 관찰 하였다. 또한 후면의 특성을 살펴보기 위해 분광 광도계(UV/VIS/NIR Spectrophotometer)를 사용하여 후면 SiNx층의 유무에 따른 반사도를 비교, 측정 하였다.