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제안 방법
- Al 전극/BSF 층과 Al 전극/에미터층에서의 컨택 저항은 각각 0.57 Ω cm², 0.38 Ω cm² 로 설정하였고 태양광 입사에너지는 AM1.5(100 mW/cm²)로 설정하였다.
- phosphorus이 6x1015 cm-3의 농도로 도핑된 (100) silicon wafer(180 μ m)를 기판으로 하고, 전면부에는 에칭한 경사면이 54.7도를 가지도록 텍스쳐링하고 4x1016 cm-3 (phosphorous)로 FSF (front surface field)를 형성하였다.
- 본 연구에서는 2차원 수치해석 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 후면 전극 실리콘 태양전지 전면 부분의 텍스쳐링 형성에 따른 효율 변화를 관찰하였다. 텍스쳐링 간격을 없을 경우, 텍스쳐링 깊이가 0 μm에서 150 μm으로 증가함에 따라 후면 전극 태양전지의 효율이 23.
- 또한 증가된 빛의 흡수는 태양전지 내부의 단락전류밀도 (Jsc)를 증가시키고 효율을 높일 수 있다[3]. 본 연구에서는 태양전지 전면에 텍스쳐링 깊이와 간격변화에 따른 후면 전극 실리콘 태양전지 효율에 미치는 영향을 2차원 수치해석 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 텍스쳐링 간격을 없이 하고 텍스쳐링 깊이만을 0 μm에서 150 μm까지 변화시켜 후면 전극 실리콘 태양전지의 효율 분석하였고, 텍스쳐링 깊이가 30 μm, 50 μm, 100 μm, 150 μm 일 때 텍스쳐링 간격에 따른 후면 전극 실리콘 태양전지 효율을 분석하였다.
- 텍스쳐링 간격을 없이 하고 텍스쳐링 깊이만을 0 μm에서 150 μm까지 변화시켜 후면 전극 실리콘 태양전지의 효율 분석하였고, 텍스쳐링 깊이가 30 μm, 50 μm, 100 μm, 150 μm 일 때 텍스쳐링 간격에 따른 후면 전극 실리콘 태양전지 효율을 분석하였다.
대상 데이터
- 후면부에 SiO2 층을 0.025 μm로 패시베이션한 후, 후면 전극으로 Al(알루미늄)을 사용하였다.
이론/모형
- 후면 전극 실리콘 태양전지 시뮬레이션에서 소수 캐리어의 재결합 모델로 shockley-read-hall 재결합 모델과 Auger 재결합 모델을 사용하였다. 고농도로 도핑이 되었을 경우를 재결합을 확인하기 위하여 bandgap narrowing 모델을 사용하였고 캐리어의 이동도 모델로 Lombardi CVT 모델, 캐리어의 분포 정도를 표현하기 위해 Fermi-Dirac 모델을 사용하였다.
- 5(100 mW/cm²)로 설정하였다. 후면 전극 실리콘 태양전지 시뮬레이션에서 소수 캐리어의 재결합 모델로 shockley-read-hall 재결합 모델과 Auger 재결합 모델을 사용하였다. 고농도로 도핑이 되었을 경우를 재결합을 확인하기 위하여 bandgap narrowing 모델을 사용하였고 캐리어의 이동도 모델로 Lombardi CVT 모델, 캐리어의 분포 정도를 표현하기 위해 Fermi-Dirac 모델을 사용하였다.
- 후면 전극 실리콘 태양전지의 시뮬레이션을 위해 SILVACO 사의 TCAD 공정/소자 소프트웨어인 ATHENA (Version 5.18.1.R)와 ATLAS (Version 5.10.2.R)를 이용하였다. 셀간 피치(pitch)는 1250 μm로 하였고, 태양전지 시뮬레이션에 사용된 단위셀의 구조는 그림 1과 같다.
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