보고서 정보
| 주관연구기관 |
경희대학교
Kyung Hee University |
| 연구책임자 |
장진
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| 참여연구자 |
원동현
,
석만주
,
정진혁
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| 보고서유형 | 2단계보고서 |
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| 발행국가 | 대한민국 |
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| 언어 |
한국어
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| 발행년월 | 2013-06 |
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| 과제시작연도 |
2012 |
| 주관부처 |
미래창조과학부
KA |
| 사업 관리 기관 |
한국연구재단 |
| 등록번호 |
TRKO201300034982 |
| 과제고유번호 |
1345175315 |
| DB 구축일자 |
2013-12-21
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| 키워드 |
태양전지,변황효율,나노결정질,결정화도,전기전도도solar cell,efficiency,nanocrystalline,crystallinity,conductivity
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초록
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PECVD 공정을 이용하여 SiH4/H2/C12, Ar 등의 비율을 조절하고, 기판온도 및 RF power, 증착속도를 최적화함으로써 초기 나노결정질실리콘 증착과 관련된 연구개발 목표를 달성 할 수 있었다. 또한 IZO, GZO, AZO등의 다양한 물질을 활용한 태양전지에 활용 가능한 고품질의 투명전극을 개발을 하였으며, 증착조건, texture 조건, 열처리 조건의 최적화를 통하여 5.6 Ω/sq의 투명전극 박막을 얻을 수 있었으며, PECVD 공정을 통한 실리콘 박막 과 계면 상태를 연구하
PECVD 공정을 이용하여 SiH4/H2/C12, Ar 등의 비율을 조절하고, 기판온도 및 RF power, 증착속도를 최적화함으로써 초기 나노결정질실리콘 증착과 관련된 연구개발 목표를 달성 할 수 있었다. 또한 IZO, GZO, AZO등의 다양한 물질을 활용한 태양전지에 활용 가능한 고품질의 투명전극을 개발을 하였으며, 증착조건, texture 조건, 열처리 조건의 최적화를 통하여 5.6 Ω/sq의 투명전극 박막을 얻을 수 있었으며, PECVD 공정을 통한 실리콘 박막 과 계면 상태를 연구하여 9.22 %의 효율을 보이는 태양전지를 제작할 수 있었다. Flash lamp annealing 방법을 통하여 고품질의 n+/p+ poly-Si 박막을 개발하여 Raman과 XRD, SEM image분석을 통하여 그 특성을 확인 하였으며, 최고 2104 S/cm(n+), 901 S/cm(p+) 의 전기전도도를 확보하였다. 또한 본 연구에서는 저가의 용액공정을 활용한 다양한 연구를 진행하였다. 태양전지의 반사도 감소(75 % 감소)를 통한 광효율 증가(22 % 증가)시킬수 있었으며, Ag nanowire를 활용한 투명전극의 개발 및 metal oxide를 통한 저항, 열안 정성, 기판과의 접착력, 마찰력을 개선하였다. 또한 실리콘 태양전지와 유기 태양전지의 적 층형 태양전지를 최초로 개발하였고, 용액공정을 통하여 적층형 태양전지를 제작하여 8.4 %의 변환효율을 달성하였다.
Abstract
▼
We optimized the deposition conditions of nano-crystalline silicon by varying the substrate temperature and RF power in PECVD process. Also, we made high quality transparent electrode available for solar cells from a variety of substances such as IZO,GZO,AZO, and achieved a transparent electrode thi
We optimized the deposition conditions of nano-crystalline silicon by varying the substrate temperature and RF power in PECVD process. Also, we made high quality transparent electrode available for solar cells from a variety of substances such as IZO,GZO,AZO, and achieved a transparent electrode thin film of 5.6 Ω/sq by optimizing thermal condition in that finally we could fabricate 9.22% PCE solar cell from the research works.
Flash lamp annealing makes us to fabricate high quality of n+/p+ poly-Si thin-film. We verified the characteristic of it from Raman, XRD, SEM, the most highest conductivity is 2104 S/cm(n+), 901 S/cm(p+) respectively. Moreover, we investigated various kinds of the works by using low cost solution process.
By Reducing the reflectivity of solar cell(around 75%), the light efficiency of the solar cell increased around 22% much. We have been interested in Ag nanowires and it can be improved by over-coating metal oxides which help thermal stability, adhesion to substrate, etc. We also developed the silicon and organic tandem solar cell using solution process and achieved an organic tandem solar cell showing 8.40 % of conversion efficiency.
목차 Contents
- 제출문 ... 1
- 보고서 요약서 ... 2
- 요약문 ... 3
- SUMMARY ... 10
- CONTENTS ... 11
- 목차 ... 12
- 제 1 장 연구개발 과제의 개요 ... 14
- 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 14
- 제2절 연구개발의 내용 및 범위 ... 16
- 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 20
- 제1절 국내 • 외 관련분야에 대한 기술개발 동향 ... 20
- 제2절 관련연구 분야에 대한 국내 • 외 기술개발 수준 ... 21
- 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 24
- 제1절 나노결정질 실리콘 제작의 이론적 배경 ... 24
- 제2절 박막형 태양전지의 구조 및 동작 특성 ... 30
- 제3절 나노결정질 실리콘 박막 제작 및 특성 분석 방법 ... 35
- 제5절 플라즈마 화학기상증착법에 의한 나노결정질 실리콘 증착 연구 ... 44
- 제6절 나노결정질 실리콘을 이용한 태양전지의 제작 연구 ... 84
- 제7절 N+/P+ 결정질 실리콘 박막 제작 및 특성 연구 ... 93
- 제8절 플라즈마 화학기상증착법에 의한 나노결정질 실리콘의 고속 증착 연구 ... 104
- 제9절 나노구조를 이용한 실리콘 태양전지의 광효율 개선 연구 ... 110
- 제10절 저가격, 단순용액공정을 이용한 적층형 태양전지의 제작 연구 ... 118
- 제11절 저가격, 단순용액공정을 이용한 투명전극의 개발 연구 ... 127
- 제12절 저가격, 단순용액공정을 이용한 실리콘/유기 적층형 태양전지의 개발 연구 ... 133
- 제13절 위탁기관 연구 수행 결과 ... 136
- 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 185
- 제1절 연도별 연구목표 및 평가에 대한 착안점 ... 185
- 제2절 연구개발 목표의 달성도 및 관련 분야에 대한 기여도 ... 188
- 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 200
- 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 202
- 제1절 기술현황분석 ... 202
- 제2절 세부기술 검토 ... 203
- 제 7 장 참고문헌 ... 212
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