| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2011년 봄 (05/26 ~ 05/27, 제주 휘닉스 아일랜드) |
| 권호 | 17권 1호 |
| 발표분야 | C. Energy and the Environment Technology(에너지 및 환경재료) |
| 제목 | 스퍼터링 방법을 통해 증착된 비정질 실리콘 박막의 전자빔 결정화에 대한 연구 |
| 초록 | 최근에 많은 사람들이 저가 고효율 태양전지 개발을 위해 다결정 실리콘 박막 태양전지에 대해 연구하고 있다. 다결정 실리콘 박막 태양전지는 실리콘 기판을 사용하지 않고 유리, 세라믹 등 저가의 기판위에 태양전지를 제작하는 방법으로 실리콘 벌크 태양전지 시장을 대체할 차세대 태양전지로 고려되고 있다. 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 먼저 유리기판위에 PECVD, 스퍼터링, Evaporation 방법을 통해 비정질 실리콘을 증착하며 이를 직·간접적인 방법을 통해 에너지를 가하여 결정화 시킨다. 현재 다결정 실리콘 박막의 결정화 방법으로는 레이져 결정화, SPC (Solid Phase Crystallization) 및 MIC (Metal Induced Crystallization) 방법 등이 이용되고 있다. 저가 고효율 태양전지 적용을 위한 다결정 실리콘 박막의 제조를 위해서 결정의 크기는 10마이크론 이상이 되어야 하며, 저온에서의 공정이 필요하다. 하지만 SPC나 MIC 법은 400~600도 사이에서 공정이 이루어져 저가기판의 적용에 어려움이 있으며, 레이져 결정화 방법은 기판의 불순물이 녹여진 실리콘 박막에 공급될 가능성이 있다. 따라서 본 연구를 통해 전자빔처리를 통한 실리콘 박막의 결정화라는 새로운 방법을 제시하고자 한다. 이 방법은 기존의 필라멘트에 의한 열전자 생성방법이 아닌 아르곤 플라즈마를 통해 발생된 전자를 그리드 랜즈를 통해 세기와 크기를 조절하여 전자빔을 조사하는 방법으로 기판에 피해를 주지 않는 저온공정이다. 본 실험을 위해 비정질 실리콘 박막을 깨끗하게 클리닝된 유리기판위에 DC-sputter를 이용하여 증착하며 Si:B(4" dia × 0.124", 0.005~0.02ohm·cm)타겟을 사용하여, 파워와 공정압력 그리고 기판의 온도를 조절하여 박막을 제조한다. 만들어진 P타입 비정질 실리콘 박막을 전자빔에 노출시켜 결정화 시킨다. 전자빔의 크기는 6ϕ이며, 세기는 1~5KeV사이에서 시간에 따른 결정화 정도를 Ellipsometer, Hall effect measurement, Raman photoluminescence, SEM 와 TEM 장비를 이용하여 광학적, 전기적, 구조적 특성을 측정하였다. |
| 저자 | 나현식1, 이동욱1, 남대천1, 최연조1, 정채환2 |
| 소속 | 1(주)이플러스텍, 2한국생산기술(연) |
| 키워드 | 결정화; 비정질실리콘박막; 전자빔처리; 태양전지; 스퍼터링 |
