• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제18권3호
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• pp.19-24
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• 2019

In this study, the Ag nano-dots structure was applied to the textured wafer surface to improve the light trapping effect of crystalline silicon solar cell. The Ag nano-dots structure was formed by the annealing of Ag thin film. Ag thin film deposition was performed using a thermal evaporator. The effect of light trapping was compared and analyzed through light reflectance measurements. The optimization process of the Ag nano-dots structure was made by varying the thickness of Ag thin film, the annealing temperature and time. The thickness of Ag thin films was in the range of 5 ~ 20 nm. The annealing temperature was in the range of 450~650℃ and the annealing time was in the range of 30 ~ 60 minutes. As a result, the light reflectance of 10 nm Ag thin film annealed at 650℃ for 30 minutes showed the lowest value of about 9.67%. This is a value that is about 3.37% lower than the light reflectance of the sample that has undergone only the texturing process. Finally, the change of the light reflectance by the HF treatment of the sample on which the Ag nano-dots structure was formed was investigated. The HF treatment time was in the range of 0 ~ 120 seconds. As a result, the light reflectance decreased by about 0.41% due to the HF treatment for 75 seconds.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제18권4호
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• pp.12-17
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• 2019

In this study, the Ag nano-dots structure and silicon nitride film were applied to the textured wafer surface to improve the light trapping effect of mono-crystalline silicon solar cell. Ag nano-dots structure was formed by performing a heat treatment for 30 minutes at 650℃ after the deposition of 10nm Ag thin film. Ag thin film deposition was performed using a thermal evaporator. The silicon nitride film was deposited by a Hot-wire chemical vapor deposition. The effect of light trapping was compared and analyzed through light reflectance measurements. Experimental results showed that the reflectivity increased by 0.5 ~ 1% under all nitride thickness conditions when Ag nano-dots structure was formed before nitride film deposition. In addition, when the Ag nano-dots structure is formed after deposition of the silicon nitride film, the reflectance is increased in the nitride film condition of 70 nm or more. When the HF treatment was performed for 60 seconds to improve the Ag nano-dot structure, the overall reflectance was improved, and the reflectance was 0.15% lower than that of the silicon nitride film-only sample at 90 nm silicon nitride film condition.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권1호
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• pp.7-11
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• 2010

단결정 실리콘 태양전지의 광학적 손실을 감소시키는 표면 텍스쳐링은 최종 셀의 효율을 향상시키기 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서는 2-step texturing의 공정으로 기존의 텍스쳐링에서 이루어진 피라미드에 수 많은 sub-micrometer 사이즈의 구조를 형성시켰다. $AgNO_3$ 용액으로 웨이퍼 표면에 Ag코팅을 한 후, 그 웨이퍼를 다시 HF/$H_2O_2$ 용액으로 수십초 동안 식각을 거치게 된다. 결과적으로, 피라미드 위에 생성된 수 nm사이즈의 구조물들은 $AgNO_3$의 농도 및 식각 시간의 변화에 의해 그 크기와 굵기가 변화하는 것을 알 수 있었다. 웨이퍼의 표면이 2-step texturing에 의해 식각이 이루어지면 연잎의 거친 표면과 비슷해지고, 그 결과 평균 10% 이상의 반사율을 보이던 기존 웨이퍼에서 3% 이하의 낮은 반사율을 얻을 수 있었다. 이는 일반적인 텍스쳐링과 anti-reflection coating을 거친 웨이퍼의 반사율보다 낮은 결과이다.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.301-311
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• 2012

결정질 태양전지 등의 도핑 공정에 적용하기 위한 플라즈마 제트 장치의 기초 방전 특성을 조사한다. 대기압에서의 아르곤 플라즈마 제트와 대기 압력변화에 대한 대기 플라즈마 제트, 그리고 아르곤 분위기 압력 변화에 대한 플라즈마 제트의 전류-전압은 전형적인 정상 글로우 방전의 특성을 갖는다. 대기압 플라즈마 제트의 방전 전압은 약 2.5 kV의 높은 전압이 요구되며, 대기 및 아르곤 플라즈마 제트는 200 Torr 이하의 낮은 압력에 대한 방전 전압은 약 1 kV가 된다. 도핑용 실리콘 웨이퍼에 조사되는 단일 채널 플라즈마 제트의 전류는 인가전압의 조정에 의하여 수 10~50 mA의 고 전류를 용이하게 얻는다. 플라즈마 제트를 웨이퍼에 조사하는 경우에 웨이퍼의 온도 상승은 정상상태에서 약 $200^{\circ}C$가 된다. 실리콘 웨이퍼에 도핑 용재인 액상의 인산을 도포하여 플라즈마를 조사한 결과 얻어진 인 원자의 도핑 분포는 플라즈마 제트 도핑의 가능성을 보여준다.

• 한국진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.238-244
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• 2013

태양전지 제조공정에서 열처리로 레이저를 사용하는 도핑공정은 태양전지의 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 그러나 퍼니스를 이용하는 공정에서는 선택적으로 고농도(Heavy) 도핑영역을 형성하기가 어렵다. 레이저를 사용한 선택적 도핑의 경우 고가의 레이저 장비가 요구되어지며, 레이저 도핑 후 고온의 에너지로 인한 웨이퍼의 구조적 손상 문제가 발생된다. 본 연구는 저가이면서 코로나 방전 구조의 대기압 플라즈마 소스를 제작하였고, 이를 통한 선택적 도핑에 관한 연구를 하였다. 대기압 플라즈마 제트는 Ar 가스를 주입하여 수십 kHz 주파수를 인가하여 플라즈마를 발생시키는 구조로 제작하였다. P-type 웨이퍼(Cz)에 인(P)이 shallow 도핑 된(120 Ohm/square) PSG (Phosphorus Silicate Glass)가 제거되지 않은 웨이퍼를 사용하였다. 대기압 플라즈마 도핑 공정 처리시간은 15 s와 30 s이며, 플라즈마 전류는 40 mA와 70 mA로 처리하였다. 웨이퍼의 도핑프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy)측정을 통하여 분석하였으며, 도핑프로파일로 전기적 특성인 면저항(sheet resistance)을 파악하였다. 도펀트로 사용된 PSG에 대기압 플라즈마 제트로 도핑공정을 처리한 결과 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 도핑깊이가 깊어지고, 면저항이 향상하였다. 대기압 플라즈마 도핑 후 웨이퍼의 표면구조 손상파악을 위한 SEM (Scanning Electron Microscopy) 측정결과 도핑 전과 후 웨이퍼의 표면구조는 차이가 없음을 확인하였으며, 대기압 플라즈마 도핑 폭도 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 증가하였다.

• 태양에너지
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• 제10권3호
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• pp.60-65
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• 1990

[ $p^+$ ]형의 InP 기판($p=4{\times}10^{18}cm^{-3}$)에 일정 온도에서 S를 열 확산시켜 $n^+-p^+$ 접합을 형성하고, $n^+$형 측에 사진식각법으로 폭 $20{\mu}m$의 표면 격자상 전극을 $300{\mu}m$ 간격으로 형성한 후, 반사방지(AR) 막으로 $600{\AA}$ 두께의 SiO 박막을 증착시켜 크기 $5{\times}5{\times}0.3mm^3$의 $n^+-p^+$ InP 동종접합 태양전지를 제작하였다. S의 접합깊이는 약 $0.4{\mu}m$이었으며, 제작된 태양전지는 확산시간이 증가함에 따라 단락전류($J_{sc}$)가 증가하였고, 충진율(F.F)이 감소하였으며, 직렬저항($R_s$)과 에너지 변환효율(${\eta}$)이 증가하는 경향을 나타냈다. $5,000-9,000{\AA}$의 파장 영역에서 양호한 분광감도 특성을 나타냈으며, 단락전류, 개방전압($V_{oc}$), 충진율, 에너지 변환효율이 각각 $13.16mA/cm^2$, 0.38V, 53.74%, 10.1%인 태양전지를 제작하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.42-51
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• 1981

결정방위 (100)인 단결정 P형 실리콘 기판으로 N+PP+ 태양전지를 제작하였다. 뒷면의 P+층의 형성은 940℃에서 60분간 boron nitride를 사용하는 첫번째 boron predeposition과 boron glass를 제거하지 않고 1145℃에서 3시간 동안 행하는 두번째 predeposition으로 이루어지며 boron 확산층의 어닐링은 1100℃에서 40분간 하였다. 앞면의 N+ 층의 형성은 900℃에서 7∼15분동안 POCI3 source를 사용하는 Phosphorus Predeposition으로 이루어지며 어닐링은 800℃에서 1시간 동안 dryO2분위기로 하였다 금속전극층의 형성은 Ti, Pd, Ag의 순으로 앞, 뒷면에 이들 금속들을 질공증착한 후 사진식각을 함으로써 이루어지며 이에 다시 전기도금을 하여 전체 전극층의 두께를 3∼4μm정도로 증가시켰다. 표면 광반사를 줄이기 위해 앞면에 400℃에서 silicon nitride를 입혔으며 마지막으로 550℃에서 10분간 alloy를 함으로써 금속전극의 신뢰도를 높혔다. 그 결과 제작된 면적 3.36㎠의 N+PP+ 전지들은 100mW/㎠의 인공조명하에서 단락전류 103mA, 개방전압 0.59V ,충실도 0.8을 보였다. 따라서 실제 전면적(수광면적)효율이 14.4%(16.2%)가 되어 BSF가 없는 N+P 전지의 11%전면적 변환효율에서 약3.5%의 효율이 개선되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.366-366
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• 2009

후면접합 태양전지는 상용 태양전지의 수평전류 손실(lateral current loss) 이 없으며, 전면전극에 의해 발생하는 그림자 손실(shading loss) 줄인 고효율 태양전지의 하나이다. 생성된 반송자가 후면에 위치한 전극에서 수집되기 때문에 효율향상을 위해서는 불순물에 의한 재결합을 줄이는 것이 중요하다. 따라서 Gettering 은 높은 소수반송자 수명(life-time)을 가지는 고품위 실리콘 기판은 고효율 실리콘태양전지 제작을 위한 중요 요소 기술이다. 본 연구에서는 n-type c-Si 기판을 이용한 고효율 실리콘 이종접합 태양전지제작을 위해 external gettering 공정을 이용하여 고품위 실리콘 기판을 제작하였다. POC13 doping process 의 온도, 시간을 변화시킴으로써 이에 따른 변화를 관찰하였다. 주사전자현미경(SEM)를 통해 etch pit 을 확인 했으며,Four point probe 를 통해 면저항을 측정, 인(P)의 농도를 계산 하였다. 계산된 면저항을 통해 인(P)의 확산 깊이를 계산하였다. Iodine passivation 된 시편을 Qusi-steady state photoconductance (QSSPC)를 이용하여 소수반송자 수명을 측정함으로써 gettering 에 의한 bulk lifetime 향상 효과를 관찰하였다.

• 진공이야기
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• 제2권1호
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• pp.10-16
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• 2015

With the recognition of nanotechnology as one of the future strategic technologies, the R&D efforts have been performed under exclusive supports of governments and private sectors. At present, nanotechnology is at the focus of research and public attention in almost every advanced country including USA, Japan, and many others in EU. Keeping tracks of such technical trends, center for nanoscale mechatronics and manufacturing (CNMM) was established in 2002 as a part of national nanotechnology promotion policy led by ministry of science and technology (MOST) in Korea. It will hold widespread potential applications in electronics, optical electronics, biotechnology, micro systems, etc, with the promises of commercial visibility and competitiveness. In this paper, wafer scale multilayer nanoimprint lithography technology which is well-known the next generation lithography, roll-typed nanoimprint lithography (R-NIL), roll-typed liquid transfer imprint lithography (R-LTIL), the key technology for nanomanufacturing and nanoscale measurement technology will be introduced. Additionally, its applications and some achievements such as solar cell, biosensor, hard disk drive, and MOSFET, etc by means of the developed multilayer nanoimprint lithography system are introduced.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.454-454
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• 2014

Silicon microwire array is one of the promising platforms as a means for developing highly efficient solar cells thanks to the enhanced light trapping efficiency. Among the various fabrication methods of microstructures, deep reactive ion etching (DRIE) process has been extensively used in fabrication of high aspect ratio microwire arrays. In this presentation, we show precisely controlled Si microwire arrays by tuning the DRIE process conditions. A periodic microdisk arrays were patterned on 4-inch Si wafer (p-type, $1{\sim}10{\Omega}cm$) using photolithography. After developing the pattern, 150-nm-thick Al was deposited and lifted-off to leave Al microdisk arrays on the starting Si wafer. Periodic Al microdisk arrays (diameter of $2{\mu}m$ and periodic distance of $2{\mu}m$) were used as an etch mask. A DRIE process (Tegal 200) is used for anisotropic deep silicon etching at room temperature. During the process, $SF_6$ and $C_4F_8$ gases were used for the etching and surface passivation, respectively. The length and shape of microwire arrays were controlled by etching time and $SF_6/C_4F_8$ ratio. By adjusting $SF_6/C_4F_8$ gas ratio, the shape of Si microwire can be controlled, resulting in the formation of tapered or vertical microwires. After DRIE process, the residual polymer and etching damage on the surface of the microwires were removed using piranha solution ($H_2SO_4:H_2O_2=4:1$) followed by thermal oxidation ($900^{\circ}C$, 40 min). The oxide layer formed through the thermal oxidation was etched by diluted hydrofluoric acid (1 wt% HF). The surface morphology of a Si microwire arrays was characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800). Optical reflection measurements were performed over 300~1100 nm wavelengths using a UV-Vis/NIR spectrophotometer (Cary 5000, Agilent) in which a 60 mm integrating sphere (Labsphere) is equipped to account for total light (diffuse and specular) reflected from the samples. The total reflection by the microwire arrays sample was reduced from 20 % to 10 % of the incident light over the visible region when the length of the microwire was increased from $10{\mu}m$ to $30{\mu}m$.