건재 일체형 태양광발전(BIPV) 응용을 위해 광 입사각에 따른 태양전지의 변환 효율은 중요하다. 양자효율은 태양전지의 파장별 전자 수집효율을 말하며, 입사각별 양자효율 측정으로 입사각에 따른 태양전지 출력 변화 요인을 분석할 수 있다. 이러한 입사각별 양자효율은 태양전지 종류에 따라 차이를 보인다. 본 연구에서는 가장 많이 쓰이는 벌크형 단결정 실리콘 태양전지와 박막형 비정질 실리콘 태양전지의 입사각별 양자효율을 비교하였다. 그 결과, 단결정 실리콘 태양전지에서는 광 입사각이 증가함에 따라 전 파장영역에서 양자효율이 감소했다. 반면, 비정질 박막 실리콘 태양전지에서는 단파장 영역에서는 결정질 실리콘과 동일하게 감소하였으나, 그 이후의 흡수 영역에서 약 $40^{\circ}$의 입사각까지 증가 또는 일정한 양자효율을 보이다가 이후에 급격히 감소하는 결과를 얻었다. 이는 비정질 박막 실리콘 태양전지에서 입사각이 증가함에 따라 특정 파장 영역에서 산란과 박막 구조의 영향으로 예상된다. 따라서, 태양전지의 구조 및 광학 구조 최적화 등으로 BIPV 적용에 유리한 구조 태양전지 제작이 가능할 것으로 보인다.
In order to achieve a high efficient a-Si solar cell, the TCO (transparent conductive oxide) substrates are required to be a low sheet resistivity, a high transparency, and a textured surface with light trapping effect. Recently, a zinc oxide (ZnO) thin film attracts our attention as new coating material having a good transparent and conductive for TCO of solar cells. In this paper the optical properties of $H_2$ post-treated BZO (boron doped ZnO, ZnO:B) thin film are investigated with $O_2$-plasma treatment. The BZO thin films by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) are investigated and the samples of $H_2$ post-treated BZO thin film are tested with $O_2$-plasma treatment by plasma treatment system with 13.56 MHz as RIE (Reactive Ion Etching) type. We measured the optical properties and surface morphology of BZO thin film with and without $O_2$-plasma treatment. The optical properties such as transmittance, reflectance and haze are measured with integrating sphere and ellipsometer. This result of the BZO thin film with and without $O_2$-plasma treatment is application to the TCO for solar cells.
High efficiency thin film photovoltaic device technology is reviewed. At present market situation, the industrial players of thin film technologies have to confront the great recession and need to change their market strategies and find technical alternatives again. Most recent technology trends and technical or industrial progress for Silicon thin film and CIGS are introduced and common interests for high efficiency and reliability are discussed.
Wet etched ZnO:Al films for thin film solar cells were prepared by Facing Target sputtering(FTS) method. Wet etching has been used to produce a rough TCO surface that enables light trapping in the absorber. The ZnO:Al films for thin film solar cells were etched by HCl 0.5%. The etching performance of ZnO:Al films can be tuned by changing etching time. The etched ZnO:Al films compared to a smooth ZnO:Al thin film structure. From the results, the lowest resistivity of deposited films was $5.67\times10^{-4}$ [$\Omega$-cm] and the transmittance of all ZnO:Al thin films were over 80% in visible range.
Hydrogen production from water using solar energy is attractive way to obtain clean energy resource. Among the various solar-to-hydrogen production techniques, a combination of a photovoltaic and an electrolytic cell is one of the most promising techniques in term of stability and efficiency. In this study, we show successful fabrication of precursor solution processed CIGS thin film solar cells which can generate high voltage. In addition, CIGS thin film solar cell modules producing over 2V of open circuit voltage were fabricated by connecting three single cells in series, which are applicable to water electrolysis. The operating current and voltage during water electrolysis was measured to be 4.23mA and 1.59V, respectively, and solar to hydrogen efficiency was estimated to be 3.9%.
The $Cu_2ZnSnS_4$ (CZTS) thin film solar cell is a candidate next generation thin film solar cell. For the application of an absorption layer in solar cells, CZTS thin films were deposited by pulsed laser deposition (PLD) at substrate temperature of $300^{\circ}C$ without post annealing process. Deposition time was carefully adjusted as the main experimental variable. Regardless of deposition time, single phase CZTS thin films are obtained with no existence of secondary phases. Irregularly-shaped grains are densely formed on the surface of CZTS thin films. With increasing deposition time, the grain size increases and the thickness of the CZTS thin films increases from 0.16 to $1{\mu}m$. The variation of the surface morphology and thickness of the CZTS thin films depends on the deposition time. The stoichiometry of all CZTS thin films shows a Cu-rich and S-poor state. Sn content gradually increases as deposition time increases. Secondary ion mass spectrometry was carried out to evaluate the elemental depth distribution in CZTS thin films. The optimal deposition time to grow CZTS thin films is 150 min. In this study, we show the effect of deposition time on the structural properties of CZTS thin film deposited on soda lime glass (SLG) substrate using PLD. We present a comprehensive evaluation of CZTS thin films.
This paper presents the deposition of ${\mu}c$-Si:H thin-film and fabrication of a solar cell by VHF-PECVD method. The ${\mu}c$-Si:H thin films and pin-type solar cells are fabricated using multi-chamber cluster tool system. A 7.4% conversion efficiency was achieved from ${\mu}c$-Si:H thin film solar cells with total thickness less than $5{\mu}m$. The physical characteristic was measured by Raman spectroscopy, Solar cell characteristic was measured under AM1.5 illumination.
Iftiquar, Sk Md;Park, Jinjoo;Shin, Jonghoon;Jung, Junhee;Bong, Sungjae;Dao, Vinh Ai;Yi, Junsin
Current Photovoltaic Research
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제2권2호
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pp.41-47
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2014
Extensive investigation on silicon based thin film reveals a wide range of film characteristics, from low optical gap to high optical gap, from amorphous to micro-crystalline silicon etc. Fabrication of single junction, tandem and triple junction solar cell with suitable materials, indicate that fabrication of solar cell of a relatively moderate efficiency is possible with a better light induced stability. Due to these investigations, various competing materials like wide band gap silicon carbide and silicon oxide, low band gap micro-crystalline silicon and silicon germanium etc were also prepared and applied to the solar cells. Such a multi-junction solar cell can be a technologically promising photo-voltaic device, as the external quantum efficiency of such a cell covers a wider spectral range.
Solar panels are modules made up of many cells, like the N-type monosilicon, P-type monosilicon, P-type multisilicon, amorphous thin-film silicon, and CIGS solar cells. An efficient photovoltaic (PV) power is important to use to determine what kind of cell types are used because residential solar systems receive attention. In this study, we used 3-type solar panels - such as N-type monosilicon, P-type monosilicon, and CIGS solar cells - to investigate what kind of solar panel on a house or building performs the best. PV systems were composed of 3-type solar panels on the roof with each ~1.8 kW nominal power. N-type monosilicon solar panel resulted in the best power generation when monitored. Capacity Utilization Factor (CUF) and Performance Ratio (PR) of the N-type Si solar panel were 14.6% and 75% respectively. In comparison, N-type monosilicon and CIGS solar panels showed higher performance in power generation than P-type monosilicon solar power with increasing solar irradiance.
In this paper, structual, optical properties of CdTe thin films and photovoltaic properties of thin film CdS/CdTe solar cell prepared by thermal vacuum evaporation were studied. The crystal structure of CdTe films was zircblend type with preferential orientation of the (111)plane parallel to the substrate. The heat treatment appears to stabilize this structure. The result of optical absorption and transmittance show that solar radiation with energy larger than bandgap is almost completely absorbed within an about $2{\mu}m$ thickness of the evaporated CdTe layer and transmittance of the CdTe film was larger with increasing annealing temperature. It was found that CdS/CdTe solar cell characteristics were improved by the heat treatment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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