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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2011.1
- 수록면
- 766 - 773 (8page)
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비정질 실리콘(a-Si)을 증착한 후에 이를 열처리하여 결정질 실리콘을 얻는 방법은 실리콘 박막을 이용한 태양전지 제조 공정에서 일반적으로 이용되는 기술 중의 하나이다. 1.8 ㎛ 두께의 비정질 실리콘 박막을 100 nm 두께의 Si3N4가 코팅된 3.3 mm 두께의 평판 유리 기판 위에 PECVD 공정을 이용하여 증착하였다. 본 실험의 최종 적층구조는 p+(35 nm, 1.2×1020/cm3)/p(1.7 ㎛, 2×1016/cm3)/n+(65 nm, 2×1019/cm3)/Si3N4/glass이고, p-type 및 n-type 반도체 형성을 위한 도핑에는 붕소 및 인을 사용하였는데, 실리콘 박막 증착 중에 동시에 첨가되었다. 비정질 실리콘 박막 증착 후, 결정화를 위한 주 열처리 공정 전에 핵생성을 위하여 급속 열처리 공정을 적용하였다. 이 핵생성 열처리 공정의 온도는 680℃∼740℃ 범위에서 변화시켰고, 열처리 시간은 2분∼32분 범위에서 변화시켰다. 급속 열처리 후에 일반 열처리 공정(box furnace)을 이용하여 600℃에서 18시간 동안 상압에서 열처리하였다. 완전히 결정화된 시편은 도핑 원소들을 활성화시키기 위하여 다시 질소 분위기에서 1,000℃/60 sec/N2의 공정 조건으로 급속 열처리하였다. 그 다음에 희석된 불산(4.9% HF in H2O)을 이용하여 표면에 형성된 유리질 층(PSG)을 제거하고, 미 결합 실리콘 전자 결함을 제거하기 위해서 수소 플라즈마 처리를 650℃에서 30분 동안 처리하여 최종 시편을 제작하였다. 핵생성 열처리 공정을 680℃로 진행한 경우에는 16분까지는 개방전압이 450 mV로 열처리 시간이 증가함에 따른 영향은 거의 없었다. 따라서 이러한 핵생성 열처리 공정을 적용하면 태양전지의 최종 전기적 특성의 열화 현상을 피하면서 공정 시간을 줄일 수 있음을 확인할 수 있었다.
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