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역 알루미늄 유도 결정화 공정을 이용한 실리콘 태양전지 다결정 시드층 생성

Fabrication of Poly Seed Layer for Silicon Based Photovoltaics by Inversed Aluminum-Induced Crystallization

한국재료학회지 = Korean journal of materials research v.22 no.4 , 2012년, pp.190 - 194  
최승호 (부산대학교 재료공학부 ) ;  박찬수 ( 부산대학교 재료공학부 ) ;  김신호 ( 부산대학교 재료공학부 ) ;  김양도 ( 부산대학교 재료공학부)
Abstract

The formation of high-quality polycrystalline silicon (poly-Si) on relatively low cost substrate has been an important issue in the development of thin film solar cells. Poly-Si seed layers were fabricated by an inverse aluminum-induced crystallization (I-AIC) process and the properties of the resulting layer were characterized. The I-AIC process has an advantage of being able to continue the epitaxial growth without an Al layer removing process. An amorphous Si precursor layer was deposited on Corning glass substrates by RF magnetron sputtering system with Ar plasma. Then, Al thin film was deposited by thermal evaporation. An $SiO_2$ diffusion barrier layer was formed between Si and Al layers to control the surface orientation of seed layer. The crystallinity of the poly-Si seed layer was analyzed by Raman spectroscopy and x-ray diffraction (XRD). The grain size and orientation of the poly-Si seed layer were determined by electron back scattering diffraction (EBSD) method. The prepared poly-Si seed layer showed high volume fraction of crystalline Si and orientation. The diffusion barrier layer and processing temperature significantly affected the grain size and orientation of the poly Si seed layer. The shorter oxidation time and lower processing temperature led to a better orientation of the poly-Si seed layer. This study presents the formation mechanism of a poly seed layer by inverse aluminum-induced crystallization.

주제어

#photovoltaics   #I-AIC   #poly crystalline silicon  

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에피텍시얼 성장
에피텍시얼 성장을 이용한 다결정 실리콘 박막의 제조 방법은 무엇이 있는가?
고상결정화법(solid phase crystallization, SPC)3) 과 레이저 결정화법(laser crystallization, LC)

일반적인 다결정 실리콘 박막 제조 방법으로는 고상결정화법(solid phase crystallization, SPC)3) 과 레이저 결정화법(laser crystallization, LC)4) 이 있으며, SPC의 경우 600oC 이상 온도로 24시간 이상 유지할 때 결정화가 일어난다.5) 금속 유도 결정화법(metal-induced crystallization, MIC)6,7) 을 이용한 에피텍시얼 성장법은 SPC법에 비해 결정 성장 속도가 빠르며, LC법에 비해 낮은 온도에서 공정이 진행되므로 산업적인 측면에서 장점을 가지고 있다.

태양전지 시장
태양전지 시장은 무엇에 의해 급격한 성장을 이루었는가?
이산화탄소 절감을 비롯한 세계적인 환경 보호 정책

태양전지 시장은 이산화탄소 절감을 비롯한 세계적인 환경 보호 정책에 의해 지난 10년간 급격한 성장을 이루었다. 현재 태양전지 시장은 결정질 웨이퍼 기반 실리콘 태양전지가 시장의 약 90%를 차지하는데1) 원재료의 높은 가격과 재료 수급의 어려움으로 인해 가격 경쟁력을 갖추기 어려운 실정이다.

태양전지 시장
태양전지 시장의 90%를 차지하는 것은 무엇인가?
결정질 웨이퍼 기반 실리콘 태양전지

태양전지 시장은 이산화탄소 절감을 비롯한 세계적인 환경 보호 정책에 의해 지난 10년간 급격한 성장을 이루었다. 현재 태양전지 시장은 결정질 웨이퍼 기반 실리콘 태양전지가 시장의 약 90%를 차지하는데1) 원재료의 높은 가격과 재료 수급의 어려움으로 인해 가격 경쟁력을 갖추기 어려운 실정이다. 태양전지 시장 성장을 위해서는 생산비의 절감이 필요한데, 초박형 결정질 실리콘 태양전지와 같이 실리콘 웨이퍼 두께를 줄이는 방법은 비용 절감에 있어서 효과적인 방법이다.

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박찬수(2) 김신호(6) 김양도(68)

참고문헌 (16)

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