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고효율 n-TOPCon 선택적 에미터 구조 형성을 위한 반송자 수명 향상 p-poly 박막 특성 연구
김성헌(Sungheon Kim),Muhammad Quddamah Khokhar,Sanchari Chowdhury,주민규(Minkyu Ju),이준신(Junsin Yi) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
고효율 n-TOPCon 태양전지를 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 전면 보론 에미터의 재결합 특성 향상을 위한 선택적 에미터 구조는 고효율을 위한 핵심적인 연구 주제이다. 본 연구에서는 n-TOPCon 태양전지의 전면에서 선택적 에미터 구조로 활용가능한 p-poly Si 박막에 대한 연구를 진행하였다. Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)와 900℃에서의 thermal annealing을 이용하여 단일층 p-poly Si 구조와 다중층 p-poly Si구조를 형성하였다. 단일층 p-poly Si 구조를 증착한 경우 반송자의 수명은 급격히 감소하였으며, 진성 poly Si과 p-poly Si 구조를 다중층으로 형성한 구조에서는 단일층 p-poly Si 구조보다 반송자 수명은 150 ㎲, iVoc는 30 mV 향상되었다. 본 연구를 통해 다층 비정질 실리콘 박막을 이용한 p형 다결정 실리콘을 적용하여 n-TOPCon 태양전지의 선택적 에미터를 최적화함으로써 n-TOPCon 태양전지의 효율 향상을 기대한다.
이종접합 태양전지에서의 Bi-Layer 구조를 통한 향상된 개방전압특성에 대한 고찰
김홍래 ( Hongrae Kim ),정성진 ( Sungjin Jeong ),조재웅 ( Jaewoong Cho ),김성헌 ( Sungheon Kim ),한승용 ( Seungyong Han ),수레쉬쿠마르듄겔 ( Suresh Kumar Dhungel ),이준신 ( Junsin Yi ) 한국전기전자재료학회 2022 전기전자재료학회논문지 Vol.35 No.6
Passivation quality is mainly governed by epitaxial growth of crystalline silicon wafer surface. Void-rich intrinsic a- Si:H interfacial layer could offer higher resistivity of the c-Si surface and hence a better device efficiency as well. To reduce the resistivity of the contact area, a modification of void-rich intrinsic layer of a-Si:H towards more ordered state with a higher density is adopted by adapting its thickness and reducing its series resistance significantly, but it slightly decreases passivation quality. Higher resistance is not dominated by asymmetric effects like different band offsets for electrons or holes. In this study, multilayer of intrinsic a-Si:H layers were used. The first one with a void-rich was a-Si:H(I<sub>1</sub>) and the next one a-SiO<sub>x</sub>:H(I<sub>2</sub>) were used, where a-SiO<sub>x</sub>:H(I<sub>2</sub>) had relatively larger band gap of ~2.07 eV than that of a-Si:H (I<sub>1</sub>). Using a-SiO<sub>x</sub>:H as I<sub>2</sub> layer was expected to increase transparency, which could lead to an easy carrier transport. Also, higher implied voltage than the conventional structure was expected. This means that the a-SiO<sub>x</sub>:H could be a promising material for a high-quality passivation of c-Si. In addition, the i-a-SiO<sub>x</sub>:H microstructure can help the carrier transportation through tunneling and thermal emission.
고효율 n-TOPCon 태양전지를 위한 선택적 에미터 p-poly 구조의 공정 최적화 연구
정성진(Sungjin Jeong),주민규(Minkyu Ju),김성헌(Sungheon Kim),김홍래(Hongrae Kim),이준신(Junsin Yi) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
n-TOPCon 태양전지의 고효율화를 위해서 선택적 에미터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. n-TOPCon 태양전지의 선택적 에미터 구조는 전면 전극의 재결합 특성과 접촉저항 특성 향상을 위한 고효율화를 위한 핵심기술이다. 본 연구에서는 선택적 에미터 형성을 위해 p-poly 박막을 이용한 연구를 진행하였다. 실험을 위해 100 Ω/sq 및 200 Ω/sq의 Boron 에미터 면저항을 가진 n형 웨이퍼를 준비하였다. 최적의 p-poly 선택적 에미터 구조 형성을 위해 200 Ω/sq의 높은 에미터 면저항을 가진 n형 웨이퍼를 사용하여 PECVD를 통해 B2H6 농도와 박막의 두께를 가변시켜 a-Si:H를 증착하고 900℃ 열차리를 통해 p-poly를 형성하였다. 이후 p-poly를 형성하지 않은 면저항 100 Ω/sq와 200 Ω/sq의 n형 웨이퍼와 함께 Al2O3와 SiNX 박막으로 패시베이션 하고, 접촉저항 특성 분석을 위해 스크린 프린팅 공정으로 전극을 인쇄하였다. 이후 711℃의 최고점 온도에서 belt firing furnace를 통해 소성하여 전극의 접촉을 형성시켰다. 분석 결과 선택적 에미터가 형성된 구조의 경우 p-poly 형성 조건에 따라 최적화된 접촉저항과 패시베이션 특성이 확인되었으며, 이를 통한 n-TOPCon 태양전지의 효율 향상을 기대할 수 있다.