다결정 실리콘 태양전지 제조를 위한 비정질 실리콘의 알루미늄 유도 결정화 공 정 및 결정특성 연구
Investigation of aluminum-induced crystallization of amorphous silicon and crystal properties of the silicon film for polycrystalline silicon solar cell fabrication
1
조회
0
다운로드
2
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구에서는 다결정 실리콘 태양전지 응용을 위한 다결정 실리콘 씨앗층의 제조와 그의 특성에 관한 연구를수행하였다. 다결정 실리콘 씨앗층은 glass/Al/Al2O3/a-Si 구조를 이용하여 aluminum-induced layer exchange(ALILE) 공정으로 제조하였으며, 자연산화막부터 50 nm까지 다양한 크기로 Al2O3 막두께를 변화시켜 알루미늄 유도 결정화 공정에서 산화막의 두께가 결정화 특성 및 결정결함, 결정크기에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 연구결과, ALILE 공정으로 생성된다결정 실리콘막의 결함은 Al2O3 막의 두께가 증가할수록 함께 증가한 반면, 결정화 정도와 결정입자의 크기는 Al2O3막의두께가 증가할수록 감소하였다. 본 실험에서는 16 nm 두께 이하의 얇은 Al2O3 막의 구조에서 평균 약 10 μm 크기의 subgrain 결정립을 얻었으며, 결정성은 <111> 방향의 우선 배향성 특성을 보였다.
Abstract
Polycrystalline silicon (pc-Si) films are fabricated and characterized for application to pc-Si thin film solar cells as a seed layer. The amorphous silicon films are crystallized by the aluminum-induced layer exchange (ALILE) process with a structure of glass/Al/Al2O3/a-Si using various thicknesses of Al2O3 layers. In order to investigate the effects of the oxide layer on the crystallization of the amorphous silicon films, such as the crystalline film defects and the crystal grain size, the Al2O3 layer thickness are varied from native oxide to 50 nm. As the results, the defects of the poly crystalline films are increased with the increase of Al2O3 layer thickness, whereas the grain size and crystallinity are decreased. In this experiments, obtained the average pc-Si sub-grain size was about 10 μm at relatively thin Al2O3 layer thickness (≤ 16 nm). The preferential orientation of pc-Si sub-grain was <111>.
참고문헌 (8)
- A. Feltrin, "Material considerations for terawatt level deployment of photovoltaics", Renewable Energy, 33, pp.180~ (2008)
- K.R. Catchpole, "A Review of thin-film crystalline silicon for solar cell applications. Part 2: Foreign substrates", Solar Energy Materials & Solar Cells, 68, pp.173~ (2001)
- C. Spinella, "Crystal grain nucleation in amorphous silicon", J. Appl. Phys., 84, pp.5383~ (1998)
- L. Xu, "High-performance thin- silicon-film transistors fabricated by double laser crystallization", J. Appl. Phys., 99, pp.034508-1~ (2006)
- I. Gordon, "8 % efficient thin-film polycrystalline-silicon solar cells based on aluminum-induced crystallization and thermal CVD", Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 15, pp.575~ (2007)
- S. Gall, "Largegrained polycrystalline silicon on glass for thin-film solar cells", Thin Solid Films, 7, pp.511~ (2008)
- L. Carnel, "Efficient solar cells based on fine-grained polysilicon", Thin Solid Films, 516, pp.6839~ (2008)
- G. Ekanayake, "Large-grained poly-silicon thin films by aluminium-induced crystallization of microcrystalline silicon", Jounal of Crystal Growth, 293, pp.351~ (2006)