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표면조직화는 실리콘 태양전지의 효율을 향상시키기 위한 가장 효과적인 방법 중의 하나인데, 이것은 광 포획량을 증가시켜 단락전류를 증가시키는 것을 목적으로 한다. 본 학위논문에서는 실리콘 태양전지 표면의 광 포획량을 증가시키기 위해 습식 식각법을 이용하여 다양한 표면형상을 제작했으며, Ag 후면반사막의 표면조직화를 위해 dc-sputter 증착법을 사용하여 표면형상 변화를 연구하였다. 마지막으로 결정질 실리콘 표면에 존재하는 dangling bond를 passivation하기 위해서 ...

표면조직화는 실리콘 태양전지의 효율을 향상시키기 위한 가장 효과적인 방법 중의 하나인데, 이것은 광 포획량을 증가시켜 단락전류를 증가시키는 것을 목적으로 한다. 본 학위논문에서는 실리콘 태양전지 표면의 광 포획량을 증가시키기 위해 습식 식각법을 이용하여 다양한 표면형상을 제작했으며, Ag 후면반사막의 표면조직화를 위해 dc-sputter 증착법을 사용하여 표면형상 변화를 연구하였다. 마지막으로 결정질 실리콘 표면에 존재하는 dangling bond를 passivation하기 위해서 비정질 박막 실리콘을 증착하였고 그에 따른 passivation 특성을 조사하였다. 실리콘 태양전지 표면형상 제작을 위해 이방성 습식식각법을 이용하여 V-groove를 제작하였고, 이방성 식각액의 IPA 농도를 다르게 하여 표면형상 크기를 조절하였다. 또 다른 형상인 U-groove는 V-groove기판을 등방성 식각하여 제작하였고, U-groove의 opening angle을 대략 60°로 만들기 위해 식각 시간을 조절하였다. 그 결과 V-groove에 비해 U-groove, large-groove보다 small-groove로부터 더 큰 확산반사도 값을 얻었다. 또한 광 포획 특성을 조사하기 위해 표면 조직화된 기판 위에 PECVD를 이용하여 비정질 박막 실리콘 태양전지를 제작하였다. 그 결과 small U-groove위에 제작된 태양전지의 단락전류 값을 19.20mA/cm2까지 얻을 수 있었다. Substrate형 실리콘 박막 태양전지의 광 포획 효과 개선을 위해 Ag 후면반사막을 연구하였다. Ag 박막을 다양한 under-layer로 코팅된 기판 위에 증착한 결과 metal층을 사용한 경우 표면 거침도를 상당히 증가시켰지만 oxide층을 사용한 경우에는 큰 변화가 없었다. 본 연구에서 Al과 Cu under-layer가 표면 거침도 향상의 원인과 Ag 후면반사막의 적용 가능성을 논하였다. ICP-CVD 장비를 이용하여 결정질 실리콘 위에 비정질 박막 실리콘을 증착하여 조건에 따른 passivation 특성을 연구하였다. 소수캐리어 수명측정은 QSSPC (Quasi-steady state photoconductance)를 이용하였고, 비정질 박막 실리콘의 조건은 수소희석률 ([H2]/[SiH4])을 조절하여 변화시켰다. 그리고 passivation 층 내부의 재결합 손실을 감소시키기 위해 이중층을 도입하여 passivation 특성을 연구하였다.