플렉서블 GaAs 태양전지에서 에픽택셜 리프트 오프 공정 중 형성되는 결함에 대한 연구 = Investigation of Defects Generated During the Epitaxial Lift-off Process in a Flexible GaAs Solar Cell

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We have to investigate the optical and the electrical properties of flexible GaAs solar cells fabricated by using the epitaxial lift-off (ELO) process. Used the photoluminescence (PL) and J-V measurements. The as-grown GaAs solar cells were transferred onto Au/polyimide (ELO-layer/Au; ELA) and polydimethylsiloxane (PDMS) (ELO-layer/PDMS; ELP) flexible substrates. At 300 K, we observed PL emission bands caused by defects below the GaAs band edge transition energy (1.425 eV) for both the ELA and the ELP samples. The PL intensities for the ELA and the ELP samples, which were due to the defects in those samples, were higher than that for the as-grown sample. Moreover, the interference effect due to the internal multireflection (IMR) of PL light is lead that the PL peak by the defects is observed as the PL with several peaks. The PL intensity of the ELA sample was enhanced by the reflection effect at the GaAs/Au interface. In the J-V characteristics, the short-circuit current density and the efficiency of ELA sample were reduced by about 2.13 mA/cm2 and 1.7%, respectively, compared to the corresponding values for the GaAs-ref sample, because photo-generated carriers were trapped by the defect states generated during the ELO process.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 에피텍셜 리프트 오프 (Epitaxial lift-off; ELO) 공정이 적용된 GaAs 태양전지의 특성을광발광 (photoluminescence; PL) 과 전류밀도-전압 (J-V) 측정으로 조사하였다. 성장된 GaAs 태양전지 시료(As-grown)를 Au/polyimide (ELO-layer/Au; ELA) 및 polydimethylsiloxane (PDMS)/glass (ELO-layer/PDMS; ELP) 기판들 위에 전사하였다. 300 K에서 ELA와 ELP시료들은 GaAs 띠 간 전이에너지(1.425 eV) 보다 낮은 에너지에서 As-grown 시료와 비교하여 결함에 의한 PL 신호가 상대적으로강하게 관측되었다. 이 때 결함에 의한 PL 신호들은 다수의 봉우리를 갖는 신호로 관측되었으며, 이는내부 다중 반사(internal multi-reflection; IMR)에 의한 간섭 효과 때문이었다. ELA 시료의 경우에는GaAs/Au 계면에 의한 반사 효과로 인하여 GaAs 띠 간 전이와 결함에 의한 PL 신호의 세기가 As-grown 보다 증가하였다. 1 sun 에서 J-V 측정결과 ELA시료는 GaAs-ref 시료보다 단락전류와 태양전지 효율이각각 2.13 mA/cm2, 1.7% 저하되었다. 이는 광 생성 운반자가 ELO 공정 중에 발생하는 결함에 의해포획되기 때문이다.

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