• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.413-413
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• 2016

태양전지 제작 시 에미터층을 형성하는 도핑 공정의 최적화는 캐리어 수집 확률 증가와 함께 결정질 실리콘 태양전지 고효율화를 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 결정질 실리콘 태양전지 다이오드의 다양한 도핑 공정으로 제작된 p-n 접합에 대한 전기적 특성 분석을 진행하였다. 도핑 공정의 경우 선 증착-후 확산 공정 시간과 가스량을 변화시켜 다양한 에미터층을 제작하였다. 선 증착 시간 변화를 주는 경우 선 증착 공정을 $825^{\circ}C$로 고정한 뒤 시간을 7분에서 17분까지 변화하고 후 확산 공정을 $845^{\circ}C$, 14분으로 고정하였다. 후 확산 시간 변화를 주는 경우는 선 증착 공정을 $825^{\circ}C$, 12분으로 고정한 뒤 후 확산 공정을 $845^{\circ}C$로 고정 하고 시간을 9분에서 19분까지 변화시켰다. 선 증착 공정을 $845^{\circ}C$ 12분, 후 확산 공정을 $845^{\circ}C$, 14분으로 고정 한 뒤 선 증착 시 POCl3양을 400 ~ 1400 SCCM까지 변화시켰고, 후 확산 시 산소량을 0 ~ 1000 SCCM까지 가변한 조건에서 에미터층에 대한 특성을 분석하였다. 결과적으로 선 증착 공정 $825^{\circ}C$ 12분, 후 확산 공정 $845^{\circ}C$ 14분에서 SCR(Space Charge Region)에서 3.81의 가장 낮은 이상 계수 값을 나타내었다. 이는 p-n접합의 내부결함이 줄어들어 태양전지의 캐리어 수명이 증가됨을 보였다. 선 증착 공정 중 $POCl_3$ 주입량 800 SCCM, 후 확산 공정 중 산소량 400 SCCM에서 $15.9{\mu}s$로 가장 높은 캐리어 수명을 나타내었다. Suns-VOC 측정 결과 $POCl_3$ 주입량 800 SCCM, 산소량 400 SCCM에서 619mV로 가장 높은 개방전압을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.04b
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• pp.248-250
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• 2009

고효율 태양전지를 위한 결정질 태양전지의 구조 중 UNSW에서 개발한 BCSC(buried contact solar cell)가 있는데, 이는 전면 전극을 laser 처리 후 무전해 니켈 도금으로 형성한 것이다. 이같은 전면 전극을 형성하기 위해서는 무전해 nickel 도금 후 열처리가 필수적이다. 우리는 이 공정을 확립하기 위해 결정질 wafer에 후면을 PECVD로 SiNx막을 형성하여 $30\Omega/\square$로 도핑한 후 후면을 불산으로 제거한 상태에서 양면을 니켈 무전해 도금으로 전극을 형성하여 $300^{\circ}C,\;350^{\circ}C,\;400^{\circ}C$에서 각각 3,6,9분간 진행하였다. 그 결과 $400^{\circ}C$에서 3분간 열처리된 sample이 상대적으로 가장 명확한 IV curve를 형성하였다. 이 실험의 결과는 PN 접합 구조에서 전극을 nickel로 사용할 때 유용하게 사용될 수 있다.

• Current Photovoltaic Research
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• v.1 no.1
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• pp.17-26
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• 2013

In contrast to conventional crystalline cells, back-contact solar cells feature high efficiencies, simpler module assembly, and better aesthetics. The highest commercialized cell and module efficiency was recorded by n-type back-contact solar cells. However, the mainstream PV industry uses a p-type substrate instead of n-type due to the high costs and complexity of the manufacturing processes in the case of the latter. P-type back-contact solar cells such as metal wrap-through and emitter wrap-through, which are inexpensive and compatible with the current PV industry, have consequently been developed. In this paper the characteristics of EWT (emitter wrap-through) solar cells and their status and prospects for development are discussed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.62.2-62.2
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• 2010

박막 실리콘 태양 전지는 저가격화 및 대량생산, 대면적화에 유리하다는 장점을 가지고 있다. 단점으로 지적되는 낮은 효율을 극복하기 위해 광흡수층의 밴드갭이 서로 다른 두 개 이상의 박막을 적층하여, 넓은 파장 대역의 빛을 효과적으로 흡수함으로써 광변환 효율을 올리기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 서로 다른 밴드갭의 광흡수층을 가진 p-i-n 구조를 다중 적층하여 고효율의 태양 전지를 제작하기 위해서는 n-도핑층과, p-도핑층 간에 전자와 정공이 빠르게 재결합할 수 있는 터널 접합(Tunnel Recombination Junction)의 형성이 필수적이며, 이때 광손실이 최소화되도록 해야한다. 만약 터널 접합이 적절하게 형성되지 않으면 결합되지 않은 전자와 정공이 도핑층 사이에 쌓이게 되고, 도핑층 사이의 저항 증가로 태양 전지의 광변환 효율은 크게 하락한다. 이번 연구에서는 터널 접합이 잘 이루어지게 하기 위한 n-도핑층 및 p-도핑층 박막의 특성과, 터널 접합의 특성에 따른 적층형 태양 전지의 광효율 변화를 확인하였다. 광흡수층 및 도핑층은 TCO($SnO_2:F$, Asahi) 유리 기판 위에 PECVD를 사용하여 p-i-n 구조로 RF Power 조건에서 증착되었고, ${\mu}c$-Si 광흡수층의 경우에는 VHF Power 조건에서 증착되었다. 광흡수층이 a-Si/${\mu}c$-Si의 구조를 가지는 이중 접합 태양 전지에서 ${\mu}c$-Si n-도핑층/${\mu}c$-Si p-도핑층 사이의 터널 접합 실험 결과 n-도핑층 및 p-도핑층의 결정화도와 도핑 농도를 조절하여 터널 접합의 저항을 최소화했고, 터널 접합 특성이 이중 접합 셀의 광효율 특성과 유사한 경향을 보임을 확인하였다. 광흡수층이 a-Si/a-SiGe/${\mu}c$-Si의 구조를 가지는 삼중 접합 태양 전지 실험의 경우 a-Si과 a-SiGe 광흡수층 사이에 ${\mu}c$-Si n-도핑층/${\mu}c$-Si p-도핑층/a-SiC p-도핑층의 구조를 적용하여 터널 접합을 형성하였으며, ${\mu}c$-Si p-도핑층의 두께 및 박막 특성을 개선하여 광손실이 최소화된 터널 접합을 구현하였고, 삼중 접합 태양 전지에 적용되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.95-95
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• 2009

실리콘 이종접합 태양전지는 비정질 실리콘을 사용하여 p-n 접합을 만들기 때문에 결정질 태양전지에 비해 개방전압이 높은 특성을 보인다. 그렇지만 결정질 태양전지는 접합을 확산공정으로 만들어 p층과 n층의 계면에서 결함이 존재하지 않는 반면 이종접합 태양전지는 결정질 실리콘 표면에 접합을 만들기 때문에 결정질 실리콘의 표면에 defect이 존재할 가능성이 많아진다. 이번 실험에서 결정질 실리콘의 cleaning 조건 변화에 따른 이종접합 태양전지의 특성변화를 보았다. 실리콘 이종접합 태양전지는 전면전극/ITO/p a-Si:H/i a-Si:H/n c-Si/i a-Si:H/n a-Si:H/후면전극의 구조로 만들으며 p형 및 n형 비정질 실리콘은 PECVD를 이용하여 증착하였고 i형 비정질 실리콘은 HWCVD를 이용하여 증착하였다. 만들어진 태양전지의 특성을 평가하기 위해 암전류 특성, 광전류 특성, 양자효율, 소수반송자수명을 측정하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.20 no.11
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• pp.617-622
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• 2010

We have studied methods to save Si source during the fabrication process of crystalline Si solar cells. One way is to use a thin silicon wafer substrate. As the thickness of the wafers is reduced, mechanical fractures of the substrate increase with the mechanical handling of the thin wafers. It is expected that the mechanical fractures lead to a dropping of yield in the solar cell process. In this study, the mechanical properties of 220-micrometer-solar grade Cz p-type monocrystalline Si wafers were investigated by varying saw-damage etching conditions in order to improve the flexural strength of ultra-thin monocrystalline Si solar cells. Potassium hydroxide (KOH) solution and tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH) solution were used as etching solutions. Etching processes were operated with a varying of the ratio of KOH and TMAH solutions in different temperature conditions. After saw-damage etching, wafers were cleaned with a modified RCA cleaning method for ten minutes. Each sample was divided into 42 pieces using an automatic dicing saw machine. The surface morphologies were investigated by scanning electron microscopy and 3D optical microscopy. The thickness distribution was measured by micrometer. The strength distribution was measured with a 4-point-bending tester. As a result, TMAH solution at $90^{\circ}C$ showed the best performance for flexural strength.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.6 no.2
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• pp.263-274
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• 1996

Titanium dioxide ($TiO_{2}$) film has been widely used as anti-reflection coating for solar cells but not as masking oxide for metallisation and diffusion of impurities. In this paper we have investigated the properties of $TiO_{2}$ for possible incorporation into solar cell processing sequence. Thus the use of a spray deposition system to form the $TiO_{2}$ film and the characterisation of this film to ascertain its suitability to solar cell processing. The spray-on $TiO_{2}$ film was found to be resistant to all the chemicals used in conjunction with solar cell processing. The high temperature anealing (in oxygen ambient) of the spray-on $TiO_{2}$ film resulted in an increased refractive index, which indicated the growth of an underlying thin film of $SiO_{2}$ film for the passivation of silicon surface which would reduce the recombination activities of the fabricated device. Most importantly, the successful incorporation of the $TiO{2}$ film will lead to the reduction of the many high temperature processing steps of solar cell to only one.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.11 no.2
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• pp.13-16
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• 2012

Zinc oxide (ZnO) films were deposited by an RF magnetron sputtering system with the RF power of 200W and 300W and flow rate of oxygen gases of 20 and 30 sccm, in order to research the growth of ZnO on carbon doped silicon oxide (SiOC) thin film. The reflectance of SiOC film on Si film deposited by the sputtering decreased with increasing the oxygen flow rate in the range of long wavelength. In comparison between ZnO/Si and ZnO/SiOC/Si thin film, the reflectance of ZnO/SiOC/Si film was inversed that of ZnO/Si film in the rage of 200~1000 nm. The transmittance of ZnO film increased with increasing the oxygen gas flow rate because of the transition from conduction band to oxygen interstitial band due to the oxygen interstitial (Oi) sites. The low reflectance and the high transmittance of ZnO film was suitable properties to use for the front electrode in the display or solar cell.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.21 no.9
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• pp.808-811
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• 2008

Optical and mechanical properties of diamond-like carbon (DLC) films synthesized by RF plasma enhanced chemical vapor deposition were investigated as a function the C/H ratio in gas mixture. The C/H ratio was varied from 6 to 10 %, adjusting the amount of $CH_4$ and $H_2$ as the source gas. The optical and mechanical properties of DLC films were characterized by UV spectrometer, Ellipsometer and Nano-indenter. The change of the C/H ratio during synthesis of DLC films had many effects on the growth rate, transmittance, refractive index and hardness. The growth rate of the films increased exponentially with the increase in C/H ratio. The hardness of the films showed the tendency to improve with increasing C/H ratio, whereas the transmittance decreased. The refractive index was varied from 2.03 to 2.17, and these refractive indexes close to 2.0 indicates that it can be applied to Si-based solar cell.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.12 no.3
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• pp.41-46
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• 2013

Efficient and inexpensive solar cells are necessary for photo-voltaic to be widely adopted for mainstream electricity generation. For this to occur, the recombination losses of charge carriers (i.e. electrons or holes) must be minimized using a surface passivation technique suitable for manufacturing. Recently it has been shown that aluminum oxide thin films are negatively charged dielectrics that provide excellent surface passivation of silicon solar cells to attract positive-charged holes. Especially aluminum oxide thin film is a quite suitable passivation on the rear side of p-type silicon solar cells. This paper, it demonstrate the interfacial microstructure and electrical properties of mono-crystalline silicon surface passivated by $Al_2O_3$ films during firing process as applied for screen-printed solar cells. The first task is a comparison of the interfacial microstructure and chemical bonds of PECVD $Al_2O_3$ and of PEALD $Al_2O_3$ films for the surface passivation of silicon. The second is to study electrical properties of double-stacked layers of PEALD $Al_2O_3$/PECVD SiN films after firing process in the temperature range of $650{\sim}950^{\circ}C$.