• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1555-1558
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• 2002

This paper presents deposition and characterizations of microcrystalline silicon(${\mu}c$-Si:H) films prepared by hot wire chemical vapor deposition at substrate temperature below $300^{\circ}C$. The $SiH_4$ Concentration$[F(SiH_4)/F(SiH_4)+F(H_2)]$ is critical parameter for the formation of Si films with microcrystalline phase. At 6% of silane concentration, deposited intrinsic ${\mu}c$-Si:H films shows sufficiently low dark conductivity and high photo sensitivity for solar cell applications. P-type ${\mu}c$-S:H films deposited by Hot-Wire CVD also shows good electrical properties by varying the rate of $B_2H_6$ to $SiH_4$ gas. The solar cells with structure of Al/nip ${\mu}c$-Si:H/TCO/glass was fabricated with sing1e chamber Hot-Wire CVD. About 3% solar efficiency was obtained and applicability of HWCVD for thin film solar cells was proven in this research.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.139-143
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• 2017

N-type crystalline silicon solar cells have high metal impurity tolerance and higher minority carrier lifetime that increases conversion efficiency. However, junction quality between the boron diffused layer and the n-type substrate is more important for increased efficiency. In this paper, the current status and prospects for boron diffused layers in N-type crystalline silicon solar cell applications are described. Boron diffused layer formation methods (thermal diffusion and co-diffusion using $a-SiO_X:B$), boron rich layer (BRL) and boron silicate glass (BSG) reactions, and analysis of the effects to improve junction characteristics are discussed. In-situ oxidation is performed to remove the boron rich layer. The oxidation process after diffusion shows a lower B-O peak than before the Oxidation process was changed into $SiO_2$ phase by FTIR and BRL. The $a-SiO_X:B$ layer is deposited by PECVD using $SiH_4$, $B_2H_6$, $H_2$, $CO_2$ gases in N-type wafer and annealed by thermal tube furnace for performing the P+ layer. MCLT (minority carrier lifetime) is improved by increasing $SiH_4$ and $B_2H_6$. When $a-SiO_X:B$ is removed, the Si-O peak decreases and the B-H peak declines a little, but MCLT is improved by hydrogen passivated inactive boron atoms. In this paper, we focused on the boron emitter for N-type crystalline solar cells.

• 대한전자공학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.92-100
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• 1985

P형 Si기판에 N에피층을 성장시키고 Si-AR막 계면에서 고정양전하밀도(Qss)를 높임으로써 전지의 에미터 표면영역을 N'전하축적층으로 나타낸 새로운 형태의 N'N/P HLE 태':1전지 를 제 작하였다. 제작된 전지의 종류로는 AR막으로 SiOr층을 이용한 OCI전지와 Si,N,/sioxynitride층을 이응한 NCI전지로 구분하였다. 전지의 AR막내 Qss분포는 커패시턴스-전압 측정을 통해 조사하였으며 이로부터 NCI전 al (Qss=1.79~ 1.84$\times$1011cm-2) 가 OCI전 지 (Qss=3.03~ 4.40$\times$1011cm-1) 에 비 해 로면 전 하축 적 층 이 효과적 으로 나타남을 알 수 있었다. JCR할로겐 램프로 100mW/cm2의 인공조명을 만들어 효율특성을 분석한 결과 유효수광면적에 대한 평균(최대)변환효율이 OCI전지에서 15.18(15.46)%, NCI전지에서 16.31(17.07%)로 나타났다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1598-1600
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• 2003

Microcrystalline silicon(c-Si:H) thin-film solar cells are prepared with intrinsic Si-layer by hot wire CVD. The operating parameters of solar cells are strongly affected by the filament temperature ($T_f$) during intrinsic layer. Jsc and efficiency abruptly decreases with elevated $T_f$ to $1400^{\circ}C$. This deterioration of solar cell parameters are resulted from increase of crystalline volume fraction and corresponding defect density at high $T_f$ The heater temperature ($T_h$) are also critical parameter that controls device operations. Solar cells prepared at low $T_h$ (<$200^{\circ}C$) shows a similar operating properties with devices prepared at high $T_f$, i.e. low Jsc, Voc and efficiency. The origins for this result, however, are different with that of inferior device performances at high $T_f$. In addition the phase transition of the silicon films occurs at different silane concentration (SC) by varying filament temperature, by which highest efficiency with SC vanes with $T_f$.

• 한국재료학회지
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• 제21권12호
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• pp.666-672
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• 2011

The a-Si:H/c-Si hetero-junction (HJ) solar cells have a variety of advantages in efficiency and fabrication processes. It has already demonstrated about 23% in R&D scale and more than 20% in commercial production. In order to further reduce the fabrication cost of HJ solar cells, fabrication processes should be simplified more than conventional methods which accompany separate processes of front and rear sides of the cells. In this study, we propose a simultaneous deposition of intrinsic thin a-Si:H layers on both sides of a wafer by dual hot wire CVD (HWVCD). In this system, wafers are located between tantalum wires, and a-Si:H layers are simultaneously deposited on both sides of the wafer. By using this scheme, we can reduce the process steps and time and improve the efficiency of HJ solar cells by removing surface contamination of the wafers. We achieved about 16% efficiency in HJ solar cells incorporating intrinsic a-Si:H buffers by dual HWCVD and p/n layers by PECVD.

• 한국진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.62-68
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• 2012

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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.97.2-97.2
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• 2010

유리기판을 이용하여 제조되는 미세 결정질 실리콘 박막 태양전지에서 진성 반도체층(i ${\mu}c$-Si:H layer, i층)은 태양전지의 광 흡수층으로 사용되기 때문에 그 특성은 매우 중요하다. 특히, i층의 결정분율 변화는 태양광의 흡수파장 및 효율을 결정하여 준다. 본 연구에서는 i층 증착시 $SiH_4$ 가스의 농도 변화 및 $SiH_4$ 가스 profiling을 통하여 i층의 결정분율을 변화하였으며, 이에 따른 i층 단위박막과 미세결정질 태양전지 특성변화를 분석 하였다. i층의 $SiH_4$ 가스 농도가 증가함에 따라 i층 단위박막의 결정분율은 증가하였으며, 전기 전도도는 감소하였다. 또한, i층의 $SiH_4$ 가스 농도를 점차 증가하며 profiling 하여 증착한 박막은 동일 가스 농도로 증착한 박막보다 전기 전도도가 감소하였고, 증착속도는 증가하였다. 이와 같은 다양한 i층들은 'Raman spectroscopy'를 통하여 결정분율 변화를 측정하였다. 또한, 이 박막들을 광 흡수층으로 사용하는 미세결정질 태양전지를 제조하고, 태양전지의 효율, 양자효율, 암전류 특성들을 단위박막 특성과 연계하여 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.2735-2738
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• 2011

본 실리콘 태양전지 셀을 제작하는데 있어서, 기판 표면에서의 광 흡수를 증가시키기 위한 texturing은 KOH+IPA+DI $H_2O$를 혼합한 에칭용액의 온도를 80도로 유지하면서 1~40분 동안 에칭시간을 각각 다르게 하고 태양전지 시료를 제작하였다. 셀의 특성분석은 SEM과 I-V 특성곡선을 이용하였으며, 실리콘 태양전지 셀의 효율과 texturing에 의한 표면 거칠기 사이의 상관성을 조사한 결과, Texturing이 표면 전체적으로 고르게 이루어진 샘플에서 효율이 높게 나타났다. 에칭이 과도하게 일어난 샘플에서는 효율이 오히려 감소하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.30-37
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• 1989

Silane($SiH_4$), methane($CH_4$), diborane(B_2H_6)그리고 phosphine($PH_3$)을 이용하여 rf글로방전분해법으로 PIN형 a-SiC:H/a-Si:H 이종접합 태양전지를 제작하였다. $SnO_2/ITO$층 형성치 태양전지의 효율은 ITO 투명전극만의 경우보다 1.5% 향상되었다. 제작조건은 P층의 경우 $CH_4/SiH_4$의 비를 5로 하고 두께는 $100{\AA}$이었다. I층은 P층위에 증착하였으나 진성이 아니고 N형에 가깝다. 이 I층을 진성으로 바꾸기 위해서 0.3ppm의 $B_2H_6$를 $SiH_4$에 혼합하여 5000${\AA}$증착했다. 또한 N층은 $PH_4/SiH_4$의 비를 $10^{-2}$로 하여 $400{\AA}$ 증착시켰다. 그 결과 입사강도가 15mW/$cm^2$일 때 개방전압 $V_{oc}=O'$단락전류밀도 $J_{sc=14.6mA/cm^2}$, 충진율 FF=58.2%, 그리고 효율 ${eta}=8.0%$를 나타내었다. 빛의 반사에 의한 손실을 감소시키기 위하여 $MgF_2$를 유리기판위에 도포하였다. 이에 의한 효율은 0.5% 향상되어 전체적인 효율은 8.5%였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1009-1014
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• 2012

Hydrogenated amorphous silicon (${\alpha}$-Si:H) layers deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) are investigated for use in silicon hetero-junction solar cells employing n-type crystalline silicon (c-Si) substrates. The optical and structural properties of silicon hetero-junction devices have been characterized using spectroscopy ellipsometry and high resolution cross-sectional transmission electron micrograph (HRTEM). In addition, the effective carrier lifetime is measured by the quasi-steady-state photocoductance (QSSPC) method. We have studied on the correlation between the order of ${\alpha}$-Si:H and the passivation quality at the interface of ${\alpha}$-Si:H/c-Si. Base on the result, we have fabricated a silicon hetero-junction solar cell incorporating the ${\alpha}$-Si:H passivation layer with on open circuit voltage ($V_{oc}$) of 637 mV.