[논문]a-SiOx:H/c-Si 구조를 통한 향상된 밴드 오프셋과 터널링에 대한 전기적 특성 고찰

김홍래; 팜뒤퐁; 오동현; 박소민; 라벨로 마테우스; 김영국; 이준신

doi:10.4313/jkem.2021.34.4.251

a-SiOx:H/c-Si 구조를 통한 향상된 밴드 오프셋과 터널링에 대한 전기적 특성 고찰
Electrical Properties for Enhanced Band Offset and Tunneling with a-SiOx:H/a-si Structure 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.34 no.4, 2021년, pp.251 - 255

김홍래 (성균관대학교 전자전기컴퓨터공학과) , 팜뒤퐁 (성균관대학교 전자전기컴퓨터공학과) , 오동현 (성균관대학교 전자전기컴퓨터공학과) , 박소민 (성균관대학교 전자전기컴퓨터공학과) , 라벨로 마테우스 (성균관대학교 태양광시스템공학협동과정) , 김영국 (성균관대학교 정보통신대학) , 이준신 (성균관대학교 정보통신대학)

Abstract ▼ AI-Helper

a-Si is commonly considered as a primary candidate for the formation of passivation layer in heterojunction (HIT) solar cells. However, there are some problems when using this material such as significant losses due to recombination and parasitic absorption. To reduce these problems, a wide bandgap material is needed. A wide bandgap has a positive influence on effective transmittance, reduction of the parasitic absorption, and prevention of unnecessary epitaxial growth. In this paper, the adoption of a-SiOx:H as the intrinsic layer was discussed. To increase lifetime and conductivity, oxygen concentration control is crucial because it is correlated with the thickness, bonding defect, interface density (Dit), and band offset. A thick oxygen-rich layer causes the lifetime and the implied open-circuit voltage to drop. Furthermore the thicker the layer gets, the more free hydrogen atoms are etched in thin films, which worsens the passivation quality and the efficiency of solar cells. Previous studies revealed that the lifetime and the implied voltage decreased when the a-SiOx thickness went beyond around 9 nm. In addition to this, oxygen acted as a defect in the intrinsic layer. The Dit increased up to an oxygen rate on the order of 8%. Beyond 8%, the Dit was constant. By controlling the oxygen concentration properly and achieving a thin layer, high-efficiency HIT solar cells can be fabricated.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Relation about absorption coefficient and wavelegnth between i-a-Si:H and a-SiO_x:H [21].
표 Table 1. Details about fabricating amorphous silicon oxide [12-20].
그림 Fig. 2. Compare about (a) conventional HIT and (b) changed strucutre.
그림 Fig. 3. The interface defect density and lifetime trendency depend on the oxygen concentration [21].
표 Table 2. The bonding structure of Si-O-H at each wave number [23].
그림 Fig. 4. The band offset on a-SiO_x:H/c-Si structure [24,25].
그림 Fig. 5. Relation between dark conductivity and optical band gap according to oxygen content [28].
그림 Fig. 6. The relationship between lifetime and implied voltage according to the thickness [29].

참고문헌 (29)

M. A. Green, Y. Hishikawa, E. D. Dunlop, D. H. Levi, J. Hohl-Ebinger, M. Yoshita, and A.W.Y. Ho-Baillie, Prog. Photovoltaics, 27, 3 (2019). [DOI: https://doi.org/10.1002/pip. 3102]

상세보기
S. Y. Herasimenka, W. J. Dauksher, and S. G. Bowden, Appl. Phys. Lett., 103, 053511 (2013). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.4817723]

상세보기
J. I. Pankove and M. L. Tarng, Appl. Phys. Lett., 34, 156 (1979). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.90711]

상세보기
S. De Wolf, C. Ballif, and M. Kondo, Phys. Rev. B, 85, 113302 (2012). [DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.113302]

상세보기
M. Tanaka, M. Taguchi, T. Matsuyama, T. Sawada, S. Tsuda, S. Nakano, H. Hanafusa, and Y. Kuwano, Jpn. J. Appl. Phys., 31, 3518 (1992). [DOI: https://doi.org/10.1143/JJAP.31.3518]

상세보기
H. Fujiwara and M. Kondo, J. Appl. Phys., 101, 054516 (2007). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.2559975]

상세보기
S. De Wolf and M. Kondo, Appl. Phys. Lett., 90, 042111 (2007). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.2432297]

상세보기
D. Pysch, C. Meinhard, N. P. Harder, M. Hermle, and S. W. Glunz, J. Appl. Phys., 110, 094516 (2011). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.3650255]

상세보기
H. W. Du, J. Yang, Y. Li, M. Gao, S. M. Chen, Z. S. Yu, F. Xu, and Z. Q. Ma, J. Phys. D: Appl. Phys., 48, 355101 (2015). [DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/35/355101]

상세보기
K. Ohdaira, T. Oikawa, K. Higashimine, and H. Matsumura, Curr. Appl. Phys., 16, 1026 (2016). [DOI: https://doi.org/10.1016/j.cap.2016.06.001]

상세보기
K. Ding, U. Aeberhard, F. Ginger, and U. Rau, J. Appl. Phys., 113, 134501 (2013). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.4798603]

상세보기
D.A.P. Bulla and N. I. Morimoto, Thin Solid Films, 334, 60 (1998). [DOI: https://doi.org/10.1016/S0040-6090(98)01117-1]

상세보기
D. Hiller, R. Zierold, J. Bachmann, M. Alexe, Y. Yang, J. W. Gerlach, A. Stesmans, M. Jivanescu, U. Muller, J. Vogt, H. Hilmer, P. Loper, M. Kunle, F. Munnik, K. Nielsch, and M. Zacharias, J. Appl. Phys., 107, 064314 (2010). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.3327430]

상세보기
Y. Du, X. Du, and S. M. George, Thin Solid Films, 491, 43 (2005). [DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.05.051]

상세보기
S. J. Won, J. R. Kim, S. Suh, N. I. Lee, C. S. Hwang, and H. J. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces, 3, 1633 (2011). [DOI: https://doi.org/10.1021/am200176j]

상세보기
D. Choi, B. K. Kim, K. B. Chung, and J. S. Park, Mater. Res. Bull., 47, 3004 (2012). [DOI: https://doi.org/10.1016/j. materresbull.2012.04.093]

상세보기
K. Pfeiffer, S. Shestaeva, A. Bingel, P. Munzert, U. Schulz, N. Kaiser, A. Tunnermann, and A. Szeghalmi, Optical Systems Design 2015: Advances in Optical Thin Films V, 9627, 96270Q (2015). [DOI: https://doi.org/10.1117/12.2191283]
A. Mallikarjunan, H. Chandra, M. Xiao, X. Lei, R. M. Pearlstein, H. R. Bowen, M. L. O'Neill, A. Derecskei-Kovacs, and B. Han, J. Vac. Sci. Technol., A, 33, 01A137 (2015). [DOI: https://doi.org/10.1116/1.4903275]

상세보기
G. Dingemans, C.A.A. van Helvoirt, D. Pierreux, W. Keuning, and W.M.M. Kessels, J. Electrochem. Soc., 159, H277 (2012). [DOI: https://doi.org/10.1149/2.067203jes]

상세보기
S. E. Potts, H. B. Profijt, R. Roelofs, and W.M.M. Kessels, Chem. Vap. Deposition, 19, 125 (2013). [DOI: https://doi.org/10.1002/cvde.201207033]

상세보기
L. Martini, L. Serenelli, F. Menchini, M. lzzi, and M. Tucci, Prog. Photovoltaics: Process. Res. Appl., 28, 307 (2020). [DOI: https://doi.org/10.1002/pip.3241]

상세보기
M. Liebhaber, M. Mews, T. F. Schulze, L. Korte, B. Rech, and K. Lips, Appl. Phys. Lett., 106, 031601 (2015). [DOI: https://doi.org/10.1063/1.4906195]

상세보기
A. O. Zamchiy, E. A. Baranov, I. E. Merkulova, S. Y. Khmel, E. A. Mazimovskiy, J. Non-Cryst. Solids, 518, 43 (2019). [DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.05.015]

상세보기
R. S. Bonilla, B. Hoex, P. Hamer, and P. R. Wilshaw, Phys. Status Solidi A, 214, 1700293 (2017). [DOI: https://doi.org/10.1002/pssa.201700293]

상세보기
T. G. Allen, J. Bullock, X. Yang, A. Javey, and S. De Wolf, Nat. Energy, 4, 914 (2019). [DOI: https://doi.org/10.1038/s41560-019-0463-6]

상세보기
E. Hall, Master Thesis, Synthesis and Characterisation of PEDOT:PSS/Silicon Interfaces for Use in Low Cost, High Efficiency Solar Cells, p. 1-103, Uio: Department of Chemistry Universirty of Oslo, Oslo (2020). [https://www.duo.uio.no/handle/10852/79671]
Martin Lutz Liebhaber, Silicon Heterojunction Solar Cells: From Conventional Concepts to a Singlet Fission Multi-exciton Generating Hybrid Approach, refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/4394 (2017).
S. Wang, V. Smirnov, T. Chen, B. Hollander, X. Zhang, S. Xiong, Y. Zhao, and F. Finger, Jpn. J. Appl. Phys., 54, 011401 (2015). [DOI: https://doi.org/10.7567/JJAP.54.011401]

상세보기
J. F. Chen, S. S. Zhao, L. L. Yan, H. Z. Ren, C. Han, D. K. Zhang, C. C. Wei, G. C. Wang, G. F. Hou, Y. Zhao, and X. D. Zhang, Chin. Phys. B, 29, 038801 (2020). [DOI: https://doi.org/10.1088/1674-1056/ab6c47]

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