내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

결정질 실리콘 태양전지의 플라즈마리스 건식 에칭에 의한 텍스처 형성

전문가 제언: ○ 오늘날 태양전지는 결정질 실리콘 태양전지가 절대 주류를 이루고 있지만 제조비용이 고가이고 실리콘 원료의 수급문제가 있어 박막태양전지 개발이 활발하다. 활발한 연구 활동에 의한 변환효율 향상과 비용 절감에 의해 실리콘 태양전지가 시장의 주류로 상당기간 남을 것이다.

○ 실리콘 태양전지에서 Si는 광 흡수계수가 적어서 반사손실이 크다. 반사손실 절감에는 반사방지막(AR)과 텍스처링의 두 방법이 있다. AR 막은 투명도를 고려한 고 유전상수를 가진 SiO2, Si3N4 등의 최적 두께가 핵심 기술이고, 보통 태양전지 표면의 부동태 막 역할을 겸한다.

○ 텍스처링은 실리콘 웨이퍼 표면을 피라미드 등의 형상으로 에칭하여 이들 표면에 입사한 광의 여러 번 반사에 의해 입사 회수가 반복되어 반사를 줄인다. 현재의 습식 화학용액에 의한 텍스처링은 실리콘 소모가 크고 반사율을 통상의 10% 이하로 절감하는 데 한계가 있어 건식 에칭이 연구 개발되고 있다. 이에는 플라즈마 에칭의 반응성 이온에칭(RIE)법과 플라즈마가 필요 없는 반응성 가스 이용법이 있다.

○ 이 글은 건식 에칭 중 RIE법이 비용에 문제가 있고 플라즈마에 의한 기판손상도 우려되어 실온에서 쉽게 Si를 에칭하는 반응성 가스인 ClF3를 사용한 텍스처링을 소개하고 있다. 분해된 F원자와 기판의 Si로부터 SiF4의 휘발성 분자가 생성/이탈되어 기판의 국소 에칭이 되므로 텍스처가 형성된다. 이는 미세 랜덤 텍스처 구조이고 아직 단락전류나 효율 증가가 10%에 그치나, 최대 30% 향상을 목표로 연구 중임을 알리고 있다.

○ 국내의 실리콘 태양전지 연구에는 성균관대의 이준신을 비롯하여 기업체에서 삼성SDI의 노력이 오래되었다. 2003년 삼성SDI(이수홍)는 ‘초고효율 결정질 실리콘 태양전지 개발’에서 표면 텍스처링과 반사방지막 개발로 평균 표면반사율 2.2%를 달성하였다. 2006년 성균관대의 이준신 등은 텍스처링용 습식 화학배합에서 고가의 이소프로필알코올 사용절감 연구를 보고하였다. 2009년 주성엔지니어링(주)은 반사율을 4% 이하로 낮출 수 있는 대면적 플라즈마 RIE 장비개발을 발표했다. 고가 설비이므로 국가의 전략적 지원으로 효율향상을 추진하는 것이 바람직하다.

저자: Yoji Saito
자료유형: 학술정보