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태양광 산업은 다른 발전 방식과는 달리 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 없으며 고갈의 염려가 없는 무한한 에너지원을 이용하는 산업이다. 태양광 발전의 높은 발전단가는 태양전지 보급확대의 가장 큰 걸림돌이 되고 있다. 태양광 산업은 실리콘을 중심으로 최근 몇 년 동안 연 평균 50% 이상의 고속 성장을 해오고 있다. 그 중 세계 태양전지 시장의 약 80% 이상을 차지하고 있는 것이 ...

태양광 산업은 다른 발전 방식과는 달리 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 없으며 고갈의 염려가 없는 무한한 에너지원을 이용하는 산업이다. 태양광 발전의 높은 발전단가는 태양전지 보급확대의 가장 큰 걸림돌이 되고 있다. 태양광 산업은 실리콘을 중심으로 최근 몇 년 동안 연 평균 50% 이상의 고속 성장을 해오고 있다. 그 중 세계 태양전지 시장의 약 80% 이상을 차지하고 있는 것이 결정질 실리콘 태양전지 분야이다. 그 이유는 실리콘이 지구상에서 산소 다음으로 풍부한 매장량을 나타내고 있으며 다른 재료들과는 달리 환경 친화적이라는 장점을 가지고 있기 때문이다. 하지만 다른 신재생 에너지원에 비해 높은 발전단가는 태양광 산업 발전의 걸림돌로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위해서는 기존방식과 경쟁 가능한 가격수준의 저가화, 고효율 기술의 개발이 필수적이다. 본 논문에서는 단결정 실리콘 웨이퍼 기판을 이용하여 효율 향상을 위한 습식 텍스쳐링 공정 최적화에 관한 연구를 하였다. 특히 일반적인 단결정 실리콘 태양전지 텍스쳐링에 적용되는 NaOH 텍스쳐링에 대해서 집중 연구 하였다. 또한 Ag 촉매 반응을 이용한 텍스쳐링과 산 증기를 이용한 텍스쳐링도 연구하였다. NaOH농도, IPA농도, 공정 시간의 변화를 통하여 가장 낮은 반사도 구현과 균일한 피라미드 구조 형성 및 크기 감소를 목표로 잡고 진행하였다. NaOH 3wt.%, IPA 9vol.%, 공정시간 30분에서 가장 낮은 반사도와 작은 피라미드 구조를 얻을 수 있었다. 또한 NaOH 텍스쳐링 후 Ag 촉매 반응을 이용한 텍스쳐링을 한번 더 실시하여 1.5% 미만의 최저의 반사도를 구현 하였다. 텍스쳐링 후 SOD(Spin on Doping)법을 이용하여 에미터층을 형성하였다. NaOH 텍스쳐링 된 표면의 경우 면저항 50Ω/sq을 갖는 조건은 700℃에서 20분 동안 열처리 하였을 때이다. Two-step 텍스쳐링의 경우 675℃에서 10분 동안 열처리 하였을 때 면저항 50Ω/sq을 형성 하였다. 도핑 후에 스크린 프린터를 이용하여 전극 인쇄를 하였다. 전극 페이스트는 전면 Ag, 후면 Al을 사용하였으며 모두 Ferro사 제품을 사용하였다. Ag 페이스트의 경우 점도가 낮아 스크린 프린터에서 가할 수 있는 최대의 압력을 가하면서 가능한 느린 속도로 인쇄 하였다. 각각 전·후면 인쇄 후에는 Box Furnace에서 150℃로 15분간 건조 하였다. 전·후면 전극의 인쇄가 끝나면 RTP를 이용하여 Co-firing 하였다. NaOH 텍스쳐링을 연구한 공정에서 가장 낮은 반사도가 나오는 공정을 적용하여 16.99%의 광 변환 효율을 얻을 수 있었다. Two-step 텍스쳐링을 연구한 공정에서 가장 낮은 반사도가 나오는 공정을 적용하여 16.07%의 광 변환 효율을 얻을 수 있었다.