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기판 세정특성에 따른 표면 패시배이션 및 a-Si:H/c-Si 이종접합 태양전지 특성변화 분석
송준용,정대영,김찬석,박상현,조준식,송진수,왕진석,이정철,Song, Jun-Yong,Jeong, Dae-Young,Kim, Chan-Seok,Park, Sang-Hyun,Cho, Jun-Sik,Song, Jin-Soo,Wang, Jin-Suk,Lee, Jeong-Chul 한국재료학회 2010 한국재료학회지 Vol.20 No.4
This paper investigates the dependence of a-Si:H/c-Si passivation and heterojunction solar cell performances on various cleaning processes of silicon wafers. It is observed that the passivation quality of a-Si:H thin-films on c-Si wafers depends highly on the initial H-termination properties of the wafer surface. The effective minority carrier lifetime (MCLT) of highly H-terminated wafer is beneficial for obtaining high quality passivation of a-Si:H/c-Si. The wafers passivated by p(n)-doped a-Si:H layers have low MCLT regardless of the initial H-termination quality. On the other hand, the MCLT of wafers incorporating intrinsic (i) a-Si:H as a passivation layer shows sensitive variation with initial cleaning and H-termination schemes. By applying the improved cleaning processes, we can obtain an MCLT of $100{\mu}sec$ after H-termination and above $600{\mu}sec$ after i a-Si:H thin film deposition. By adapting improved cleaning processes and by improving passivation and doped layers, we can fabricate a-Si:H/c-Si heterojunction solar cells with an active area conversion efficiency of 18.42%, which cells have an open circuit voltage of 0.670V, short circuit current of $37.31\;mA/cm^2$ and fill factor of 0.7374. These cells show more than 20% pseudo efficiency measured by Suns-$V_{oc}$ with an elimination of series resistance.
50 ㎛ 기판을 이용한 a-Si:H/c-Si 이종접합 태양전지 제조 및 특성 분석
송준용,최장훈,정대영,송희은,김동환,이정철,Song, Jun Yong,Choi, Jang Hoon,Jeong, Dae Young,Song, Hee-Eun,Kim, Donghwan,Lee, Jeong Chul 한국재료학회 2013 한국재료학회지 Vol.23 No.1
In this study, the influence on the surface passivation properties of crystalline silicon according to silicon wafer thickness, and the correlation with a-Si:H/c-Si heterojunction solar cell performances were investigated. The wafers passivated by p(n)-doped a-Si:H layers show poor passivation properties because of the doping elements, such as boron(B) and phosphorous(P), which result in a low minority carrier lifetime (MCLT). A decrease in open circuit voltage ($V_{oc}$) was observed when the wafer thickness was thinned from $170{\mu}m$ to $50{\mu}m$. On the other hand, wafers incorporating intrinsic (i) a-Si:H as a passivation layer showed high quality passivation of a-Si:H/c-Si. The implied $V_{oc}$ of the ITO/p a-Si:H/i a-Si:H/n c-Si wafer/i a-Si:H/n a-Si:H/ITO stacked layers was 0.715 V for $50{\mu}m$ c-Si substrate, and 0.704 V for $170{\mu}m$ c-Si. The $V_{oc}$ in the heterojunction solar cells increased with decreases in the substrate thickness. The high quality passivation property on the c-Si led to an increasing of $V_{oc}$ in the thinner wafer. Short circuit current decreased as the substrate became thinner because of the low optical absorption for long wavelength light. In this paper, we show that high quality passivation of c-Si plays a role in heterojunction solar cells and is important in the development of thinner wafer technology.
실리콘 기판 습식 세정에 따른 a-Si:H/c-Si 계면 및 이종접합 태양전지 특성 분석
송준용(Song, Jun-Yong),정대영(Jeong, Dae-Young),김찬석(Kim, Chan-Seok),박상현(Park, Sang-Hyun),조준식(Cho, Jun-Sik),윤경훈(Yun, Kyoung-Hun),송진수(Song, Jin-Soo),이준신(Lee, Jun-Sin),김동환(Kim, Dong-Hwan),이정철(Lee, Jeong-Chul) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.06
고효율 실리콘 이종접합 태양전지 제작을 위한 요소기술 중 a-Si:H/c-Si 간의 계면 안정화는 태양전지 효율에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 n-type 결정질 실리콘 기판을 사용하여, 소수전하들의 재결합을 방지하고, 계면 안정화를 실행하는 방안으로 실리콘 기판 습식 세정을 수행하였다. 반도체 공정에서 일반적으로 알려진 RCA 세정기법에 HF 세정을 마지막공정으로 추가하여 자연 산화막과 기타 불순물을 더욱 효과적으로 제거할 수 있도록 실험을 진행하였다. 마지막 공정으로 추가된 HF 세정에 의한 a-Si:H/c-Si 계면 안정화 효과를 관찰하기 위하여 HF농도와 HF 세정시간에 따른 소수반송자 수명을 측정하였다. 또한 HF 세정 이후 공정의 영향을 확인하기 위하여 PE-CVD법으로 a-Si:H 박막 증착 이전 실리콘 기판의 온도와 상온에서 머무는 시간에 따른 a-Si:H/c-Si 계면안정화 특성을 분석하였다. 본 실험을 통해 HF세정공정이 계면특성에 미치는 영향을 확인하였으며 실리콘 기판 습식 세정이 이종접합태양전지 특성에 미치는 영향을 분석하였다.
양면동시증착 열선-CVD를 이용한 a-Si:H/c-Si 이종접합 태양전지 제조
정대영,송준용,김경민,이희덕,송진수,이정철,Jeong, Dae-Young,Song, Jun-Yong,Kim, Kyung-Min,Lee, Hi-Deok,Song, Jin-Soo,Lee, Jeong-Chul 한국재료학회 2011 한국재료학회지 Vol.21 No.12
The a-Si:H/c-Si hetero-junction (HJ) solar cells have a variety of advantages in efficiency and fabrication processes. It has already demonstrated about 23% in R&D scale and more than 20% in commercial production. In order to further reduce the fabrication cost of HJ solar cells, fabrication processes should be simplified more than conventional methods which accompany separate processes of front and rear sides of the cells. In this study, we propose a simultaneous deposition of intrinsic thin a-Si:H layers on both sides of a wafer by dual hot wire CVD (HWVCD). In this system, wafers are located between tantalum wires, and a-Si:H layers are simultaneously deposited on both sides of the wafer. By using this scheme, we can reduce the process steps and time and improve the efficiency of HJ solar cells by removing surface contamination of the wafers. We achieved about 16% efficiency in HJ solar cells incorporating intrinsic a-Si:H buffers by dual HWCVD and p/n layers by PECVD.
비정질/결정질 이종접합 태양전지 에미터 및 후면전계층 최적화 연구
정대영(Jeong, Dae Young),송준용(Song, Jun Yong),김찬석(Kim, Chan Seok),김경민(Kim, Kyung Min),구혜영(Koo, Hye Young),이희덕(Lee, Hi-Deok),송진수(Song, Jinsoo),이정철(Lee, Jeong Chul) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
이종접합 구조의 태양전지는 에미터 및 후면전계층으로 비정질 실리콘이 이용되고 있다. 본연구에서는 HWCVD를 이용하여 중성층 비정질 실리콘을 증착(10nm), 패시베이션된 n형 결정질 실리콘을 기판으로 PECVD법으로 에미터 층은 p형 비정질 실리콘을 후면 전계층은 n+형 비정질 실리콘을 증착하여 a-Si:H(p)/c-Si(n)/a-Si:H(n+)의 구조로 에미터 및 후면전계층의 조건에 따른 이종접합 태양전지를 제작, 특성을 분석하였다. 증착시간에 따라 에미터와 후면전계층의 두께를 조절하고 도펀트 가스(B2H6,PH3)의 유량에 따라 도핑 농도를 조절하였다. 공정 변수마다 MCLT 및 Implied Voc를 측정하였고, 태양전지 제작 후 도핑 농도에 따른 충진율을 비교, 분석하였다.
곽강섭(Kang-Sub Kwack),송준용(Jun-Yong Song),권오경(Oh-Kyong Kwon) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.7
This paper presents the architecture of the LVDS (Low voltage Differential Signaling) that reduces a power dissipation of the transmitter by replacing differential termination to single ended termination at the receiver. The power dissipation of the transmitter is reduced by lowering the supply voltage of the output buffer to 1.8V removing the CMFB circuit. and holding the Vcm (Common-mode Output Voltage) with the bandgap reference circuit at the receiver. As simulation results. the power dissipation of the output buffer is 6.3㎽ irrespective of the data rate at 1.8V supply voltage with 0.35㎛ CMOS process.
50㎛ 기판을 이용한 a-Si:H/c-Si 이종접합 태양전지 제조 및 특성분석
정도경(Jeong, Do-Gyeong),김가영(Kim, Ga-Yeong),정대영(Jeong, Dae-Yeong),송준용(Song, Jun-Yong),김경민(Kim, Gyeong-Min),구혜영(Gu, Hye-Yeong),송진수(Song, Jin-Su),이정철(Lee, Jeong-Cheol) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
이종접합태양전지는 단결정 실리콘 기판 표면에 고품질 비정질 실리콘층을 적층함으로써 전기의 근원인 전하의 재결합 손실을 줄여 높은 개방전압을 얻을 수 있다는 특징이 있다. 초박형 태양전지는 기존 태양전지보다 뛰어난 광전변환 특성(Photovoltaic characteristic)을 가지고 두께가 얇아 제품 형상 시 자유도가 높아진다. 본 논문에서는 n-type Bare wafer(160{sim}180{mu}m)를 이용하여 50{mu}m의 웨이퍼를 제작하였다. a-Si:H(p)_a-Si:H(i)_c-Si(n)의 광흡수층 구조를 성막하여 cell을 제작하였다. 그 결과 Voc(Open Circuit Voltage)가 0.666, Jsc(Short-Circuit Current)가 34.77, FF(Fill Factor) 69.413, Efficency 16.07%를 달성했다.
Silicon Heterojunction Solar Cell with HWCVD Passivation Layer
박상현(Park, Sang-Hyun),정대영(Jeong, Dae-Young),김찬석(Kim, Chan-Seok),송준용(Song, Jun-Yong),조준식(Cho, Jun-Sik),이정철(Lee, Jeong-Chul),최덕균(Choe, Deok-Gyun),윤경훈(Yoon, Kyoung-Hoon),송진수(Song, Jin-Soo) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11
For high efficiency hetero junction solar cell over 20%, good silicon wafer passivation is one of the most important technological factor. Compared to the conventional PECVD technique, HWCVD has appeared as an promising alternative for high quality passivation layer formation. In this work, HWCVD passivation layer characteristics have been intensively investigated on wafer surface treatment, Hydrogen density in deposited thin layer and thermal effects in deposition process. Comprehensive results of the individual process factors on interface passivation has been discussed and resultant silicon hetero junction solar cell characteristics has been investigated.
후열 처리 조건에 따른 a-Si/c-Si 이종접합 태양전지 특성 분석
김경민(Kim, Kyung Min),정대영(Jeong, Dae Young),송준용(Song, Jun Yong),김찬석(Kim, Chan Seok),구혜영(Koo, Hye Young),오병성(Oh, Byung Sung),송진수(Song, Jinsoo),이정철(Lee, Jeong Chul) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
본 연구에서는 n-type wafer에 비정질 실리콘을 증착한 이종접합 태양전지를 열처리 방법을 이용하여 열처리의 효과를 분석함으로써 이종접합 태양전지에 효율적인 열처리 효과에 대하여 연구하였다. P, N-layer는 PECVD(Plasma-enhanced chemical vapor deposition) I-layer는 HWCVD(Hot wire chemical vapor deposition), ITO는 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 동일한 조건에서 제작하였고 rapid thermal process를 이용하여 진공 중에서 150?C, 200?C, 220?C, 250?C까지 열처리를 하였다. 열처리 전과 후 QSSPC로 minority carrier life time, 자외 가시선 분광분석 장치로 투과 반사도를, Ellipsometer로 흡수 계수 등의 변화를 조사하였다. 열처리 후 Minority carrier life time, Voc 및 광변환 효율이 증가하였다.