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$Al_2O_3/SiN_x$ 후면 적층 패시베이션을 이용한 결정질 실리콘 태양전지의 효율 향상 연구
Efficiency Improvement with $Al_2O_3/SiN_x$ Rear Passivation of p-type Mono-crystalline Silicon Solar Cells 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.12 no.3, 2013년, pp.47 - 51  

천주용 (울산대학교 첨단소재공학부) ,  백신혜 (KCC 중앙연구소) ,  김인섭 (울산대학교 첨단소재공학부) ,  천희곤 (울산대학교 첨단소재공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Current research trends of solar cells has focused on the high conversion efficiency and low-cost production technology. Passivation technology that can be easily adapted to mass production. Therefore, this study conducted experiments with aim of the following two methods for the fabrication of high...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 막을적용시킨 두 개의 시편을 제작하여 광변환 효율에 기여하는 효과를 비교 분석하였다. 또한 동일하게 SiNx적층막로 증착하여 고온 공정에서의 패시베이션 막의 성능 저하를 막고자 하였다.
  • 후)전류 값">전류값 증가가 기인하기 때문이다. 본 실험에서는 후면패시베이션으로 SiNx 막과 Al2O3 절연막을 적용시켜 전기적인 특성을 분석하여 효율 향상 기여도에 관해 관찰하였다.
  • 본 연구에서는 p-type 단결정 실리콘 태양전지의 변환효율을 증가시키는 대안의 하나로, 후면에 negative charge를 갖는 Al2O3 절연막에 SiNx 막을 형성하여 변환효율을 향상시키고자 시도하였다. PEALD(plasmaenhanced atomic layer deposition) 공정에 의해 두께 20 nm Al2O3 절연막을 형성하여 적용하였고, 그 위에 metallization firing에 의한 본 연구에서는 p-type 단결정 실리콘 태양전지의 변환효율을 증가시키는 여러 대안 중 하나인 후면에 negative charge를 갖는 Al2O3 절연막을 후면 패시베이션 막으로 적용하여 전기적 특성 개선을 위한 실험을 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태양전지 산업은 무엇을 위한 연구가 진행되고 있는가? 태양전지 산업은 화석에너지와 경쟁력을 갖기 위해서 고효율, 저가화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 고효율화로 가기 위한 많은 대안들이 있지만 양산화에 쉽게 접근할 수 있는 기술 중 하나가 패시베이션향상 기술이다.
최근 결정질 실리콘 태양전지의 저가화에 따른 실리콘 기판의 두께가 얇아지면서 무엇의 중요성이 더욱 커졌는가? 효율 향상에 기여할 수 있는 여러 가지기술 중 대부분은 단락 전류(Isc)가 높아지면 개방전압(Voc)이 낮아지는 상반되는 경향을 지니지만, 표면 패시베이션은 표면 재결합속도 감소로 인해 단락전류와 개방전압을 동시에 높일 수 있는 방법으로 태양전지 고효율화 기술에 필수적이다[1,2]. 최근에 결정질 실리콘 태양전지의 저가화에 따른 실리콘 기판의 두께가 얇아지면서 표면 패시베이션의 중요성이 더욱 커지게 되었다[3]. 낮는 농도로 도핑된 n-type, p-type에서 열산화막 수준의 패시베이션 효과를 가지며, 높은 농도로 도핑된 p-type의 경우는 오히려 열 산화막 보다 더 높은 수준의 패시베이션 효과를 가지는 Al2O3 절연막을 후면 패시베이션으로 적용한 연구개발이 진행되었다[4].
태양전지 산업에서 고효율화로 가기 위해 양산화에 쉽게 접근할 수 있는 기술 중 하나는 무엇인가? 태양전지 산업은 화석에너지와 경쟁력을 갖기 위해서 고효율, 저가화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 고효율화로 가기 위한 많은 대안들이 있지만 양산화에 쉽게 접근할 수 있는 기술 중 하나가 패시베이션향상 기술이다. 효율 향상에 기여할 수 있는 여러 가지기술 중 대부분은 단락 전류(Isc)가 높아지면 개방전압(Voc)이 낮아지는 상반되는 경향을 지니지만, 표면 패시베이션은 표면 재결합속도 감소로 인해 단락전류와 개방전압을 동시에 높일 수 있는 방법으로 태양전지 고효율화 기술에 필수적이다[1,2].
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참고문헌 (8)

  1. J.H. Mandelkorn, Lamneck Jr., "Simplified Fabrication of Back Surface Electric Field Silicon Cells and Novel Characteristics of Such Cells", Proceedings of the 9th IEEE photovoltaic specialists conference in New Yo 가, p.66-71, 1972 

  2. M.Y. Ghannam, E. Demesmaecker, J. Nijs, R. Mertens, and R. van Overstraeten, "Two dimensional study of alternative back surface passivation methods for high efficiency silicon solar cells", Proceedings of the 11th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Montreux, p45, 1992 

  3. Aberle AG, "Crystalline Silicon Solar Cells - Advanced surface passivation and analysis", Centre for photovoltaic engineering, University of NSW: Australia, 1999 

  4. B. Hoex, S.B.S. Heil, E. Langereis, M.C.M. van de Sanden, and W.M.M. Kessels, "Ultralow surface recombination of c-Si substrates passivated by plasmaassisted atomic layer deposited $Al_2O_3$ ", Appl. Phys. Lett. 89, 042112, 2006 

  5. Jan Schmidt, Florian Werner, Boris Veith, Dimitri Zielke, Robert Bock, Veronica Tiba, Paul Poodt, Fred Roozeboom, Andrew Li, Andres Cuevas and Rolf Brendel, "Industrially relevant $Al_2O_3$ deposition techniques for the surface passivation of Si solar cells", 25th European Photovoltaic Sorlar Energy Conference, 2AO.1.6, 2010 

  6. Benick, B. Hoex, M.C.M. van de Sanden, W.M.M. Kessels, O. Schultz and S.W. Glunz, "High efficiency n-type Si solar cells on $Al_2O_3$ -passivated boron emitters", Appl. Phys. Lett. vol.92, 253504, 2008 

  7. C. Kranz, S. Wyczanowski, S. Dorn, K. Weise, C. Klein, K. Bothe, T. Dullweber and R. Brendel, " Impact of the rear surface roughness on industrial-type PERC solar cells", 27th european Photovoltaic Energy conference, 2AO.1.5, 2012 

  8. S. Dauwe, L. Mittelstadt, R. Hezel, "Experimental evidence of parasitic shunting in silicon nitride rear surface passivated solar cells" progress in photvoltaics: Res. Appl, vol.10 p.271-278, 2002 

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