HW(Cat)CVD로 증착된 비결정성과 마이크로결정성 Si를 사용한 태양전지 관련 된 연구 개발(Status report: solar cell related research and development using amorphous and microcrystalline silicon deposited by HW(Cat)CVD)

전문가 제언

□ 비결정성 또는 마이크로/나노 결정성 Si의 소위 ‘고열선’ 또는 열 촉매 화학증착(각각 HWCVD 또는 CatCVD)은 최근 종래의 플라스마 증강된 화학증착(PECVD)에 대한 유망한 대용공정으로서 알려졌다. PECVD는 상업적 응용들을 위하여 뿐만 아니라 R&D를 위하여 이물질들의 증착에 보다 자주 사용되고 있다.

□ 2000년에 처음 핀, 닢 및 핀핀 태양전지구조들은 HWCVD에 의해 전체적으로 제조되었다. 더욱 최근 마이크로결정 Si(μc-Si:H)를 HWCVD 태양전지에 통합(또는 집적 화)은 R&D의 주된 주제가 된 것이 분명하다. 또한 중간크기면적의 태양전지를 제작하기 위한 처음시도가 있었다.

□ p-SiC:H-창 층들을 포함한 전지에 대하여 보고 된 최고 초기 변환효율은 핀 구조들에 대하여 초기=8.9%이고 핀핀 구조들에 대하여 초기>7%이다. 특별히 p-a-SiC:H층들을 포함하는 핀핀 전지에서 그 p/n-터널 접합은 p-층의 불안정성에 의해 영향을 받는다. 결과적으로 p-a-SiC:H층을 바꾸기 위해 p-μc-Si:H에 관심이 증가되고 있다. 모든 HW핀 구조 전지들에 한 p-μc-Si:H층을 주입하면 FF=73%에 달하는 대단히 높은 충전인자와 열린회로전압 Voc=900mV가 얻어진다.

□ 각각 초기=9.4와 7.4%의 초기변환효율들을 성취한 핀과 닢 태양전지구조들에 HWCVD로 증착된 μc-Si:H 흡수 층들의 통합에 대한 무수한 과정이 최근 만들어졌다. 연구들에 관련된 그들 μc-Si:H 물질의 주 인자는 비결정성에서 마이크로결정성으로 상전이 가까이에서 증착에 의한 결함밀도의 감소이다.

□ 콤팩트형태와 유효 낟알경계 부동태막을 갖는 고도로 전도성 μc-Si:H는 이 방법으로 성취될 수 있었다. 최적화된 HW-물질을 포함하는 핀 태양전지의 변환효율은 최적화된 모든 PECVD 전지들과 비교하여 더욱더 높은 값을 갖게 한다. 두 다른 실험실들도 또한 약 5%효율들을 성취한 μc -Si:H 흡광체를 갖는 닢 전지들을 제조하였다.

□ 아주 최근 HWCVD로 증착된 낮은 에너지 띠-갭 물질들은 높은 효율을 갖는 직렬 구조들을 만들기 위해 a-Si:H전지들과 결합되었다. Klein 등은 HWCVD로 증착된 a-Si:H(0.4μm)와 μc-Si:H(1.4μm) 흡광체들을 그 결과적인 핀핀 직렬구조를 위해 초기=10.9%가 성취된 혼입 PECVD를 갖는 핀핀 직렬 태양전지로 통합하였다.

□ HWCVD법은 이미 20x20cm2의 중간크기면적위의 증착을 위해 응용될 수 있음을 나타낸 몇 가지 연구들이 있다. 물론 i-층 증착만이 실현되었고 요구되는 1m2 공업적 제품에 대한 다음 단계는 이론적 기획연구만이 조사되었다. 그렇지만 중간크기증착의 그 필름품질은 물론 그 두께 균일성은 아주 낙관적인 것 같이 보인다.

□ HWCVD법의 세 가지 장점들을 고려하여 증착속도의 초고도화, 변환효율의 최대로 확대화, HWCVD로 증착된 흡광체들의 핀핀 직렬 구조화, HWCVD에 의한 큰 면적 태양전지 증착 및 PECVD법과의 적절한 결합은 물론 공정파라미터들의 최적화로 태양전지의 구조혁신과 원가조절에 초점을 맞추어 공업적 제품으로 실용화될 수 있는 태양전지의 연구 개발에 이 새로운 HWCVD 방법이 활용되어야 하겠다.

저자

Schroeder, Bernd

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2003

권(호)

430(1-2)

잡지명

Thin Solid Films

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1~6

분석자

여*현

분석물

• HW(Cat)CVD로 증착된 비결정성과 마이크로결정성 Si를 사용한 태양전지 관련 된 연구 개발.pdf [200,413 byte]

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