n+np+ 구조의 N타입 결정질 실리콘 태양전지에서의 알루미늄 전극 형성 거동 분석

Abstract

국 문 요 지

현재까지 양산 중인 대다수의 결정질 실리콘 태양전지 경우 p-type웨이퍼를 기반으로 제작되었으나 Boron-Oxygen defect에 의한 광열화 현상으로 인해 사용 초기에 효율 저하가 발생하는 문제가 있다. 또한 기존의 p-type결정질 실리콘 태양전지 시장 과포화 및 고효율 태양전지에 대한 수요가 증가함에 따라 최근 p-type과 비교하여 우수한 전기적 특성을 나타내는 n-type 결정질 실리콘 태양전지에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 결정질 실리콘 태양전지의 경우 제조원가 절감을 통한 가격 경쟁력 확보를 위해 최근 박형 웨이퍼 절단 기술 및 이를 활용한 박형 결정질 실리콘 태양전지에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 박형 웨이퍼를 이용한 결정질 실리콘 태양전지 제조 시 가격경쟁력을 갖출 수 있으나 웨이퍼가 얇아질수록 전극 형성을 위한 열처리 과정에서 후면의 알루미늄 페이스트와 실리콘 웨이퍼의 열팽창계수 차이로 인한 웨이퍼 휨 현상(Bowing)이 증가하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 웨이퍼 절단 기술 발전에 발맞춰 후면전극 형성을 위한 알루미늄 페이스트 도포량 또한 최적화 되어야 할 것이다. 본 연구에서는 Alu cell 구조의 n-type 박형 결정질 실리콘 태양전지의 실제 적용을 위한 선행 연구로써 120, 130, 140 ㎛ 두께의 웨이퍼를 대상으로 스크린 프린터를 이용하여 알루미늄 페이스트 양을 4.11, 4.72, 5.34 mg/cm2으로 가변하였고 소성 공정을 통하여 알루미늄 전극을 형성하였다. 이후 후면전극 형성 과정에서 발생하는 웨이퍼 휨과 미량의 알루미늄이 실리콘에 도핑되어 형성된Al doped p+ layer의 형성 거동을 분석함으로써 n-type 박형 결정질 실리콘 태양전지 제조 시 알루미늄 후면전극 형성을 위한 최적의 열처리 온도 및 알루미늄 페이스트 도포량 조건을 제시하고자 한다.