• 한국진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.391-396
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• 2010

실리콘 태양전지의 pn 접합 계면특성을 조사하기 위해서 p형 실리콘 기판 위에 전기로를 이용한 $POCl_3$ 공정을 통하여 n형의 불순물을 주입하여 pn 접합을 만들었다. n형 불순물의 확산되어 들어가는 공정시간이 길고 공정온도가 높을수록 면저항은 줄어들었다. n형 불순물의 주입이 많아질수록 pn 접합 계면에서의 전자친화도가 줄어들면서 면저항은 감소되었다. 면저항이 줄어든 이유는 pn 접합계면에서 전자홀쌍이 생성되면서 이동길이가 길어지고 재결합률이 감소하였기 때문이다. n형의 불순물 확산공정시간이 긴 태양전지 셀에서 F.F. 계수가 높게 나타났으며, 효율도 높게 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.59-60
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• 2006

원통형 PN접합의 Baliga의 해석적인 항복전압에 대한 근사식을 유도하였다. 근사식은 접합길이, $r_j$와 공핍층 깊이, $W_{pp}$의 비 ($r_i/W_{pp}$)가 0.1보다 작은 경우 Baliga식과 잘 일치하였다. 농도에 대한 원통형 접합의 항복전압의 민감도를 유도하였으며, 근사식을 사용한 경우가 Baliga식의 경우보다 민감도식이 더 간단하기 때문에, 민감도를 고려한 소자 설계 시 활용될 수 있으리라 기대된다. 민감도 식을 이용하여 설계한 결과 항복전압의 편차가 10% 이내로 제어하기 위해서는 도핑농도가 $10^{15}cm^{-3}$이고 접합깊이가 $5{\mu}m$ 인 원통형 접합인 경우 농도 편차가 12.8%이내 이어야한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.196-197
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• 2011

실리콘 태양전지의 pn 접합 계면특성을 조사하기 위해서 p형 실리콘 기판 위에 전기로를 이용한 $POCl_3$ 공정을 통하여 n형의 불순물을 주입하여 pn접합을 만들었다. n형 불순물의 확산되어 들어가는 공정시간이 길고 공정온도가 높을수록 면저항은 줄어들었다. n형 불순물의 주입이 많아질수록 pn 접합 계면에서의 전자친화도가 줄어들면서 면저항은 감소되었다고 할 수 있다. n형 반도체의 페르미레벨이 높아지면서 공핍층도 생기지만 n형 불순물이 많아지면서 공핍층의 폭은 점점 좁아지고 쇼키 장벽의 높이도 낮아지면서 자유전자와 홀 쌍의 이동이 쉽게 이루어지게 되었다. n형의 불순물 확산공정시간이 긴 태양전지 셀에서 F.F. 계수가 높게 나타났으며, 효율도 높게 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.309-309
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• 2010

IBC 태양전지에서 후면 pn 접합의 형성은 전기적 특성 및 광학적 특성을 결정짓는 결정적인 요인이다. 하지만 후면 pn 접합 형성을 위한 실험적인 분석 방법에는 많은 시간과 노력이 필요하며 많은 시행착오를 겪어야 한다. 따라서 이러한 시간과 노력을 줄이고 실험을 하기 이전에 결과를 예측하여 실험의 방향을 제시하고자 simulation을 이용하여 IBC 태양전지의 후면 pn 접합 형성 구조와 doping profile에 따른 전기적, 광학적 특성을 예측하고 효과적인 특성을 가질 수 있는 구조를 제시하고자 한다. 이를 위하여 modeling 함수를 통한 2차원 ATLAS software를 이용하여 특성을 분석하였다. 그리고 태양전지에 입사되는 빛의 세기 및 파장대역별로 생성되는 광생성 전류 및 전압과 같은 전기적 특성과 빛의 경로분석에 따른 광학적 특성을 분석하여하여 IBC 태양전지에 적합한 pn 접합 형성 구조를 제시하고자 한다.

• 전기의세계
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• 제24권6호
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• pp.56-66
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• 1975

Si의 PN접합이 발휘하는 여러기능이 Molectronics에서 어떻게 이용되는가를 몇가지 예를 들어 일반적인 반도체의 전기적 성질과 그 응용에 대해 설명하면서 소형화에의 설계와 특성에 관해 몇가지를 택해 해설코저 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.65-65
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• 2010

pn 접합 소자는 반도체 소자의 매우 중요한 기본 구조이다. 최근 들어 나노선과 반도체 기판으로 구성된 pn 접합소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 나노선을 이용한 대부분의 접합소자는 나노선을 분산하여 소자를 제작하기 때문에 어레이 구조의 소자를 만들기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 성장된 나노선을 슬라이딩 전이하는 방법으로 정렬된 n-$SnO_2$ 나노선과 도핑이 된 p-Si 기판으로 이루어진 pn 접합 소자 어레이 구조를 제작하였다. 제작된 소자의 전류-전압 측정을 통해 정류 (rectification) 작용을 확인하였고 rectification ratio은 수천~수만으로 측정되었다. 소자에 UV (254nm) 빛을 조사하여 광전류의 증가를 확인할 수 있었다. 또한 소자에 15V이상의 전압을 걸어주면 접합 부분에서 EL(electroluminescence) 효과인 발광을 확인 할 수 있었다. 이처럼 나노선과 기판으로 구성된 pn 접합 소자는 다이오드, 태양전지 뿐 아니라 레이저와 LED등으로도 응용될 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.133-133
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• 2010

3-5족 화합물 반도체를 이용한 집광형 삼중 접합 태양전지는 35% 이상의 광변환 효율로 주목을 받고 있다. 일반적으로 삼중 접합 태양전지는 넓은 영역대의 파장을 흡수하기 위해 밴드갭이 다른 InGaP, GaAs, Ge이 사용된다. 그 중 하부셀은 기계적 강도가 높고 장파장을 흡수할 수 있는 Ge이 사용되는데, p-type Ge 기판위에 III-V 결정막 성장 시 5족 원소가 확산되어 pn접합을 형성하게 된다. 이러한 구조를 가진 Ge 하부셀이 효율적으로 홀-전자 쌍을 형성하기 위해서는 두꺼운 베이스와 얇은 에미터 접합이 필요하다. InGaP의 phosphorus는 낮은 확산계수로 인해 GaAs의 arsenic에 비해 얇은 접합이 형성 가능하며, Ge표면 에칭효과가 더 적다는 장점이 있다. 이를 고려해 우리 연구그룹에서는 metalorganic chemical vapor depostion(MOCVD)을 이용하여 Ge기판위에 성장한 InGaP layer의 특성을 관찰해 보았다. <111>로 $6^{\circ}$ 기울어진 p-type Ge(100) 기판위에 MOCVD를 통해 InGaP layer를 형성하였고, 성장된 layer를 atomic force microscope(AFM)와 high-resolution x-ray diffraction(HRXRD)을 이용하여 표면형상, 조성, 응력상태 등을 각각 관찰하였다. 또한 phosphorus 확산에 의해 형성되는 도핑농도는 electrochemical capacitance-voltage(ECV)을 이용하여 관찰하였다. 성장된 Ge기판위의 InGaP layer의 경우 특징적으로 높이 50 nm, 밑변 길이 $1\;{\mu}m$의 경사진 표면을 관찰할 수 있었으며, 이러한 구조는 TMIn과 TMGa의 비율이 증가 할수록 감소하였다. 따라서 이러한 경사진 형태의 구조는 격자 불일치 때문인 것으로 판단된다. 추가적으로 V/III ratio의 최적화를 통해 1.3 nm의 표면 거칠기를 갖는 InGaP layer를 얻을 수 있었다. ECV를 통해 Ge 하부셀의 pn접합 형성을 관찰한 결과 약 160 nm에서 접합이 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 같은 성장 조건의 샘플을 1000 초 열처리 후에 접합깊이의 변화를 관찰한 결과 180 nm에서 접합이 관찰되었지만, GaAs의 arsenic에 의한 pn접합은 열처리 후에 그 깊이가 170 nm에서 300 nm로 증가 하였다. 따라서 삼중접합 태양전지의 제작 공정을 고려할 경우 phosphorus에 의한 접합 형성이 Ge 하부셀의 동작 특성에 유리할 것으로 판단된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권12호
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• pp.9-12
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• 2005

본 연구는 물리전지의 하나로서 정전기 전지를 제안한 것으로 정전기를 활용한 전지의 제작 가능성을 정전기 전지의 구조제안, 동작원리에 대한 설명 및 특성변수의 계산을 통해 제시하였다. 구체적으로는 소자 외부에서 정전발전기를 통해 발생시킨 전하를 PN접합의 SCR내에 주입하고 SCR내의 내부전계를 이용하여 주입된 전하를 이동시켜 전지의 역할을 할 수 있도록 한 것이다. 계산 결과, 정전기 전지 소자의 단면적을 $0.0001cm^2$로 하고 정전발전기를 이용하여 발생시킨 약 $10^{11}$개의 전하를 주입했을 때, 0.15mA의 전류가 발생하여 전지로서의 가능성이 있음을 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.127-128
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• 2008

Baliga는 구형 PN 접합에 대한 해석적인 항복전압을 유도하였으며, 이 식은 ${\gamma}(r_j/W_{pp})$ 값이 1보다 큰 구간에서 구형 접합의 항복전압이 원통형 및 평면형 항복진압 보다 큰 값을 가지게 된다. 기본적으로 구형 접합의 한복전압이 원통형과 평면형 접합의 항복전압보다 클 수 없기 때문에 이는 명백한 오류이다. 이 오류는 식을 구하는 과정에서 소수점 두 자리를 무시하고 계산을 하였기 때문임을 밝혀냈으며, 또한 이러한 작은 실수가 구형 접합의 항복전압에 미치는 영향이 지대할 수 있다는 결과를 보고하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.482.2-482.2
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• 2014

최근 고효율 실리콘 태양전지 제작을 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 이온주입법을 이용한 PN 접합 형성은 기존의 확산법에 비해 표면과 실리콘 기판 내부에서 도펀트 조절이 용이하다는 장점에 의해 주목 받고 있다. 하지만, 이온주입법으로 도펀트를 주입할 경우, 도펀트와 기판의 충격으로 비정질 상과 결정 결함이 형성된다. 결정 결함은 생성된 전자와 정공의 재결합 준위로 작용하기 때문에 적절한 이온주입 조건과 후 열처리를 통해 높은 특성을 갖는 PN접합층을 형성하여야 한다. 본 실험에서는 보론 도핑된 p형 실리콘 기판에 인을 주입하였다. 인 이온 주입 시 가속전압과 열처리 조건을 달리하여 전기적 특성을 관찰하였으며, 태양전지 에미터층으로의 적용 가능성을 조사해 보았다.