• Solar Energy
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• v.20 no.1
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• pp.11-20
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• 2000

To get more insight into the buffering effects of the p-${\mu}c$-Si:H Inserted at the p-a-SiC:H/i-a-Si:H interface, we present a systematic numerical simulation using Gummel-Schafetter method. The reduced recombination loss at the p/i interface due to a constant bandgap buffer is analysed in terms of the variation of the p/i Interface region with a short lifetime and the characterisitics of the buffer such as mobility bandgap, acceptor concentration, and D-state density. The numerical modeling on the constant bandgap buffer demonstrates clearly that the buffering effects of the thin p-${\mu}c$-Si:H originate from the shrinkage of highly defective region with a short lifetime in the vicinity of the p/i interface.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.77-79
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• 2009

Amorphous/crystalline silicon heterojunction solar cells, TCO/a-Si:H (p)/c-Si(n)/a-Si:H(n)/Al, are investigated. The influence of various parameters for the front structures was studied. We used thin (10 nm) a-Si:H(p) layers of amorphous hydrogenated silicon are deposited on top of a thick ($500{\mu}m$) crystalline c-Si wafer. This work deals with the influence of the a-Si:H(p) doping concentration on the solar cell performance is studied.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.32-32
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• 2009

실리콘 박막 태양전지에서 전면 투명전도막(TCO)은 태양전지의 전기, 광학적 특성을 결정하는 중요한 기능을 한다. ZnO:Al TCO는 기존에 사용되던 $SnO_2:F$와는 비정질 실리콘(a-Si:H) 박막 태양전지의 윈도우 층으로 사용되는 p a-SiC:H와의 일함수(work function) 차이로 인해 접촉전위(contact barrier)를 형성하게 되며 이로 인해 태양전지의 충진율(fill factor)이 $SnO_2:F$에 비해 감소하는 단점을 보인다. 본 연구에서는 ZnO:Al/p a-SiC:H 계면의 접촉전위 발생원인 및 태양전지 충진율 감소현상에 관한 정확한 원인규명을 위해 다양한 특성을 갖는 버퍼층을 삽입하여 계면특성 및 태양전지의 동작특성을 분석하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.191-202
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• 2005

비정질 실리콘 태양전지 대신에 열화가 더 적은 프로터결정 실리콘(pc-Si:H)을 상층전지 흡수층으로 사용한 고효율 실리콘계 적층형(pc-Si:H/$\mu$c-Si:H) 박막 태양전지를 개발하였다. 우선, 높은 전도도와 넓은 에너지 밴드갭 특성을 갖는 p-a-SiC:H 박막을 개발하였고, p/i 계면의 특성 향상을 위해 p-nc-SiC:H 완충층을 개발하였다. 프로터결정 실리콘 다층막을 제작하고 FTIR, 평면 TEM, 단면 TEM 측정을 통해 프로터결정 실리콘 다층막의 우수한 열화 특성의 원인을 규명하였다. 적층형 태양전지의 성능향상을 위해 n-p-p 구조의 터널접합을 제안, 제작하고 특성을 분석하였으며, pc-Si:H/a-Si:H 적층형 태양전지에 적용하여 성능향상을 이루었다. 양질의 하층전지용 마이크로결정 실리콘 박막을 증착하기 위하여 광CVD법과 플라즈마CVD법을 결합한 2단계 마이크로결정 실리콘 증착법을 개발하였다.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.50 no.8
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• pp.569-573
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• 2012

In order to understand the difference in SiC deposition between the $CH_3SiCl_3-H_2$ and $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ systems, we calculate the phase stability among ${\beta}$-SiC, graphite and silicon. We constructed the phase-diagram of ${\beta}$-SiC over graphite and silicon via computational thermodynamic calculation considering pressure (P), temperature (T) and gas composition (C) as variables. Both P-T-C diagrams showed a very steep phase boundary between the SiC+C and SiC region perpendicular to the H/Si axis, and also showed an SiC+Si region with a H/Si value of up to 6700 in the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$, and 5000 in the $CH_3SiCl_3-H_2$ system. This difference in phase boundaries is explained by the ratio of Cl to Si, which is 4 for the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system and 3 for the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system. Because the C/Si ratio is fixed at 1 in the $CH_3SiCl_3-H_2$ system while it can be variable in the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system, the functionally graded material is applicable for better mechanical bonding during SiC coating on graphite substrate in the $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.128.2-128.2
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• 2011

스테인레스 스틸 유연기판 위에 플라즈마 화학기상 증착법 (plasma enhanced chemical vapor deposition)을 이용하여 nip 구조의 미세결정질 실리콘 박막 태양전지 (microcrystalline silicon thin film solar cell)를 제조하고 i ${\mu}c$-Si:H광 흡수층과 p ${\mu}c$-Si:H 사이에 i a-Si:H 버퍼 층을 삽입하여 i/p 계면특성을 개선하고 이에 따른 태양전지 성능특성 변화를 조사하였다. ${\mu}c$-Si:H 박막으로 이루어진 i/p 계면에서의 구조적, 전기적 결함은 태양전지 내에서 생성된 캐리어의 재결합과 shunt resistance 감소를 초래하여 개방전압 (open circuit voltage) 및 곡선 인자 (fill factor)를 감소시키는 것으로 알려졌다. 제조된 미세결정질 실리콘 박막 태양전지는 SUS/Ag/ZnO:Al/n ${\mu}c$-Si:H/i ${\mu}c$-Si:H/p ${\mu}c$-Si:H 구조로 제작되었으며 i/p 계면 사이의 i a-Si;H 버퍼층 두께를 변화시키고 이에 따른 태양전지의 특성을 조사하였다. 태양전지의 구조적, 전기적 특성 변화는 Scanning Electron Microscope (SEM), UV-visible-nIR spectrometry, Photo IV와 Dark IV를 통하여 조사하였다.

• Journal of IKEEE
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• v.22 no.4
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• pp.916-921
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• 2018

In this paper, we analyzed the power MOSFET devices for high voltage and high current operation. 4H-SiC was used instead of Si to improve the static characteristics of the device. Since 4H-SiC has a high critical electric field due to wide band gap, 4H-SiC is more advantageous than Si in high voltage and high current operation. In the conventional VDMOSFET structure using 4H-SiC, the breakdown voltage is limited due to the electric field crowding at the edge of the p-base region. Therefore, in this paper, we propose a Curvature VDMOSFET structure that improves the breakdown voltage and the static characteristics by reducing the electric field crowding by giving curvature to the edge of the p-base region. The static characteristics of conventional VDMOSFET and curvature VDMOSFET are compared and analyzed through TCAD simulation. The Curvature VDMOSFET has a breakdown voltage of 68.6% higher than that of the conventional structure without increasing on-resistance.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.20 no.12
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• pp.1056-1061
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• 2007

A sublimation epitaxial method, referred to as the Closed Space Technique (CST) was adopted to produce thick SiC epitaxial layers for power device applications. In this study, we aimed to systematically investigate surface morphologies and electrical properties of SiC epitaxial layers grown with varying a SiC/Al ratio in a SiC source powder during the sublimation growth using the CST method. The surface morphology was dramatically changed with varying the SiC/Al ratio. When the SiC/Al ratio of 90/1 was used, the step bunching was not observed in this magnification and the ratio of SiC/Al is an optimized range to grow of p-type SiC epitaxial layer. It was confirmed that the acceptor concentration of epitaxial layer was continuously decreased with increasing the SiC/Al ratio. 4H-SiC MESFETs haying a micron-gate length were fabricated using a lithography process and their current-voltage performances were characterized. It was confirmed that the increase of the negative voltage applied on the gate reduced the drain current, showing normal operation of FET device.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.110.2-110.2
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• 2011

일본 Sanyo 사에 의해서 획기적으로 HIT 태양전지가 개발된 바 있다. 이러한 HIT 태양전지는 기존의 확산-접합 Si 태양전지에 비해서 저비용 고효율의 장점을 갖는다: 22% 이상의 변환효율, $200^{\circ}C$ 이하의 공정온도, 낮은 태양전지 온도 의존도, 높은 개방전압. 한편 Sanyo사의 HIT 태양전지는 n-형 Si 웨이퍼를 이용한 반면에, 최근 미국 National Renewable Energy Laboratory는 p-형 Si 웨이퍼를 이용해서 변환효율 19% 대의 HIT 태양전지를 개발한 바 있다. 그 동안 지속적으로 p-형 Si HIT 태양전지를 고효율화하기(< 22%) 위해서 많은 노력이 진행되어 왔지만 이와 같은 노력에도 불구하고 아직 p-형 HIT는 n-형 HIT 태양전지에 비해서 다소 성능면에서 떨어져 있다. 본 연구는 n- 및 p-형 실리콘 웨이퍼로 구성된 HIT 태양전지의 물리적인 차이점에 초점을 맞추고, 결정 및 비정질 실리콘 층의 역할에 대해서 연구하였다. 특히 태양전지 효율을 향상시키는 요소들로서 결정 실리콘의 불순물 준위(n- 및 p-형) 또는 비저항, 비정질 실리콘으로 구성된 emitter 층, intrinsic 층, 경계면이 고려되었다. 그리고 이러한 요소들이 HIT 태양전지에 미치는 영향을 조사하기 위해서 AMPS-1D 컴퓨터 프로그램을 사용하였고, 이를 통해서 HIT 태양전지의 결정 및 비정질 실리콘 층의 역할을 물리적 정량적으로 분석하였다. 본 연구에 적용되는 HIT는 ITO/a-Si:H(p+)/a-Si:H(i)/c-Si(n)/a-Si:H(i)/a-Si:H(n+) 및 ITO/a-Si:H(n+)/a-Si:H(i)/c-Si(p)/a-Si:H(i)/a-Si:H(p+)의 구조로서 다음과 같은 태양전지 특성을 갖는다: n-형 HIT의 경우, fill factor ~ 0.78, 단락전류밀도 ~ 38.1 $mA/cm^2$, 개방전압 0.74 V, 변환효율 22.3 % (그리고 p-형 HIT의 경우, fill factor ~ 0.76, 단락전류밀도 ~ 36.5 $mA/cm^2$, 개방전압 0.69 V, 변환효율 19.4 %).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.28-30
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• 2009

이종접합태양전지에서 p a-Si:H/c-Si의 p a-Si:H의 증착 조건인 $H_2/SiH_4$ 비율, $B_2H_6$의 농도를 변화 시키며 실험하여 이 따라 계면 특성 변화를 연구하였다. pa-Si:H의 $H_2/SiH_4$ 비율이 상승할수록 carrier lifetime이 증가하다 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 $H_2/SiH_4$의 비율 중 효과적으로 웨이퍼표면을 효과적으로 passivation하는 지점이 있는 것으로 보인다. $B_2H_6$의 농도는 상승할수록 carrier lifetime이 줄어드는 경향을 보였다. $B_2H_6$에서 농도가 올라감에 웨이퍼 표면의 defect로 작용했을 것으로 생각된다. 이에서 몇몇의 조건으로 태양전지를 제작한 결과 $H_2/SiH_4$ 비율에 따라서는 carrier lifetime은 효율에 그 영향이 미미한 것으로 조사되었고, $B_2H_6$의 농도가 낮을수록 개방전압은 상승하는 결과를 얻어 도핑 농도가 효율에 직접적인 형향을 주는 것으로 나타났다.