초록 ▼

최근 값비싼 벌크 실리콘 태양전지에 대한 대안으로 박막 태양전지에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구의 목표는 다결정 실리콘 박막태양전지의 효율을 세계기록이상으로 끌어 올리는 것이다. HWCVD법을 이용하여 in-situ 결정화하거나 본 실험실에서 새롭게 제안한 기상유도결정화를 이용한 다결정 Si seed층을 제조한 후 HWCVD법을 이용하여 에피택시 성장시켜 기존의 CSG 및 ALILE방법에 의한 다결정 Si 박막태양전지에 비해 대결정립을 갖고 광흡수율이 우수하며 공정시간도 짧은 저가의 고품질 다결정 Si 박막태양전지를 개

최근 값비싼 벌크 실리콘 태양전지에 대한 대안으로 박막 태양전지에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구의 목표는 다결정 실리콘 박막태양전지의 효율을 세계기록이상으로 끌어 올리는 것이다. HWCVD법을 이용하여 in-situ 결정화하거나 본 실험실에서 새롭게 제안한 기상유도결정화를 이용한 다결정 Si seed층을 제조한 후 HWCVD법을 이용하여 에피택시 성장시켜 기존의 CSG 및 ALILE방법에 의한 다결정 Si 박막태양전지에 비해 대결정립을 갖고 광흡수율이 우수하며 공정시간도 짧은 저가의 고품질 다결정 Si 박막태양전지를 개발하는데 그 목적을 갖고 있다.
본 연구에서는 Al-insitu 결정화를 통한 박막 Si 제조에 관한 연구, 기상유도결정화를 통한 박막 Si 성장 표준공정 확보, 이를 통한 10%이상의 세계 최고효율 다결정 박막 Si 태양전지 제조기술 확보를 연구의 최종목표로 한다.
중간층을 갖는 다결정 실리콘 박막의 경우 박막의 표면 거칠기와 결정성이 향상되었고, 다결정 실리콘 박막의 형성에 필요한 알루미늄층의 두께를 최소화하여 알루미늄의 농도를 줄일 수 있었다.
한편, 기상유도결정화 씨앗층 위에 에피택시 성장시킨 다결정 실리콘 박막의 경우 씨앗층의 방향과 유사하게 Si(111)방향으로 우선배향되어 성장되었다. 더욱이, 다결정 실리콘 박막의 결정성이 향상되었다. 결정립의 크기는 평균 10 ㎛정도로 매우 큰 결정립을 얻을 수 있었고, 기상유도결정화 씨앗층 위에 에피택시 성장시킨 다결정 실리콘 박막의 결정학적 결함은 주로 낮은 에너지레벨을 갖고 있기 때문에 전기적으로 해로운 영향을 갖지 않는 특별한 boundary 인 LAGB 와 CSL 이 나타났다. 따라서, 기상유도 결정화 씨앗층 위에 에피택시 성장시킨 다결정 실리콘 박막의 경우 결정립계를 갖고 있음에도 불구하고 소자에 적용시 좋은 특성을 얻을 수 있을 것이다.

Abstract ▼

Recently, thin film solar cells are investigated intensively as a possible alternative for bulk Si solar cells. The goal of this research is to achieve the highest energy conversion efficiency of poly-Si thin film solar cell in the world (above 10%). With the new development of poly-Si thin film usi

Recently, thin film solar cells are investigated intensively as a possible alternative for bulk Si solar cells. The goal of this research is to achieve the highest energy conversion efficiency of poly-Si thin film solar cell in the world (above 10%). With the new development of poly-Si thin film using in-situ crystallization using HWCVD or VIC poly-Si seed formation and epitaxial growth, the plasma damage caused by PECVD on poly-Si thin film can be avoided and the light absorption efficiency and grain size can be increased. And processing time can be decreased and it is cost effective.
With application of the interlayer it was found that the surface morphology and crystallinity of the poly-Si film were improved. Furthermore, it was found that the interlayer reduced the concentration of Al in the poly-Si film by reducing the minimum Al thickness for the crystalline phase throughout the poly-Si film
We also investigated the epitaxial growth of large-grained polycrystalline Si film on vapor induced crystallization (VIC) seed layer using hot-wire chemical vapor deposition. The epitaxial poly-Si layer on VIC seed layer has highly (111) preferred orientation similar to VIC seed layer. Furthermore, it was found that the crystallinity and crystallographic properties of the poly-Si film were improved. Average grain size of about 10㎛, are obtained and The crystallographic defects in epitaxial poly-Si layer on VIC seed layer are manly low angle grain boundaries (LAGB < 2°) and coincident site lattice boundaries (CSL), which are special boundaries of the low energy level. Therefore, it seems that the poly-Si film with an epitaxial layer on VIC seed layer will be good for device characteristics even though it has grain boundary.

목차 Contents

• EEWS Research 2010 Final Report ... 1
• Summary (English) ... 2
• 국문 요약문 ... 3
• 1. Research Purpose ... 4
• 2. Research Target and Achievement ... 6
• 3. Research Method ... 7
• 4. Research Results ... 7
• (1) Outcome results ... 7
• (2) Further research required ... 20
• (3) Findings deserve to press ... 21
• 5. Research Outcomes ... 21
• (1) Publication ... 21
• (2) Conference presentation ... 21
• (3) Patents ... 22
• (4) Creation of New Big Project ... 22
• 6. Reference ... 22
• 1. 연구목적 ... 24
• 2. 연구목표와 성과 ... 26
• 3. 연구방법 ... 26
• 4. 연구결과 및 고찰 ... 29
• (1) 연구결과 ... 29
• (2) 수반되어야 할 (후행)연구내용 ... 41
• (3) 보도할 만한 내용 ... 41
• 5. 연구결과물 발표실적 ... 42
• (1) 학회발표 ... 42
• (2) 논문 ... 42
• (3) 특허 ... 42
• (4) 대형 신규과제 발굴의 기여 ... 42
• 6. 참고문헌 ... 42
• 끝페이지 ... 43