초록 ▼

본 사업의 목적은 지금까지 개발된 여러 가지의 태양전지가 가진 한계를 근원적으로 극복하고 우리의 태양전지 제조기술을 선진수준으로 끌어올리기 위한 견인역으로서 선진 외국에서 활발한 연구가 진행중인 다결정 실리콘 박막 태양전지 개발에 대한 연구를 수행하여 외국과의 기술격차 해소뿐만 아니라, 나아가 국내의 태양광발전기술의 활성화에 있다.
본 연구에서는 1단계(2001-2003)에서 개발된 미세결정 실리콘$({\mu}c-Si:H)$ 박막 태양전지의 변환효율을 높이기 위하여 $a-Si:H/{\mu}c-Si:

본 사업의 목적은 지금까지 개발된 여러 가지의 태양전지가 가진 한계를 근원적으로 극복하고 우리의 태양전지 제조기술을 선진수준으로 끌어올리기 위한 견인역으로서 선진 외국에서 활발한 연구가 진행중인 다결정 실리콘 박막 태양전지 개발에 대한 연구를 수행하여 외국과의 기술격차 해소뿐만 아니라, 나아가 국내의 태양광발전기술의 활성화에 있다.
본 연구에서는 1단계(2001-2003)에서 개발된 미세결정 실리콘$({\mu}c-Si:H)$ 박막 태양전지의 변환효율을 높이기 위하여 $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ tandem 구조 태양전지 개발에 관한 연구를 수행하였다. 먼저, tandem 태양전지의 top-cell(상부전지)로 사용되는 a-Si:H 박막 태양전지를 개발하고 조건을 최적화 하였다. 다음으로 상하부 전지간 터널접합 특성을 개선하였으며, 전면 투명전도막과 후면 반사막을 최적화 하고 top-cell 및 bottom-cell의 두께를 조절함으로써 tandem 태양전지의 전류정합 특성을 개선하였다. 단위박막 및 공정의 최적화를 통해 12.7%의 변환효율을 갖는 두께 $5{\mu}m$ 이하의 $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ 박막 태양전지를 개발하였다.

Abstract ▼

The object of this project is to develop low cost and high efficiency silicon thin-film solar cells both to solve high manufacturing and material cost of c-Si solar cells and to expand terrestrial use of PV technology. In order to increase conversion efficiency of single pin ${\mu}c-Si:H$

The object of this project is to develop low cost and high efficiency silicon thin-film solar cells both to solve high manufacturing and material cost of c-Si solar cells and to expand terrestrial use of PV technology. In order to increase conversion efficiency of single pin ${\mu}c-Si:H$ thin-film solar cells developed during the 1st step(2001-2003) of the project, study on the fabrication and characterization of $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ thin-film tandem solar cells has been performed in this year. Through optimization of a-Si:H top-cell, tunnel recombination junction, light trapping and thickness control of top and bottom cells, thin-film tandem solar cells with 12.7% efficiency was developed.

목차 Contents

• 제 1 장 서론 ... 18
• 참고문헌 ... 21
• 제 2 장 태양전지 현황분석 ... 22
• 제 1 절 태양전지 시장현황 및 전망 ... 22
• 제 2 절 실리콘 박막 태양전지 현황 및 전망 ... 28
• 1. 서론 ... 28
• 2. 구조 및 동작원리 ... 30
• 3. 물질 및 제조방법 ... 37
• 4. 기술개발 및 상용화 현황 ... 43
• 5. 적용사례 및 시장현황 ... 51
• 6. 과제 및 전망 ... 52
• 7. 결론 ... 53
• 참고문헌 ... 54
• 제 3 장 실리콘 박막 태양전지용 ZnO:Al 투명전도막 연구 ... 56
• 제 1 절 서론 ... 56
• 제 2 절 이론적 배경 ... 58
• 1. ZnO박막의 일반적 특성 ... 58
• 2. ZnO:Al 박막의 제조 ... 68
• 제 3 절 실험 및 분석방법 ... 72
• 1. ZnO:Al 박막의 제조 ... 72
• 2. 박막의 분석 및 측정 ... 74
• 제 4 절 ZnO:Al 박막의 특성 분석 ... 80
• 1. 증착압력에 따른 as-deposited ZnO:Al박막의 특성 ... 80
• 2. 증착온도 따른 as-deposited ZnO:Al박막의 특성 ... 88
• 3. 표면 textured ZnO:Al 박막의 특성 ... 92
• 참고문헌 ... 103
• 제 4 장 $a-Si:H/{\mu}c-Si:H$ 탠덤 구조 실리콘 박막 태양전지 연구 ... 106
• 제 1 절 태양전지 제조 및 분석방법 ... 106
• 제 2 절 태양전지 특성연구 ... 112
• 1. 광 포획에 따른 태양전지 특성변화 ... 112
• 2. ZnO 중간층에 따른 태양전지 특성변화 ... 120
• 제 5 장 결론 ... 129