• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.214-217
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• 2006

p-type 비정질 실리콘 에미터와 n-type 실리콘 기판의 계면에 intrinsic 비정질 실리콘을 증착함으로써 계면의 재결합을 억제하여 20%가 넘는 효율을 보이는 이종접합 태양전지가 Sanyo에 의해 처음 제시된 후 intrinsic layer에 대한 연구가 많이 진행되어 왔다. 하지만 p-type wafer의 경우는 n-type에 비해 intrinsic buffer의 효과가 미미하거나 오히려 특성을 저하시킨다는 보고가 있으며 그 이유로는 minority carrier에 대한 barrier가 상대적으로 낮다는 것과 partial epitaxy가 발생하기 때문으로 알려져 있다. 본 연구에서는 partial epitaxy를 억제하기 위한 방법으로 증착 온도를 낮추고 QSSPC를 사용하여 minority carrier lifetime을 측정함으로써 각 온도에 따른 passivation 특성을 평가하였다. 또한 SiH4에 H2를 섞어서 증착하였을 경우 각 dilution ratio(H2 flow/SiH4 flow)에서의 passivation 특성 또한 평가하였다. 기판 온도 $100^{\circ}C$에서 증착된 샘플의 lifetime이 가장 길었으며 그 이하와 이상에서는 lifetime이 감소하는 경향을 보였다 낮은 온도에서는 박막 자체의 결함이 증가하였기 때문이며 높은 온도에서는 partial epitaxy의 영향으로 추정된다. H2 dilution을 하여 증착한 샘플의 경우 SiH4만 가지고 증착한 샘플보다 훨씬 높은 lifetime을 가졌다 이 또한 박막 FT-IR결과로부터 H2 dilution을 한 경우 compact한 박막이 형성되는 것을 확인할 수 있었는데 radical mobility 증가에 의한 박막 특성 향상이 원인으로 생각된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.58.2-58.2
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• 2010

본 연구에서는 n-type wafer에 비정질 실리콘을 증착한 이종접합 태양전지를 열처리 방법을 이용하여 열처리의 효과를 분석함으로써 이종접합 태양전지에 효율적인 열처리 효과에 대하여 연구하였다. P, N-layer는 PECVD(Plasma-enhanced chemical vapor deposition) I-layer는 HWCVD(Hot wire chemical vapor deposition), ITO는 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 동일한 조건에서 제작하였고 rapid thermal process를 이용하여 진공 중에서 $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $220^{\circ}C$, $250^{\circ}C$까지 열처리를 하였다. 열처리 전과 후 QSSPC로 minority carrier life time, 자외 가시선 분광분석 장치로 투과 반사도를, Ellipsometer로 흡수 계수 등의 변화를 조사하였다. 열처리 후 Minority carrier life time, Voc 및 광변환 효율이 증가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.46.1-46.1
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• 2010

Surface passivation of crystalline silicon(c-Si) surface with a-Si:H thin films has been investigated by using quasi-steady-state photo conductance(QSSPC) measurements. Analyzing the influence of a-Si:H film thickness, process gas ratio, deposition temperature and post annealing temperature on the passivation properties of c-Si, we optimized the passivation conditions at the substrate temperature of $200-250^{\circ}C$. Best surface passivation has been obtained by post-deposition annealing of a-Si:H film layer. Post annealing around the deposition temperature was sufficient to improve the surface passivation for silicon substrates. We obtained effective carrier lifetimes above 5.5 ms on average.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.129.2-129.2
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• 2011

본 연구에서는 a-Si:H/c-si 구조의 이종접합 태양전지의 p a-Si:H 에미터 층의 박막 조건에 따라 태양전지 특성을 연구하였다. p, n-layer는 PECVD (Plasma-enhanced chemical vapor deposition) i-layer는 HWCVD(Hot wire chemical vapor deposition), ITO는 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 제작하였다. p-layer의 도핑 농도, 기판 증착 온도, 증착 높낮이에 따라 특성을 비교 분석 하였다. QSSPC로 minority carrier life time, 자외 가시선 분광분석 장치로 투과 반사도를, Ellipsometer로 흡수 계수, 두께, FTIR로 막의 구성요소 등의 변화를 조사하여 개선된 p a-Si:H의 특성이 이종접합 태양전지에서 효율향상에 영향을 주는지 Photo IV와 EQE를 통하여 조사하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.128.1-128.1
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• 2011

In amorphous silicon and crystalline silicon(a-Si:H/c-Si) heterojuction solar cells, intrinsic hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H) films play an important role to passivate the crystalline silicon wafer surfaces. We have studied the correlation between the surface passivation quality and nature of the Si-H bonding at the a-Si:H/c-Si interface. The samples were obtained by VHF-CVD under different deposition conditions. The passivation quality and analysis of all structures studied was performed by means of quasi steady state photoconductance(QSSPC) methods and fourier transform infrared spectrometer(FTIR) measurements respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.397-397
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• 2009

c-Si wafer에 HWCVD로 증착된 a-Si:H 박막은 초기에 낮은 passivation 특성을 가지나 열처리 공정을 통해 효과적인 passivation을 가진다. 열처리 공정은 온도와 시간에 따라 큰 차이를 보인다. 이에 열선CVD를 이용하여 n type의 c-Si 기판에 a-Si:H을 증착하여 열처리 온도에 따른 Minority carrier Lifetime를 QSSPC를 통해 passivation 특성을 측정하였다. 온도는 $150^{\circ}C{\sim}270^{\circ}C$로 변화하여 측정하였다. 또한 열처리 시간을 10분씩 증가시켜 열처리 시간에 따른 passivation을 연구, 1ms에 이르는 Minority carrier lifetime을 얻었다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.25 no.12
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• pp.1009-1014
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• 2012

Hydrogenated amorphous silicon (${\alpha}$-Si:H) layers deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) are investigated for use in silicon hetero-junction solar cells employing n-type crystalline silicon (c-Si) substrates. The optical and structural properties of silicon hetero-junction devices have been characterized using spectroscopy ellipsometry and high resolution cross-sectional transmission electron micrograph (HRTEM). In addition, the effective carrier lifetime is measured by the quasi-steady-state photocoductance (QSSPC) method. We have studied on the correlation between the order of ${\alpha}$-Si:H and the passivation quality at the interface of ${\alpha}$-Si:H/c-Si. Base on the result, we have fabricated a silicon hetero-junction solar cell incorporating the ${\alpha}$-Si:H passivation layer with on open circuit voltage ($V_{oc}$) of 637 mV.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.76.2-76.2
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• 2010

질산 용액을 이용한 처리를 통해서 실리콘 웨이퍼 위에 누설 전류가 thermal oxidation 방법과 비슷한 수준의 얇은 실리콘 산화막을 형성할 수 있다. 이러한 처리 방법은 thermal oxidation에 비해서 낮은 온도에서 공정이 가능하다는 장점을 가진다. 이 때 질산 용액으로 68 wt% $HNO_3$을 쓰는데, 이 용액에만 넣었을 때에는 실리콘 산화막이 어느 정도 두께 이상은 성장하지 않는 단점이 있다. 그렇기 때문에 실리콘 웨이퍼를 68 wt% $HNO_3$에 넣기 전에 seed layer 산화막을 형성 시킨다. 본 연구에서는 p-type 웨이퍼를 phosphorus로 도핑해서 에미터를 형성 시킨 후에 seed layer를 형성 시키고 68 wt% $HNO_3$를 이용해서 에미터 위의 실리콘 산화막을 성장 시켰다. 이 때 보다 더 효과적인 seed layer를 형성 시키는 용액을 찾아서 실험하였다. 40 wt% $HNO_3$, $H_2SO_4-H_2O_2$, HCl-$H_2O_2$ 용액에 웨이퍼를 10분 동안 담그는 것을 통해서 seed layer를 형성하고, 이를 $121^{\circ}C$인 68 wt% $HNO_3$에 넣어서 실리콘 산화막을 성장시켰다. 이렇게 형성된 실리콘 산화막의 특성은 엘립소미터, I-V 측정 장치, QSSPC를 통해서 알아보았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.41.2-41.2
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• 2010

최근 태양전지 제조비용 절감을 위해 초박형 실리콘 태양전지 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이에 따라 후면전계(Back Surface Field, BSF) 특성에 대한 관심이 높아지는 추세이다. 이에 본 연구에서는 후면의 결정방향 및 표면구조에 따라 형성되는 후면전계(BSF)의 특성에 대해 알아보고자 하였다. 후면이 절삭손상층 식각(Saw damage etching) 후 (100)면이 드러난 실리콘 기판과 텍스쳐링(Texturing) 후 (111)면이 드러난 실리콘 기판에 후면 전극을 스크린 인쇄 후 Ramp up rate을 달리 하여 소성 공정(RTP system)을 통해 후면전계(BSF)를 형성하여 비교하였다. 후면전계(BSF)의 형상과 특성만을 평가하기 위하여 염산을 이용하여 후면 전극층을 제거하였다. 후면 전극 제거 후 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy)과 3차원 미세형상측정기(Non-contacting optical profiler)로 후면전계(BSF)의 형상을 비교하였다. 또한 후면전계(BSF)의 특성을 평가하고자 Quasi-Steady-State Photo Conductance(QSSPC)를 사용하여 포화전류(Saturation current, $J_0$)을 측정하였고, 면저항 측정기(4-point probe)로 면저항을 측정하여 비교하였다. 후면 전계(BSF)는 (100)면과 (111)면에서 모두 Ramp up rate이 빠를수록 향상된 특성을 보였고, (111)면에서 더 큰 차이를 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.334.2-334.2
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• 2016

Silicon nitride (SiNx:H) films are generally used as passivation layer on solar cell and they are usually made by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). In this study, we investigated the properties of silicon nitride (SiNx:H) films made by PECVD. Effects of mixture ratio of process gases with silane (SiH4) and ammonia (NH3) on the passivation qualities of silicon nitride film are evaluated. Passivation properties of SiNx:H are focused by making antireflection properties identical with thickness and refractive index controlled. The absorption coefficient of each film was evaluated by spectrometric ellipsometery and the minority carrier lifetimes were evaluated by quasi-steady-state photo-conductance (QSSPC) measurement. The optical properties were obtained by UV-visible spectrophotometer. The interface properties were measured by capacitance-voltage (C-V) measurement and the film components were identified by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Rutherford backscattering spectroscopy detection (RBS) - elastic recoil detection (ERD).