| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2012년 봄 (05/17 ~ 05/18, 무주덕유산리조트) |
| 권호 | 18권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료(Optical Functional and Display Materials) |
| 제목 | 비정질 실리콘 박막 태양전지에서 PEALD로 증착된 ZnO interlayer로 인한 셀 특성 향상 |
| 초록 | 최근 환경오염 문제와 대체 자원 개발에 대한 관심이 높아지면서 실리콘 박막 태양전지는 청정에너지로서 각광을 받고 있으며 그 효율을 향상시키기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. p-i-n 접합 구조를 기본으로 제작되는 실리콘 박막 태양전지는 여러 층의 박막들이 적층된 구조를 가지고 있다. 일반적으로, 각 단일 박막의 특성을 향상시키거나, 물성이 서로 다른 박막들 간의 접촉 특성을 개선하는 방향들이 주로 연구되고 있다. 그 중에서도 투명전도체(TCO)와 p형 비정질 실리콘(p-a-Si) 사이의 계면은 대체적으로 series resistance와 photogenerated carrier collection에 큰 영향을 주는 요인이다. 본 연구에서는 비정질 실리콘 박막 태양전지에서 SnO2:F(FTO)와 p-a-Si 사이의 계면에 ZnO 박막을 중간층으로 형성하여 셀(cell)의 효율 특성에 미치는 효과를 살펴보았다. ZnO 박막은 plasma enhanced atomic layer deposition(PEALD) 방법을 통해 0~20nm의 두께에 따라 태양전지의 FTO/p-a-Si 계면에 형성시켰다. p-i-n 구조의 실리콘 박막들은 plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD)에서 각각 동일한 조건으로 제작되었다. 실험결과, Reference cell보다 ZnO 박막이 중간층으로 있을 때 cell 효율이 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한 ZnO의 두께에 따른 cell 효율의 변화를 살펴보면 처음 0~2nm까지 효율이 큰 폭으로 증가하다가 2nm 이후 서서히 감소하는 경향을 나타내었다. fill factor(FF)는 거의 변하지 않으면서도, short circuit current (Jsc)가 cell 효율 향상에 주로 기여했고 open circuit voltage(Voc)도 근소하게나마 효율 변화 경향을 따르는 것을 확인했다. ZnO 중간층 두께에 따른 cell 효율 특성의 경향의 원인을 알아보기 위해 ZnO의 두께에 따른 ZnO/FTO/glass 투명전극의 특성을 분석하였다. Total transmittance 측정을 통해 광학적 특성을 분석하였고 Impedance, Quantum Efficiency(QE), UPS(Ultraviolet photoelectron spectroscopy), Hall measurement를 측정하여 전기적 특성에 대해서도 고찰하였다. |
| 저자 | 이영주1, 김동호1, 송명관1, 정용수1, 류승윤1, 권정대1, 권세훈2 |
| 소속 | 1재료(연), 2부산대 |
| 키워드 | ZnO interlayer; fluorine-doped tin oxide(FTO); 계면; short circuit current |
