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[국내논문] 고효율 단결정 실리콘 태양전지의 제작을 위한 PC1D 시뮬레이션 최적화
PC1D Simulation for Optimization of High Efficiency Single Crystalline Silicon Solar Cell 원문보기

한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집, 2007 Nov. 01, 2007년, pp.153 - 154  

최영준 (성균관대학교) ,  문인용 (성균관대학교) ,  이준신 (성균관대학교)

초록
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결정질 실리콘 웨이퍼의 두께와 비저항은 태양전지의 효율을 결정하는 매우 중요한 요인이다. 높은 효율을 갖는 태양전지 설계를 위해 태양전지 시뮬레이터인 PC1D 프로그램을 이용하여 태양전지 웨이퍼 두께, 웨이퍼 비저항, 에미터 도핑 농도를 조절하였다. 최적화 결과, 베이스층 두께 $100{\mu}m$, 비저항 $0.1{\Omega}{\cdot}cm$, 에미터층 도핑 농도 $3{\cdot}10^{18}cm^{-3}$에서 $J_{sc}=39(mA/cm^2),\;V_{oc}=734(mV),\;P_{max}=3.17(W)$, FF=74, Efficiency=21.3%의 고효율을 얻을 수 있다. 본 연구를 통하여 태양전지 설계나 제조 시에 연구비를 절감할 수 있고 높은 효율의 태양전지로 접근할 수 있다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • PC1D를 이용하면 각각의 변수들을 쉽게 조정하여 시뮬레이션 해볼 수 있다. PC1D를 사용하여 단결정 실리콘 태양전지의 베이스 층의 두개I, 베이스 비저항과 에미터 도핑 농도를 변화 시켜 최대의 효율을 얻을 수 있는 조건을 찾기 위해 최적화 과정을 거쳤다.
  • 우선 최대 효큘을 내는 베이스 비저항 수치를 찾기 위해 베이스층 두께와 에미터층도핑 농도를 베이스증 비저항에 따라 각각 변화 시킨다. 그리고 결정된 최적 비저항을 고정 시키고 최적 베이스 층의 두께와 에미터층 도핑 농도를 찾기 위해 다시 피드백 과정을 거치면서 실험의 신뢰성을 높였다. 표 1에는 시뮬레이션 조건이 명기되어 있다.
  • 에미터층의 도핑 농도를 3-10I7cm-3 으로 고정하고 베이스 층 두께와 비저항을 변화 시켜 보았다. 베이스층의 비저항 昌 도핑 농도와 반비례하기 때문에 그림1 에서 보이는 것처럼 비저항은 커질수록 도핑 농도는 낮아져서 태양전지의 효율은 낮아진다.
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