• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.416-416
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• 2011

태양전지의 고효율화를 위해, 생성된 전자와 전공을 전극에서 효과적으로 수집하는 방법에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 태양전지 전면전극은 빛의 조사에 의해 생성된 전자를 수집하는 매체로써 finger width가 넓어질수록, 전자를 수집하기 쉬워진다. 하지만 finger width가 넓어짐에 따라, shadowing loss 증가에 의해 단락전류 밀도가 감소하여 태양전지 효율이 저하 될 수 있다. 본 연구에서는 스크린 프린팅에 의해 형성된 전면전극의 finger width를 기존의 $80{\mu}m$에서 $50{\mu}m$로 변경하고, double printing에 의해 finger height를 높이는 방법으로 태양전지의 효율을 향상 시키고자 하였다. 그 결과, 전극패턴 50에서는 전극패턴 80보다 0.47 단락전류밀도가 증가하였고, 효율(efficiency)은 0.16%가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제20권12호
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• pp.686-690
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• 2010

$TiO_2$ nanowires were self-catalytically synthesized on bare Si(100) substrates using metallorganic chemical vapor deposition. The nanowire formation was critically affected by growth temperature. The $TiO_2$ nanowires were grown at a high density on Si(100) at $510^{\circ}C$, which is near the complete decomposition temperature ($527^{\circ}C$) of the Ti precursor $(Ti(O-iPr)_2(dpm)_2)$. At $470^{\circ}C$, only very thin (< $0.1{\mu}m$) $TiO_2$ film was formed because the Ti precursor was not completely decomposed. When growth temperature was increased to $550^{\circ}C$ and $670^{\circ}C$, the nanowire formation was also significantly suppressed. A vaporsolid (V-S) growth mechanism excluding a liquid phase appeared to control the nanowire formation. The $TiO_2$ nanowire growth seemed to be activated by carbon, which was supplied by decomposition of the Ti precursor. The $TiO_2$ nanowire density was increased with increased growth pressure in the range of 1.2 to 10 torr. In addition, the nanowire formation was enhanced by using Au and Pt catalysts, which seem to act as catalysts for oxidation. The nanowires consisted of well-aligned ~20-30 nm size rutile and anatase nanocrystallines. This MOCVD synthesis technique is unique and efficient to self-catalytically grow $TiO_2$ nanowires, which hold significant promise for various photocatalysis and solar cell applications.

• Current Photovoltaic Research
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• 제5권2호
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• pp.59-62
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• 2017

Surface texturing is affected the uniformity and size of pyramid with saw mark defect density. To analysis the influence of the saw mark defect density, we textured various si wafer. When the texturing process proceeds without the saw mark removal, silicon wafer of low-saw mark defect density showed small pyramid size of $3.5{\mu}m$ with the lowest average value of the reflectance of 10.6%. When texturing carried out after removal of the saw mark using the TMAH solution, we obtained a reflectance of about 11% and the large pyramid size of $5{\mu}m$. As a result, saw mark wafers showed a better pyramid structure than saw mark-free wafer. This result showed that saw mark can take place more smooth etching by the KOH solution and saw mark-free wafer is determined to be a factor that have a higher reflectance and a large pyramid.

• 한국재료학회지
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• 제29권11호
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• pp.715-719
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• 2019

Molybdenum is a low-resistivity transition metal that can be applied to silicon devices using Si-metal electrode structures and thin film solar cell electrodes. We investigate the deposition of metal Mo thin film by plasma-enhanced atomic layer deposition (PE-ALD). $Mo(CO)_6$ and $H_2$ plasma are used as precursor. $H_2$ plasma is induced between ALD cycles for reduction of $Mo(CO)_6$ and Mo film is deposited on Si substrate at $300^{\circ}C$. Through variation of PE-ALD conditions such as precursor pulse time, plasma pulse time and plasma power, we find that these conditions result in low resistivity. The resistivity is affected by Mo pulse time. We can find the reason through analyzing XPS data according to Mo pulse time. The thickness uniformity is affected by plasma power. The lowest resistivity is $176{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ at $Mo(CO)_6$ pulse time 3s. The thickness uniformity of metal Mo thin film deposited by PE-ALD shows a value of less than 3% below the plasma power of 200 W.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권6호
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• pp.225-229
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• 2011

현재 결정질 태양전지에서 웨이퍼 가공은 대부분 슬러리 분사 방식의 다중 와이어를 이용한 방법이 사용되고 있다. 이와 같은 슬러리 분사 방식의 웨이퍼 가공은 가공속도가 낮아 생산성이 떨어지는 단점이 있을 뿐만 아니라 금속 재질의 와이어와 실리콘 블록의 직접적인 마찰에 의하여 웨이퍼 표면의 금속 불순물에 의한 오염이 발생되는 단점이 있다. 뿐만 아니라 와이어와 실리콘 블록간의 직접적인 마찰로 인하여 와이어가 빨리 마모되며, 이로 인하여 일회성의 와이어를 사용하게 되면서 제조원가는 상승하게 된다. 반면에 다이아몬드 입자가 코팅된 와이어를 이용하여 실리콘 웨이퍼를 가공하게 되면, 가공속도가 기존 슬러리 분사방식보다 빠르며, 공정진행에 따른 와이어의 마모율이 적어 와이어의 재사용에 의한 제조원가 절감이 가능하다. 따라서 이와 같은 다이아몬드 입자가 코팅된 와이어를 이용하여 가공하는 기술은 슬러리 분사방식에 비하여 더 효율적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 슬러리 분사방식으로 가공된 웨이퍼와 다이아몬드 코팅된 와이어로 가공된 웨이퍼의 표면특성에 대하여 분석하고 셀 공정에 영향을 미치는 것에 대하여 설명하고자 한다. 또한, 다이아몬드 와이어로 가공된 웨이퍼를 활용하기 위한 셀 공정의 개선방향에 대하여 제안하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.429-429
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• 2012

To investigate the gettering effect of B-doped n-type monocrystalline silicon wafer, we made the p-n junction by diffusing boron into n-type monocrystalline Si substrate and then oxidized the boron doped n-type monocrystalline silicon wafer by in-situ wet and dry oxidation. After oxidation, the minority carrier lifetime was measured by using microwave photoconductance and the sheet resistance by 4-point probe, respectively. The junction depth was analyzed by Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS). Boron diffusion reduced the metal impurities in the bulk of silicon wafer and increased the minority carrier lifetime. In the case of wet oxidation, the sheet resistance value of ${\sim}46{\Omega}/{\Box}$ was obtained at $900^{\circ}C$, depostion time 50 min, and drive-in time 10 min. Uniformity was ~7% at $925^{\circ}C$, deposition time 30 min, and drive-in time 10 min. Finally, the minority carrier lifetime was shown to be increased from $3.3{\mu}s$ for bare wafer to $21.6{\mu}s$ for $900^{\circ}C$, deposition 40 min, and drive-in 10 min condition. In the case of dry oxidation, for the condition of 50 min deposition, 10 min drive-in, and O2 flow of 2000 SCCM, the minority carrier lifetime of 16.3us, the sheet resistance of ${\sim}48{\Omega}/{\Box}$, and uniformity of 2% were measured.

• 한국재료학회지
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• 제25권1호
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• pp.16-20
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• 2015

In this study, in order to improve the efficiency of n-type monocrystalline solar cells with an Alu-cell structure, we investigate the effect of the amount of Al paste in thin n-type monocrystalline wafers with thicknesses of $120{\mu}m$, $130{\mu}m$, $140{\mu}m$. Formation of the Al doped $p^+$ layer and wafer bowing occurred from the formation process of the Al back electrode was analyzed. Changing the amount of Al paste increased the thickness of the Al doped $p^+$ layer, and sheet resistivity decreased; however, wafer bowing increased due to the thermal expansion coefficient between the Al paste and the c-Si wafer. With the application of $5.34mg/cm^2$ of Al paste, wafer bowing in a thickness of $140{\mu}m$ reached a maximum of 2.9 mm and wafer bowing in a thickness of $120{\mu}m$ reached a maximum of 4 mm. The study's results suggest that when considering uniformity and thickness of an Al doped $p^+$ layer, sheet resistivity, and wafer bowing, the appropriate amount of Al paste for formation of the Al back electrode is $4.72mg/cm^2$ in a wafer with a thickness of $120{\mu}m$.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.30.1-30.1
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• 2011

Silicon is one of useful materials in various industry such as semiconductor, solar cell, and secondary battery. The metallic silicon produces generally melting process for ingot type or chemical vapor deposition (CVD) for thin film type. However, these methods have disadvantages of high cost, complicated process, and consumption of much energy. Electrodeposition has been known as a powerful synthesis method for obtaining metallic species by relatively simple operation with current and voltage control. Unfortunately, the electrodeposition of the silicon is impossible in aqueous electrolyte solution due to its low oxidation-reduction equilibrium potential. Ionic liquids are simply defined as ionic melts with a melting point below $100^{\circ}C$. Characteristics of the ionic liquids are high ionic conductivities, low vapour pressures, chemical stability, and wide electrochemical windows. The ionic liquids enable the electrochemically active elements, such as silicon, titanium, and aluminum, to be reduced to their metallic states without vigorous hydrogen gas evolution. In this study, the electrodeposion of silicon has been investigated in ionic liquid of 1-butyl-3-methylpyrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide ([bmpy]$Tf_2N$) saturated with $SiCl_4$ at room temperature. Also, the effect of electrode materials on the electrodeposition and morphological characteristics of the silicon electrodeposited were analyzed The silicon electrodeposited on gold substrate was composed of the metallic Si with single crystalline size between 100~200nm. The silicon content by XPS analysis was detected in 31.3 wt% and the others were oxygen, gold, and carbon. The oxygen was detected much in edge area of th electrode due to $SiO_2$ from a partial oxidation of the metallic Si.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.405-406
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• 2013

Ga-doped ZnO (GZO)는 $300^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 전기적으로 불안정하기 때문에 CIGS, CdTe, DSC와 같은 태양전지의 높은 공정온도 때문에 사용이 제한적이다. ZTO thin film은 Al2O3, SiO2, TiO2, ZnO tihin film과 비교하여 산소 및 수분에 대하여 투과성이 상대적으로 낮은 것으로 알려져 있다. 따라서 GZO single layer에 비하여 ZTO-GZO multi-layer를 구성하여 TCO를 제작하면, 높은 공정온도에서도 사용 가능하다. 실제 제작된 GZO single layer (300 nm)에서 비저항이 $7.69{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $500^{\circ}C$에서 열처리 후 $7.76{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$으로 급격하게 상승한다. ZTO single layer (420 nm)는 as-grown에서는 측정 불가했지만, $400^{\circ}C$에서 열처리 후 $3.52{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$ $500^{\circ}C$에서 열처리 후 $4.10{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$으로 열처리에 따른 큰 변화가 없다. 또한 ZTO-GZO multi-layer (720 nm)의 경우 비저항이 $2.11{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $500^{\circ}C$에서 열처리 후 $3.67{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$으로 GZO에 비하여 상대적으로 변화폭이 작다. 또한 ZTO의 두께에 따른 영향을 확인하기 위하여 ZTO를 2 scan, 4 scan, 6 scan 공정 진행 및 $500^{\circ}C$에서 열처리 후 ZTO, ZTO-GZO thin film의 비저항을 측정하였다. ZTO의 경우 $3.34{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$ (2 scan), $3.62{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$ (4 scan), $4.1{\times}10^{-1}{\Omega}{\cdot}cm$ (6 scan)으로 큰 차이가 없으며, ZTO-GZO에서도 $3.73{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ (2 scan), $3.42{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ (4 scan), $3.67{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ (6 scan)으로 큰 차이가 없음을 확인하였다. 염료감응 태양전지에 적용하여 기존에 사용되는 FTO대신에 ZTO-GZO를 사용하며, 가격적 측면, 성능적 측면에서 개선 가능할 것으로 생각된다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권1호
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• pp.61-68
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• 2011

산세척을 통해 금속급 실리콘을 정련하기 위해 황산, 질산, 염산과 불산의 혼산 용액을 사용하여 $50^{\circ}C$에서 불순물의 제거 거동을 조사하였다. 금속급 실리콘에 함유된 불순물중 붕소는 산세척으로 제거되지 않았고, 농축효과로 인해 처리 후 농도가 종가하였다. 본 실험범위에서 인은 약 60% 정도 제거되었다. 황산과 질산용액으로 처리시 주요 불순 금속의 제거율은 50% 미만으로 정련 효과가 크지 않았다. 염산과 불산의 혼산으로 산세척하면 주요 불순 금속이 90% 정도 제거되었다. 각 산세척조건에서 얻은 실리콘의 순도와 주요 불순 금속들의 제거율에 대한 자료를 제시하였다.