[논문]PC1D 기반의 2스텝 도핑을 통한 실리콘 태양전지의 최적화

김영필; 정우원; 이준신

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김영필 (성균관대학교) , 정우원 (성균관대학교) , 이준신 (성균관대학교)

This paper presents a proper condition to achieve above 17 % conversion efficiency using PC1D simulator. Crystalline silicon wafer with thickness of $240{\mu}m$ was used as a starting material. Various efficiency influencing parameters such as rear surface recombination velocity and minority carrier diffusion length in the base region, front surface recombination velocity, junction depth and doping concentration in the Emitter layer. Among the investigated variables, we learn that 2nd doping concentration as a key factor to achieve conversion efficiency higher than 17 %.

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문제 정의

보다 나은 효율을 얻기 위해서는 각 요소들의 영향이 어떠한지를 알고 변수들을 적절히 조절해가며 최적의 조합을 찾아야 한다.[3] 여기서는 PC1D를 이용하여 2스텝 도핑의 Peak Doping 농도에 따른 실리콘 태양전지의 최적화를 알아보겠다.
본 연구에서는 Ind peak doping 농도를 고정시켜 놓고 2nd Front peak dopingSi 농도에 따라 태양전지의 효율을 어떻게 증대시킬 수 있는지 알아보았다. doping 농도가 커질수록 Isc 의 값과 Voc의 값이 작아지게 되어 결국 효율이 점점 낮게 되었고 일반적인 상태(Sheet Resistance : 100이하, Juction Depth : 0.

제안 방법

실험은 PC1D를 이용하여 Junction Depth 의 변화에 따라 Isc의 크기의 변화를 살펴보았고 2nd의 도핑 표면 농도를 증가 시켜 봄에 따라 Isc와 Voc의 변화를 살펴보았다..

성능/효과

수 있는지 알아보았다. doping 농도가 커질수록 Isc 의 값과 Voc의 값이 작아지게 되어 결국 효율이 점점 낮게 되었고 일반적인 상태(Sheet Resistance : 100이하, Juction Depth : 0.5이하) 에서는 위와 같은 조건에서 2nd Front peak doping의 농도가 5.518xl0”cm '로 가장 작을 때 최고 효율 17.53%를 찾아낼 수 있었다.
위 결과에 대한 원인을 분석한 결과 2nd의 표면농도가 증가함에 따라 표면 재결함속도가 빨라지게 되었고 그로 인하여 생성된 전자와 출이 결합하여 Isc가 감소한 것으로 보이고 그 결과 효율이 점점 떨어지게 되는 결과 값을 갖게 되었다.

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