본 연구는 최근의 지상전력 응용을 위한 Metal/a-Si:H(n-i-p)/poly-Si(n-p)/Metal 구조를 가지는 적층형 태양전지를 연구하였다. 이 전지는 두 층의 동종접합이 적층된 전지구조로 구성되었다. 상부는 1.8eV의 큰 에너지 밴드갭을 가지는 n-i-p형 a-Si:H와 하부전지는 1.1eV의 작은 에너지 밴드갭의 다결정 규소 전지의 n-p형 접합이다. 태양전지의 효율 영향요소를 PC-1D 태양전지 모의실험을 통해 조사한후 실제 소자 제작에 적용하였다. 주요 연구 분야는 3가지로 구분되며 첫째는 p-n접합 다결정 규소의 하부 전지, 둘째는 p-i-n접합 수소화 비정질 상부규소, 세 번째로 적층형 전지의 계면층에 대한 영향이다. 하부전지의 효율은 900℃의 전열처리, 표면처리, 0.43㎛의 에미터 두께, 상부 Yb 금속, 7% 정도의 태양전지 그리드 면적으로 향상되었다. 최적화된 전지 공정으로부터 약 16%의 변환효율을 달성하였다. 상부전지는 이온에 의한 박막의 손상이 없고 우수한 p/i-a-Si:H 계면층을 가지는 광-CVD 시스템을 사용하여 성장하였다. 적층형 계면효과는 세가지의 화학적인 표면처리, 열산화에 의한 표면처리, 그리고 Yb 금속의 상태등의 경우를 연구하였다. 열산화막에 의해 표면처리된 전지는 높은 광전류의 생성과 향상된 분광반응도를 보이고 있다.
We investigated multi-stacked solar cells with a structure of metal/a-Si:H(n-i-p)/ poly-Si(n-p)/metal for the terrestrial applications. This cell consists of two component cells: a top n-i-p junction a-Si:H cell with wide-bandgap 1.8eV and a bottom n-p junction poly-Si cell with narrow-bandgap 1.1eV. The efficiency influencing factors of the solar cell were investigated in terms of simulations and experiments. Three main topics of the investigated study were the bottom cell with n-p junction poly-Si, the top a-Si:H cell with n-i-p junction, and the interface layer effects of multi-stacked cell. The efficiency of bottom cell was improved with a pretreatment temperature of 900℃, surface polishing, emitter thickness of 0.43μm, top Yb metal, and grid finger shading of 7% coverage. The process optimized cell showed a conversion efficiency about 16%. Top cell was grown by using a photo-C JD system which gave an ion damage free and good p/i-a-Si:H layer interface. The multi-stacked interface effect was examined with three different surface states; a chemical passivation, thermal oxide passivation, and Yb metal. The oxide passivated cell exhibited the higher photocurrent generation and better spectral response.
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