단결정 실리콘에서 산소농도에 따른 산소석출결함 변화와 태양전지 효율에 미치는 영향
Effect of oxygen concentration and oxygen precipitation of the single crystalline wafer on solar cell efficiency
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초록
최근 태양전지의 효율을 증가시키기 위한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 특히 단결정 실리콘 웨이퍼의 경우높은 효율을 낼 수 있는 소재로써 고효율 태양전지연구에 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 단결정으로 Czochralski(Cz)-Si 성장 시 산소농도를 다르게 하여 산소석출결함의 변화와 그에 따른 셀효율과의 관계를 비교하였다. 산소불순물은 Cz법으로 성장시킨 실리콘의 주된 불순물이다. 산소불순물 존재 시 태양전지 공정에서 산소석출결함이 생성되며 발생된 산소석출결함은 셀효율에 악영향을 미치게 된다. 그러므로 고효율 태양전지를 위한 웨이퍼를 생산하기 위한 산소석출결함 밀도와셀효율의 상관성을 연구하였다. 또한 산소농도에 따른 산소석출결함을 분석하여 산소석출결함이 발생되지 않는 잉곳 내 산소농도 범위를 연구하여 14.5 ppma 이하에서 Bulk Micro Defect(BMD)가 발생하지 않음을 확인하였다.
Abstract
Recent studies have shown methods of improving solar cell efficiency. Especially on single crystalline siliconwafer which is high-efficiency solar cell material that has been widely studied. Interstitial oxygen (Oi) is the main impurityin the Czochralski (Cz) growing method, and excess of this can form precipitates during cell fabrication. We havedemonstrated the effect of Oi impurity and oxygen precipitation concentration of the wafer on Cz-silicon solar cell efficiency. The result showed a decrease in cell efficiency as Oi and oxygen precipitation increase. Moreover, we have found that thecritical point of [Oi] to bring higher cell efficiency is at 14.5 ppma in non-existent Bulk Micro Defect (BMD).
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