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김성탁(Kim, Seongtak),박성은(Park, Sungeun),김영도(Kim, Young Do),송주용(Song, Jooyong),박효민(Park, Hyo Min),김현호(Kim, Hyunho),탁성주(Tark, Sung Ju),김동환(Kim, Donghwan) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
결정질 실리콘 태양전지의 전면 전극은 전극 면적으로 인한 손실(shading loss)를 줄이고 단락전류밀도(Jsc)를 높이기 위해 전극 너비를 줄이는 노력을 하고 있다. 하지만 전극 소성(firing) 시 전면 전극의 핑거(finger)와 버스바(busbar)의 너비 차이로 인해 전극 침투(fire-through) 정도가 달라질 수 있다. 본 연구에서는 전극 소성 공정 시 전면 전극의 너비에 따른 전극 침투 정도를 조사하기 위해 접촉 저항(specific contact resistance)과 재결정화(Ag recrystallite) 된 전면전극의 분포에 대해 비교하였다. 접촉 저항을 측정하기 위하여 transfer length method(TLM)를 이용하였다. 또한 전면 전극층을 제거한 후 실리콘 기판의 재결정 분포를 주사전자현미경(Scanning electron microscope : SEM)을 이용하여 관찰하였다.
SCAPS-1D 시뮬레이션을 이용한 n-i-p 구조 페로브스카이트 태양전지의 열적 열화 원인 분석
김성탁(Seongtak Kim),배수현(Soohyun Bae),정영훈(Younghun Jeong),한동운(Dong-Woon Han),김동환(Donghwan Kim),모찬빈(Chan Bin Mo) 한국태양광발전학회 2022 Current Photovoltaic Research Vol.10 No.1
The long-term stability of PSCs against visual and UV light, moisture, electrical bias and high temperature is an important issue for commercialization. In particular, since the operation temperature of solar cell can rise above 85°C, a study on thermal stability is required. In this study, the cause of thermal-induced degradation of PSCs was investigated using the SCAPS-1D simulation tool. First, PSCs of TiO₂/CH₃NH₃PbI₃/Spiro-OMeTAD/Au structure were exposed to a constant temperature of 85°C to observe changes in conversion efficiency and quantum efficiency. Because the EQE reduction above 500 nm was remarkable, we simulated PSCs performance as a function of lifetime, doping density of perovskite and spiro-OMeTAD. Consequently, the main cause of thermal-induced degradation is considered to be the change in the perovskite doping concentration and lifetime due to ion migration of perovskite.
결정방향에 따른 결정질 실리콘 태양전지 후면전계 특성 연구
김현호(Kim, Hyunho),박성은(Park, Sungeun),김영도(Kim, Young Do),송주용(Song, Jooyong),탁성주(Tark, Sung Ju),박효민(Park, Hyomin),김성탁(Kim, Seongtak),김동환(Kim, Donghwan) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
최근 태양전지 제조비용 절감을 위해 초박형 실리콘 태양전지 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이에 따라 후면전계(Back Surface Field, BSF) 특성에 대한 관심이 높아지는 추세이다. 이에 본 연구에서는 후면의 결정방향 및 표면구조에 따라 형성되는 후면전계(BSF)의 특성에 대해 알아보고자 하였다. 후면이 절삭손상층 식각(Saw damage etching) 후 (100)면이 드러난 실리콘 기판과 텍스쳐링(Texturing) 후 (111)면이 드러난 실리콘 기판에 후면 전극을 스크린 인쇄 후 Ramp up rate을 달리 하여 소성 공정(RTP system)을 통해 후면전계(BSF)를 형성하여 비교하였다. 후면전계(BSF)의 형상과 특성만을 평가하기 위하여 염산을 이용하여 후면 전극층을 제거하였다. 후면 전극 제거 후 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy)과 3차원 미세형상측정기(Non-contacting optical profiler)로 후면전계(BSF)의 형상을 비교하였다. 또한 후면전계(BSF)의 특성을 평가하고자 Quasi-Steady-State Photo Conductance(QSSPC)를 사용하여 포화전류(Saturation current, J_0)을 측정하였고, 면저항 측정기(4-point probe)로 면저항을 측정하여 비교하였다. 후면 전계(BSF)는 (100)면과 (111)면에서 모두 Ramp up rate이 빠를수록 향상된 특성을 보였고, (111)면에서 더 큰 차이를 보였다.
고상 성장법을 이용한 실리콘 태양전지 에미터 형성 연구
김현호(Hyunho Kim),지광선(Kwang-Sun Ji),배수현(Soohyun Bae),이경동(Kyung Dong Lee),김성탁(Seongtak Kim),박효민(Hyomin Park),이헌민(Heon-Min Lee),강윤묵(Yoonmook Kang),이해석(Hae-Seok Lee),김동환(Donghwan Kim) 한국태양광발전학회 2015 Current Photovoltaic Research Vol.3 No.3
We suggest new emitter formation method using solid-phase epitaxy (SPE); solid-phase epitaxy emitter (SEE). This method expect simplification and cost reduction of process compared with furnace process (POCl3 or BBr3) . The solid-phase epitaxy emitter (SEE) deposited a-Si:H layer by radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD) on substrate (c-Si), then thin layer growth solid-phase epitaxy (SPE) using rapid thermal process (RTP). This is possible in various emitter profile formation through dopant gas (PH3) control at deposited a-Si:H layer. We fabricated solar cell to apply solid-phase epitaxy emitter (SEE). Its performance have an effect on crystallinity of phase transition layer (a-Si to c-Si). We confirmed crystallinity of this with a-Si:H layer thickness and annealing temperature by using raman spectroscopy, spectroscopic ellipsometry and transmission electron microscope. The crystallinity is excellent as the thickness of a-Si layer is thin (~50 nm) and annealing temperature is high (<900°C). We fabricated a 16.7% solid-phase epitaxy emitter (SEE) cell. We anticipate its performance improvement applying thin tunnel oxide (<2nm).
Rapid Thermal Process를 이용한 실리콘 태양전지의 국부적 후면 전극 최적화
배수현(Bae, Soohyun),박성은(Park, Sungeun),김영도(Kim, Young Do),박효민(Park, Hyomin),김수민(Kim, Soo Min),김성탁(Kim, Seongtak),김현호(Kim, Hyunho),탁성주(Tark, Sung Ju),김동환(Kim, Dongwhan) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05
현재 상용화되고 있는 단결정 실리콘 태양전지는 알루미늄 페이스트를 이용하여 후면의 전 영역에 전계를 형성한다. 최근에는 고효율을 얻기 위하여 후면에 패시베이션 효과와 장파장에 대한 반사도를 증가 시키는 SiNx막을 증착 후, 국부적으로 전계를 형성하는 국부 후면 전극(Local back surface field)기술이 연구되고 있다. 본 연구에서는 전면만 텍스쳐 된 단결정 실리콘 웨이퍼를 이용하였다. Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)를 이용하여 전,후면에 SiNx를 증착 하였고 후면의 국부적인 전극 패턴 형성을 위하여 SiNx 식각용 페이스트를 사용한 스크린 프린팅 기술을 이용하였다. 스크린 프린팅을 이용하여 패턴이 형성된 후면에 알루미늄을 인쇄 한 후 Rapid Thermal Process(RTP)를 이용하여 소성 공정 조건을 변화시켰다. 소성 조건 동안 형성되는 후면 전계층은 peak 온도와 승온속도, 냉각 속도에 따라 형상이나 특성이 변화하기 때문에 소성 조건을 변화시키며 국부적 후면 전계 형성의 최적화에 관한 연구를 수행하였다. 패이스트를 이용하여 SiNx를 식각 후 광학 현미경(Optical Microscopy)을 사용하여 SiNx의 식각 유무를 살펴보았고, RTP로 형성된 국부 전계층의 형성 두께, 주변 부분의 형상을 살피기 위해 도핑 영역을 혼합수용액으로 식각하여 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 관찰 하였다. 또한 후면의 특성을 살펴보기 위해 분광 광도계(UV/VIS/NIR Spectrophotometer)를 사용하여 후면 SiNx층의 유무에 따른 반사도를 비교, 측정 하였다.