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비정질 실리콘 태양전지에서 투명전도막/p층 계면 특성분석
The characteristic analysis of TCO/p-layer interface in Amorphous Silicon Solar cell

이지은   (에너지기술연구원 태양전지연구센터 학연생 충남대학교  ); 이정철   (한국에너지기술연구원 태양전지센터CC0186897  ); 오병성   (충남대학교 물리학과UU0001302  ); 송진수   (한국에너지기술연구원 태양전지센터CC0186897  ); 윤경훈   (한국에너지기술연구원 태양전지센터CC0186897  );
  • 초록

    유리를 기판으로 하는 superstrate pin 비정질 실리콘 태양전진에서 전면 투명전도막(TCO)과 p-층의 계면은 태양전지 변환효율에 큰 영향을 미친다. 면투명전도막(TCO)으로 현재 일반적으로 사용되는 ZnO:Al는 $SnO_2:F$ 보다 전기, 광학적으로 우수하고, 안개율 (Haze)높으며, 수소 플라즈마에서 안정성이 높은 특징을 갖고 있다. 그래서 박막 태양전지의 특성향상에 매우 유리하나, 태양전지로 제조했을 때, $SnO_2$ 보다 충진율(Fill Factor:F.F)과 $V_{oc}$ 가 감소한다는 단점을 가지고 있다. 본 실험실에서는 $SnO_2:F$ dml F.F.가 72%이 나온 반면 ZnO:Al의 F.F은 68%에 그쳤다. 이들 원인을 분석하기 위해 TCO/p-layer의 전기적 특성을 알아 본 결과, $SnO_2:F$ 보다 ZnO:Al의 직렬저항이 높게 측정되었다. 이러한 결과를 바탕으로 p-layer에 $R=(H_2/SiH_4)=25$ 로 변화, p ${\mu}c$ -Si:H/p a-SiC:H로 p-layer 이중 증착, p-layer의 boron doping 농도를 증가시키는 실험을 하였다. 직렬저항이 가장 낮았던 p ${\mu}c$ -Si:H/p a-SiC:H 인 p-layer 이중 증착에서 $V_{oc}$ 는 0.95V F.F는 70%이상이 나왔다. 이들 각 p층의 $E_a$ (Activiation Energy)를 구해본 결과, ${\mu}c$ -Si:H의 Ea 가 가장 낮은 것을 관찰 할 수 있었다.


  • 주제어

    비정질 실리콘 .   박막 .   태양전지 .   충진율 .   장벽.  

 저자의 다른 논문

  • 이정철 (16)

    1. 2000 "Hot Wire CVD법에 의한 수소화된 미세결정 실리콘(${\mu} c-Si:H$) 박막 증착" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체 37 (8): 17~27    
    2. 2000 "Na확산과 Ga첨가에 따른 동시진공증발법으로 제조된 CIGS 박막과 CdS/CIGS 태양전지의 특성" 태양에너지 = Solar energy 20 (2): 43~54    
    3. 2001 "열선 CVD에 의해 증착된 다결정 실리콘 박막의 구조적 특성 분석" 한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society 21 (1): 1~10    
    4. 2003 "성장온도에 따른 Cu(In1Ga)Se2박막 태양전지의 광전특성 분석" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 16 (2): 102~107    
    5. 2003 "표면 텍스쳐된 ZnO:Al 투명전도막 증착 및 특성" 전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. C/ C, 전기물성·응용부문 52 (9): 378~382    
    6. 2005 "박막 실리콘 태양전지 기술 동향" 세라미스트 = Ceramist 8 (5): 65~78    
    7. 2006 "rf 마그네트론 스파터법에 의해 제조된 태양전지용 ZnO:Al 박막의 전기 광학적 특성" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 16 (1): 19~24    
    8. 2006 "실리콘 박막 태양전지 현황 및 전망" 전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers 19 (7): 19~28    
    9. 2006 "ZnO:Al 투명전도막을 이용한 높은 개방전압을 갖는 비정질 실리콘 박막 태양전지 제조" 신재생에너지 = New & Renewable Energy 2 (3): 31~36    
    10. 2008 "박막형 실리콘 태양전지 기술개발, 상용화, 시장현황과 전망" 電子工學會誌 = The journal of Korea Institute of Electronics Engineers 35 (6): 32~40    
  • 오병성 (10)

  • 송진수 (27)

  • 윤경훈 (21)

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