InP 반도체로 구성된 태양 전지의 제작과 특성에 관한 연구 = (A) study on the properties and fabrication of Inp semiconductor based solar cells
저자
발행사항
서울 : 광운대학교 대학원, 1992
학위논문사항
학위논문(석사)-- 광운대학교 대학원: 전자재료공학과 1993. 2
발행연도
1992
작성언어
한국어
주제어
KDC
569.04 판사항(3)
DDC
621.31244
발행국(도시)
서울
형태사항
36p. ; 26cm.
소장기관
n+-p InP 동종접합 태양전지는 p-InP기판((100), LEC grown Zn doped, p = 2.3×10^(16)cm^(-3))에 Sulfur을 열확산하여 제작하였고, 전기적 특성 및 광학적 특성을 조사하였다.
Sulfur 확산은 온도 550℃, 600℃, 650℃, 700℃에서 4시간 동안 봉입된 석영관(체적 : 1.5ml)에 5mg의 In_(2)S_(3)와 1mg의 붉은 인을 첨가하여 실시하였는데, 이때 붉은 인은 높은 온도에서 InP의 열적 분해를 방지하기 위하여 첨가하였다.
확산층의 농도와 접합 깊이는 Electrochemical C-V 방법으로 측정하였다. 확산층의 뒷면을 제거한 후, P면의 후면전극(back contact)은 Au-Zn(2%)를 진공 증착하였고, Ar 분위기에서 450℃로 5분 동안 소결하였다. 전면전극(front contact)은 Au-Ge(12%)를 진공 증착하여 Ar 분위기에서 500℃로 3분 동안 소결하였으며 태양전지에 반사방지막으로 SiO를 진공 증착하였다.
60 mW/㎠의 광조사하에서 가장 우수한 동종접합 태양전지의 광기전력 특성은 개방회로전압이 0.653V, 단락회로전류밀도 15.27 mA/㎠, 곡선인자 0.6327, 효율 10.51%였다.
제작된 태양전지의 분광감도 특성을 측정한 결과 최적 응답 특성 영역은 6000Å에서 8000Å 영역이었다.
n-CdS/n+-InP/p-InP 이종접합 태양전지는 n+-p InP 동종접합 위에 CdS를 진공증착하여 제작하였다. CdS의 진공증착은 기판 온도 150℃와 200℃에서 수행하였고, CdS 박막의 광투과도와 X-선 회절을 측정하였다.
100 mW/㎠의 광조사하에서 가장 우수한 이종접합 태양전지의 광기전력 특성은 개방회로전압이 0.749V, 단락회로전류밀도 20.67 mA/㎠, 곡선인자 0.6420, 효율 9.95%였다.
n+-p InP homojunction solar cells were fabricated by thermal diffusing Sulfur into p-type InP substrates((100), LEC grown Zn doped, p = 2.3×10^(16)cm^(-3)) and their electrical and optical characteristics were investigated.
The Sulfur diffusion was carried out at 550℃, 600℃, 650℃, 700℃ for 4 hours in a sealed quartz ampoule(volume : 1.5ml) containing 5mg of In_(2)S_(3) and 1mg of red phosphorus. Adding a small lump of red phosphorus(1mg) into the quartz ampoule was to prevent thermal decomposition of InP at an elevated temperature.
Carrier concentration and junction depth in diffused layers were measured with electrochemical C-V method. After the removal of diffused layer on the rear surface of a wafer, the back ohmic contacts to the p-side were made with a vacuum evaporation of Au-Zn(2%) followed by an annealing process at 450℃ for 5 minutes in Ar gas ambient. The front contacts were made with a vacuum evaporation of Au-Ge(12%) followed by annealing process at 500℃ for 3 minutes in Ar gas ambient. The fronts of the cell were covered with vacuum-deposited SiO as an antireflection coating.
The most efficient homojunction cell had the photovoltaic characteristics of 0.653V open circuit voltage, 15.27mA/㎠ short circuit current density, 0.6327 fill factor, and 10.51% efficiency, which were under 60mW/㎠ illumination.
From the spectral response measurements, the remarkable spectral response of the cells was obtained at the regions of 6000Å-8000Å.
n-CdS/n+-InP/p-InP heterojunction solar cells were fabricated using vacuum evaporation of CdS on n+-p InP homojunction. The CdS vacuum evaporation was carried out at substrate temperature between 150℃ and 200℃, and then CdS thin films were measured with optical transmittance and XRD.
The most efficient heterojunction cell had the photovoltaic characteristics of 0.749V open circuit voltage, 20.67mA/㎠ short circuit current density, 0.6420 fill factor and 9.95% efficiency, which were under 100 mW/㎠ illumination.
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