결정질 실리콘 태양전지 스크린프린팅 Ag 전극 형성에 미치는 실리콘 기판의 결정방위의 영향

국문 초록 (Abstract)

실리콘 태양전지의 Ag 전극은 firing 동안 형성된다. 인쇄된 Ag paste는 승온 과정 중에 ARC층을 etching하게 되고, 실리콘 기판과도 동일하게 산화-환원 반응을 통하여 실리콘 기판을 etching한다. 위와 같은 반응 후 냉각 과정 중에 etching된 실리콘 기판에 Ag가 석출되면서 전극이 형성된다. 이러한 firing 공정 동안의 실리콘 기판의 etching 속도는 실리콘 기판의 결정방위에 크게 영향을 받는다. 그러므로 실리콘 기판의 결정방위에 따라서 실리콘 기판에 형성된 Ag crystallite의 형상은 달라질 것이다. 또한, 실리콘 태양전지의 광학적 손실을 줄이는 방법 중 texturing 공정은 (100) 실리콘 기판을 주로 사용한다. 하지만 광 포획 구조를 가지도록 texturing 되어 있는 실리콘 기판에 전면전극 형성 시 Ag crystallite는 실리콘 기판의 (111)면과 반응하여 Ag crystallite가 (111)면에 형성 된다. 따라서 Ag crystallite가 형성되는 (111)면 에서의 Ag crystallite 형성에 관한 반응을 알아보아야 한다. 따라서 본 연구에서는 실리콘 태양전지 전면전극 형성에 있어서 결정방위가 다른 (100)과 (111) 실리콘 기판의 결정방위에 따른 차이를 비교하는 연구를 진행하였다. (100)과 (111) 실리콘 기판에 형성된 Ag crystallite는 inverted pyramid와 truncated tetrahedron 형상으로 형성되며, 이는 실리콘의 (100)과 (111)면의 etching rate차이로 위와 같은 형상으로 형성된다. 또한 Ag 전극을 다양한 firing 온도에서 형성한 후 측정한 전기적 특성인 접촉저항은 firing 온도가 증가할수록 감소하며, (111) 실리콘 기판에 Ag 전극을 형성하였을 경우 (100) 실리콘 기판에 형성하였을 경우보다 더 낮은 값을 가지게 된다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론
• II. 본론
• 1. 이론적 배경
• 1.1. 실리콘 기판
• 1.2. 스크린 인쇄기술
• 1.3. 실리콘 태양전지의 전극 형성과정
• 1.4. Transfer length method(TLM)을 이용한 접촉저항 측정
• 2. 실험방법
• 3. 실험결과
• 3.1. (100)과 (111) 실리콘 기판에 형성된 Ag 전극의 형상
• 3.2. (100)과 (111) 실리콘 기판의 결정방위에 따른 접촉저항
• III. 결론
• IV. 참고문헌