Si 태양전지의 효율 개선을 위해 textured 표면을 갖는 에피텍셜 베이스 전지(TSEB)를 제작하고 이의 전기광학적 특성을 조사하였다. 제작된 전지는 AM-1 100 mW/$cm^2$ 입사광 아래에서 개방전압이 0.62 V로, 단락전류가 40 mA로, 충실도가 0.7, 전력변환 효율이 16%로 나타났다. 본 연구에서 제안된 전지는 $P^-/P^+$ 에피구조에 의한 광흡수 영역에서 캐리어의 드리프트 이동과 효과적 배면전계의 형성, 그리고 buried contact을 통한 낮은 직렬저항 등으로 인해 고효율 Si 태양전지의 제작에 적합한 구조로 판단된다.
A microcellular, which combines a rubber with the conventional formulation of styrene/divinylbenzene/sorbitan monooleate/water system, was prepared using high internal phase emulsion (HIPE) polymerization. Although the open microcellular foam with low density from the conventional HIPE polymerization shows highly porous characteristics with fine, regular and isotropic structure, the one having much smaller cell size is desirable for various applications. In this study, a polybutadiene was introduced to reduce the cell size with comparable properties. Major interests were focused on the effects of rubber concentration and agitation speed on the cell sizes and compression properties. Scanning electron microscopy was used to observe the microcellular morphology and compression tests were conducted to evaluate the stress-strain behaviors. It was found that the cell size decreased as rubber concentration increased, reflecting a competition between the higher viscosity of continuous phase and the lower viscosity ratio of dispersed to continuous phases due to the addition of high molecular weight rubber into the oil phase of emulsion. A correlation for the average cell size depending on agitation speed was attempted and the result was quite satisfactory.
The PC1D is widely used for modeling the properties of crystalline silicon solar cell. Optimized doping profile in crystalline silicon solar cell fabrication is necessary to obtain high conversion efficiency. Doping profile in the forms of a uniform, gaussian, exponential and erfc function can be simulated using the PC1D program. In this paper, the doping profiles including junction depth, dopant concentration on surface and the form of doping profile (gaussian, gaussian+erfc function) were changed to study its effect on electrical properties of solar cell. As decreasing junction depth and doping concentration on surface, electrical properties of solar cell were improved. The characteristics for the solar cells with doping profile using the combination of gaussian and erfc function showed better open-circuit voltage, short-circuit current and conversion efficiency.
A proper estimate of solar cell efficiency is of great importance for the feasibility analysis of solar cell power plant development. Since solar cell efficiency depends on temperature, several methods have been introduced to measure it by operating temperature modulation. However, the methods either rely on the external environment or need expensive equipment. In this paper, a thermoelectric module was used to control the operating temperature of crystalline silicon solar cells effectively and precisely over a wide range. The output characteristics of crystalline silicon solar cells in response to operating temperatures from $-5^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$ were investigated experimentally. Their efficiencies decreased as the temperature rose, since the decrease in the open circuit voltage and fill factor exceeded the increase in the short circuit current. The maximum power temperature coefficient of the single crystalline solar cell was more sensitive to temperature change than that of the polycrystalline solar cell.
PV cell modeling is necessary both for software and hardware simulators in analyzing and testing the performance of PV generation systems. Unique I-V curve of a PV cell identifies its own characteristics by electrical equivalent model that is composed of diode constants ($I_o$, $v_t$), photo-generated current ($I_{ph}$), series resistance ($R_s$), and shunt resistance ($R_{sh}$). Photo-generated current can be easily estimated since it is proportional to irradiation level. However, other electrical parameters should be solved from the manufacturer's data sheet that is consisted with three remarkable operating points such as open circuit voltage ($V_{oc}$), short circuit current ($I_{sc}$), and maximum power voltage/current ($V_{MPP}/I_{MPP}$). This paper explains and analyzes mathematical process of a novel PV cell modeling algorithm that was proposed by the authors with the name of "K-algorithm".
실리콘 태양전지는 KOH 에칭 용액을 이용하여 texturing 시간을 다르게 하는 방법으로 표면의 texturing 상태를 다양하게 제작하였다. 그리고 $POCl_3$ 공정을 이용하여 n형 불순물을 도핑하여 pn접합을 만들었으며, 알루미늄 후면전극과 은 전면전극을 이용하여 Si-cell을 제작하였다. 피라미드 구조가 가장 크고 표면에 고르게 형성된 태양전지 셀에서 F.F. 계수가 높게 나타났으며, 효율도 높게 나타났다. texturing 형성이 잘 이루어진 셀인 경우 빛을 많이 흡수할 수 있고 회로 내부적으로는 직렬저항성분이 감소하여 단락전류성분이 현저히 증가하게 되어 최종적으로 효율이 증가되는 것을 확인하였다.
This study was on electrode design for the realization of a solar cell that combines electrode formation and module integration process to overcome printing limitations. We used the passivated emitter rear contact (PERC) solar cell. Wafer size was 156.75 mm ×156.75 mm. The fabricated cell results showed that the open-circuit voltage of 649 mV, short-circuit current density of 36.15 mA/cm2, fill factor of 68.5%, and efficiency of 16.06% with electrode conditions the 24BBs with the width 190 ㎛ and 90FBs with the width 45 ㎛. For improving efficiency, the characteristics of the solar cell were checked according to the change in the number of BBs and FBs and the change in line fine width. It is confirmed that the efficiency of the solar cell will be improved by increasing the number of FBs from 90 to 120, and increasing the line width of the FBs by about 10 ㎛ compared to the manufacturing solar cells.
본 논문에서는 마이크로셀이나 피코셀과 같은 아주 작은 규모의 셀 영역 범위를 사용하는 차세대 무선 ATM 환경에서 효과적으로 이용될 수 있는 호제어절차 방식을 제시하고 개방형 큐잉 네트워크를 사용해 이의 성능분석을 행한다. 셀집단화 방식이라고 불리는 이 호제어절차는 단말의 이동성을 고려하여 새로운 호가 망 내로 수락될 때 단말이 이동할 확률이 높은 이웃한 물리적인 마이크로셀이나 피코셀들을 집합으로 모아서 지역적으로 매크로셀 정도로 넓은 영역을 담당하는 가상셀을 만들어 주는 방식으로, 높은 주파수 재사용 효율을 보장받으면서도 핸드오버에 따른 호제어절차의 개입을 줄일 수 있다는 장점을 지니고 있다. 그러나 셀집단화 방식에서는 일단 새로운 호가 가상셀 내의 영역으로 수락되고나면 제약없이 기지국 사이를 핸드오버하여 셀집단 내의 한 기지국에 집중하여 과부화 현상을 초래한다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 셀집단화 방식이 사용하는 호수락제어의 판별기준으로서 기지국의 과부하 확률과 기지국이 과부하 상태에 머무르는 평균시간을 정의하고, 셀 집단 내에 존재할 수 있는 전체 통화호의 수를 일정한 값 이하로 제한할 경우와 그렇지 않을 경우를 비교하여 성능분석을 행하고 수치 결과를 보임으로써 셀집단화 방식의 효율성을 살펴본다.
The traditional silicon heterojunction solar cells consist of intrinsic amorphous silicon to prevent recombination of the silicon surface and doped amorphous silicon to transport the photo-generated electrons and holes to the electrode. Back contact solar cells with silicon heterojunction exhibit very high open-circuit voltages, but the complexity of the process due to form the emitter and base at the backside must be addressed. In order to solve this problem, the structure, manufacturing method, and new materials enabling the carrier selective contact (CSC) solar cell capable of achieving high efficiency without using a complicated structure have recently been actively developed. CSC solar cells minimize carrier recombination on metal contacts and effectively transfer charge. The CSC structure allows very low levels of recombination current (eg, Jo < 9fA/cm2), thereby achieves high open-circuit voltage and high efficiency. This paper summarizes the core technology of CSC solar cell, which has been spotlighted as the next generation technology, and is aiming to speed up the research and development in this field.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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