• 한국결정성장학회지
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• 제23권3호
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• pp.119-123
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• 2013

Most of the world's solar cells in photovoltaic industry are currently fabricated using crystalline silicon. Czochralski-grown silicon crystals are more expensive than multicrystalline silicon crystals. The future of solar-grade Czochralski-grown silicon crystals crucially depends on whether it is usable for the mass-production of high-efficiency solar cells or not. It is generally believed that the main obstacle for making solar-grade Czochralski-grown silicon crystals a perfect high-efficiency solar cell material is presently light-induced degradation problem. In this work, the substitution of boron with gallium in p-type silicon single crystal is studied as an alternative to reduce the extent of lifetime degradation. The diamond-wire sawing technology is employed to slice the silicon ingot. In this paper, the quality of the diamond wire-sawn gallium-doped silicon wafers is studied from the chemical, electrical and structural points of view. It is found that the characteristic of gallium-doped silicon wafers including texturing behavior and surface metallic impurities are same as that of conventional boron-doped Czochralski crystals.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.46.2-46.2
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• 2010

For use of superstrate thin-film solar cells, surface texture of the transparent conductive oxide (TCO) has been used to enhance short-circuit currents by increasing light trapping into the cell. ZnO:Al films were deposited by using DC magnetron sputtering on glass substrates with ceramic (ZnO:$Al_2O_3$) target. The as-deposited TCO before texturing exhibited high transparencies (T > 85% for visible light including all reflection losses) and excellent electrical properties ($r=3-6{\times}10^{-4}{\Omega}.cm$). The optical and electrical properties of the TCO are influenced by the texturing conditions such as not only etchant dilutions but also etching time. We obtained the haze value of 14-16 resulting in increase in light trapping and short-circuit currents also.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.102-102
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• 2008

• 한국진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.225-232
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• 2011

다결정 실리콘 태양전지 표면의 광흡수율을 극대화시키기 위하여 플라즈마기반의 reactive ion etching (RIE) 공정을 적용하였으며 maskless 표면 texturing조건을 최적화하여 310~1,100 nm 파장대역의 평균 표면반사율을 $4{\pm}1%$ 내외로 감소시킬 수 있는 grass-like 한 블랙실리콘을 제조할 수 있었다. Saw damage를 가진 $15.6{\times}15.6\;cm^2$ bare 웨이퍼에서부터 중요 공정단계별로 처리된 시료들의 평균반사율, 표면형상, 소수운반자 수명 등의 위치분포를 측정하여 최종 제작된 태양전지의 광전변환효율과 외부양자효율 등과 비교 검토하여 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산에 필요한 표면 texturing 조건들을 연구하였다. 평균 반사율을 4% 이하로 감소시키는 texturing 공정조건에서 웨이퍼 중앙에서 가장자리로 갈 수록 표면구조의 깊이 2배 반치폭 3배의 불균일성이 발생하였으며 이에 따라 입사광자의 다중반사확률이 높아져 평균반사율이 1% 정도 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 비반사막이 코팅된 시료에서 측정된 소수운반자수명분포도 중앙에서 가장자리로 갈수록 약 40% 이상 더 긴 수명을 갖는 것으로 밝혀져 표면구조의 크기에 따른 사이즈효과가 발생하는 것으로 판단된다. 제조된 태양전지의 위치에 따른 광전변환효율도 낮은 반사율과 더 긴 소수운반자수명을 갖는 가장자리에서 2% 가량 높은 광전변환효율을 보였으며, 380~1,100nm 파장대역의 외부양자효율 측정결과도 이를 뒷받침하고 있다. 균일한 에미터 층 형성 및 ARC 증착에 있어서 구조적으로 가장자리 부분의 구조가 유리한 것으로 예상되며, 동시에 표면 구조의 사이즈 효과 때문에 표면 재결합확률이 중앙보다 가장자리에서 더 감소되어 더 높은 광전변환효율을 보이는 것으로 해석된다.

• 한국표면공학회지
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• 제49권3호
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• pp.301-306
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• 2016

The effects of nanotexturing and post-etching on the reflection and quantum efficiency properties of diamond wire sawn (DWS) multicrystalline silicon (mc-Si) solar cell have been investigated. The chemical solutions, which are acidic etching solution (HF-$HNO_3$), metal assisted chemical etching (MAC etch) solutions ($AgNO_3$-HF-DI, HF-$H_2O_2$-DI) and post-etching solution (diluted KOH at $80^{\circ}C$), were used for micro- and nano-texturing at the surface of diamond wire sawn (DWS) mc-Si wafer. Experiments were performed with various post-etching time conditions in order to determine the optimized etching condition for solar cell. The reflectance of mc-Si wafer texturing with acidic etching solution showed a very high reflectance value of about 30% (w/o anti-reflection coating), which indicates the insufficient light absorption for solar cell. The formation of nano-texture on the surface of mc-Si contributed to the enhancement of light absorption. Also, post-etching time condition of 240 s was found adequate to the nano-texturing of mc-Si due to its high external quantum efficiency of about 30% at short wavelengths and high short circuit current density ($J_{sc}$) of $35.4mA/cm^2$.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1380-1381
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• 2011

본 논문에서는 SILVACO 사의 ATHENA와 ATLAS를 이용하여 후면 전극 실리콘 태양전지 (back contact silicon solar cell)의 전면 텍스쳐링 (texturing) 깊이 (depth)와 텍스쳐링 간격 (gap)에 따른 태양전지 효율(efficiency)에 미치는 영향을 분석하였다. 제안한 후면 전극 실리콘 태양전지는 (100) silicon wafer(n-type, $6{\times}10^{15}\;cm^{-3}$)을 기반으로 전면부에 텍스쳐링을, 후면부에 BSF(back surface field, $1{\times}10^{20}\;cm^{-3}$)와 에미터(emitter, $8.5{\times}10^{19}\;cm^{-3}$)를 구성하고, 셀간 피치를 1250 ${\mu}m$, BSF와 에미터의 간격을 25 ${\mu}m$으로 한 구조이다. 텍스쳐링 간격이 없이 텍스쳐링 깊이를 0 ${\mu}m$에서 150 ${\mu}m$으로 증가시켜 분석한 결과, 텍스쳐링 깊이가 증가할수록 효율이 23.90%에서 25.79%로 증가하였다. 텍스쳐링 간격을 1 ${\mu}m$에서 100 ${\mu}m$으로 증가시켜 분석한 결과, 텍스쳐링 깊이와 상관없이 텍스쳐링 간격이 증가할수록 후면 전극 실리콘 태양전지의 효율이 감소하였다. 텍스쳐링 유무에 따라 후면 전극 태양전지의 외부양자효율의 차이를 보였고 텍스쳐링이 있을 때 외부양자효율이 보다 높은 값을 얻었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.345-348
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• 2012

The optical losses associated with the reflectance of incident radiation are among the most important factors limiting the efficiency of a solar cell. Therefore, photovoltaic cells normally require special surface structures or materials, which can reduce reflectance. In this study, nano-scale textured structures with anti-reflection properties were successfully formed on silicon. The surface of sicon wafer was etched by the inductively coupled plasma process using the gaseous mixture of $SF_6+O_2$. We demonstrate that the reflection characteristic has significantly reduced by ~0% compared with the flat surface. As a result, the power efficiency $P_{max}$ of the nano-scale textured silicon solar cell were enhanced up to 20%, which can be ascribed primarily to the improved light trapping in the proposed nano-scale texturing.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.136-137
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• 2008

태양전지의 효율은 실리콘 자체의 특성에 의해서 결정 되거나 완성된 실리콘을 통해 태양전지를 제조하는 과정에서 Texturing, Coating 등을 통해 효율을 변화 시킬 수 있다. PC1D를 이용해 Texturing, Base Resistivity, Emitter Doping등을 조절해가며 고효율 태양전지를 위한 시뮬레이션을 하였다. Texture Angle이 $80^{\circ}$, Texture Depth가 2um, Base Resistivity가 0.2[${\Omega}{\cdot}cm$], Emitter Doping이 8*Exp(19)[$cm^{-3}$]일 경우 효율이 19.9%로 최적화 되었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제4권3호
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• pp.29-33
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• 2003

Tri-crystalline silicon wafers have three different orientations and three-grain boundaries. In this paper, tri-crystalline silicon (tri-Si) wafers have been used for the fabrication of buried contact solar cells. The optical and micro-structural properties of these cells after texturing in KOH solution have been investigated and compared with those of cast mult- crystalline silicon (multi-Si) wafers. We employed a cost effective fabrication process and achieved buried contact solar cell (BCSC) energy conversion efficiencies up to $15\%$ whereas the cast multi-Si wafer has efficiency around $14\%$.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.176-180
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• 2003

Tri-crystalline silicon (Tri-Si) wafers have three different orientations and three grain boundaries. In this paper, tri-Si wafers have been used for the fabrication of buried contact solar cells. The optical and micro-structural properties of these cells after texturing in KOH solution have been investigated and compared with those of cast multi-crystalline silicon (multi-Si) wafers. We employed a cost effective fabrication process and achieved buried contact solar cell (BCSC) energy conversion efficiencies up to 15% whereas the cast multi-Si wafer has efficiency around 14%.