선택적 에미터 도핑 공정용 플라즈마 제트의 특성 연구 :Research for Characteristics of Plasma Jet for Selective Emitter Doping Process

진세환

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자료유형: 학위논문

저자정보: 진세환 (광운대학교, 광운대학교 대학원)

지도교수: 조광섭

발행연도: 2015

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

선택적 에미터 도핑 공정용 플라즈마 제트의 특성 연구

진세환 2015.01 학위논문

2014

플라즈마 제트를 이용한 선택적 에미터 도핑 공정 장치 개발

진세환 , 김윤중 , 한국희 외 3명 한국진공학회 학술발표회초록집 2014.02 학술대회자료

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일반적으로 태양전지 도핑 공정은 실리콘 기판에 3족과 5족의 불순물 원자를 주입하여 p-n접합을 형성한다. 태양전지의 전면전극과 웨이퍼의 접촉저항은 태양전지의 효율을 저하시키는 원인이 된다. 고농도 도핑은 접촉저항 감소의 장점이 있으나 표면 재결합의 증가하는 단점이 있다. 반면 저농도 도핑은 표면 재결합의 감소하지만 표면 접촉 저항이 증가하는 단점이 있다. 선택적 에미터 도핑은 태양전지 대부분의 영역은 저농도 도핑이지만 전면전극 하부를 국부적으로 고농도 도핑을 함으로써 전극과 웨이퍼의 접촉저항을 감소시켜 태양전지의 효율상승을 유도한다. 이러한 선택적 에미터 도핑은 주로 고가의 레이저 장비가 요구 되어 생산단가가 높다. 태양전지 시장에서 생산단가는 매우 중요한 변수로 작용한다. 따라서 고가의 레이저 장비를 플라즈마 제트 장치로 대체함으로써 생산단가를 낮추고자 한다. 본 연구에서는 플라즈마 제트 도핑 장비 개발을 위한 기초 특성을 조사한다. 도펀트가 도포된 p형 웨이퍼에 플라즈마 제트를 조사하면 플라즈마 전류 흐름에 의한 저항 열이 발생한다. 발생된 열에 의해 도펀트가 웨이퍼에 확산되어 도핑 되었음을 확인하였다. 도핑 깊이와 농도는 이차 이온 분석법(Secondary Ion Mass Spectrometry)에 의해 분석되었다.

#Plasma Jet #Solar Cell. Doping #Atmospheric Pressure #Vaccum #플라즈마 제트 #태양전지 #도핑 #대기압 #진공

제 1장 서론 1
제 2장 플라즈마 (Plasma) 3
2.1 플라즈마의 정의 3
2.2 플라즈마의 특성 4
2.2.1 플라즈마 전자 및 이온 온도 5
2.2.2 플라즈마 밀도 5
2.2.3 디바이 쉴딩 (Debye Shielding) 6
2.2.4 플라즈마 쉬스 (Plasma Sheath) 7
2.3 대기압 플라즈마 8
2.3.1 코로나 방전 (Corona Discharge) 9
2.3.2 글로우 방전 (Glow discharge) 11
2.3.3 유전체 장벽 방전 (Dielectric barrier discharge) 13
2.3.4 아크 방전 (Arc discharge) 15
제 3장 태양전지 (Solar Cell) 17
3.1 태양전지의 기본 동작 원리 17
3.1.1 p-n 접합 18
3.1.2 단락전류 (Short Circuit Current, ISC) 20
3.1.3 개방전압 (Open Circuit Potential, VOC) 20
3.1.4 곡선인자 (Fill Factor, FF) 21
3.1.5 변환효율 (Efficiency, η) 22
3.1.6 수집확률 (Quantum Efficiency) 22
3.1.7 양자효율 (Quantum Efficiency) 23
3.2 에미터 형성 25
3.2.1 열확산 공정에 의한 불순물 확산 방법 26
3.2.2 이온 주입 26
3.3 선택적 에미터 (Selective Emitter) 27
제 4장 플라즈마 제트 도핑 (Plasma Jet Doping) 29
4.1 원통형 바늘 전극 플라즈마 제트 29
4.2 대기압 플라즈마 제트 30
4.2.1 보호 캐패시터 값에 대한 플라즈마 제트 장치의 전류-전압 특성 31
4.2.2 대전류 영역의 대기압 플라즈마 제트의 전류-전압 특성 33
4.2.3 대전류 영역에서의 대기압 Ar-플라즈마 제트 조사 직경 35
4.2.4 저전류 영역의 대기압 플라즈마 제트의 전류-전압 특성 36
4.2.5 저전류 영역에서의 대기압 Ar-플라즈마 제트 조사 직경 41
4.3 전자현미경을 이용한 조사면 촬영 43
4.3.1 전류량에 대한 전자현미경을 이용한 조사면 촬영 43
4.3.2 간격 d에 대한 전자현미경을 이용한 조사면 촬영 44
4.4 도핑 분포 45
4.4.1 플라즈마 제트 장치를 이용한 p-n 접합 도핑 분포 46
4.4.2 플라즈마 제트 장치를 이용한 선택적 에미터 도핑 분포 48
제 5장 결론 49
참고문헌 51
저자 발표 실적 53

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