Cu(In,Ga)Se2 박막태양전지에 처리한 KF-PDT의 두께와 기판특성에 따른 효과 :Effect of KF-PDT and substrate on Cu(In, Ga)Se2 thin film solar cell

배진아

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자료유형: 학위논문

저자정보: 배진아 (영남대학교, 영남대학교 대학원)

지도교수: 전찬욱

발행연도: 2018

저작권: 영남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (5)

2018

다양한 두께의 KF로 후증착열처리된 Cu(In,Ga)Se2 광흡수층의 태양전지 성능 변화

배진아 , 송유진 , 전찬욱 Current Photovoltaic Research 2018.06 학술저널

Cu(In,Ga)Se2 박막태양전지에 처리한 KF-PDT의 두께와 기판특성에 따른 효과

배진아 화학공학과 2018.01 학위논문

2017

미시적 불균일 영역이 Cu(In,Ga)Se₂박막태양전지의 성능에 미치는 영향

배진아 , 양소현 , 송유진 외 1명 한국신·재생에너지학회 학술대회 초록집 2017.09 학술대회자료

2016

KF 후처리 두께가 열증발법으로 제작된 Cu(In,Ga)Se₂박막 태양전지의 특성에 미치는 영향

배진아 , 전찬욱 한국신·재생에너지학회 학술대회 초록집 2016.05 학술대회자료

동시증발법으로 제작된 CIGS 박막 태양전지에서 KF 후열처리 두께의 최적화

배진아 , 전찬욱 한국에너지기후변화학회 학술대회 2016.05 학술대회자료

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Cu(In,Ga)Se2 태양전지는 높은 안정성과 변환효율에 비해 저비용으로 제작할 수 있는 가능성을 보여 수많은 연구결과를 만들어냈다. 아울러, 기판과 형태에 대한 제약이 매우 낮은 편이어서 다양한 기능과 용도로 제작될 수 있다. 태양전지 시장이 점점 커짐에 따라 연구 분야도 다양한 방향으로 성장을 이루고 있다. CIGS 태양전지 개발의 초기 단계에서는 여러 종류의 기판이 사용되었다. 그 중 유독 SLG에서 높은 효율이 얻어졌다. 많은 연구 끝에 이 원인이 SLG 안에 포함된 Na의 영향임이 판명되었다. Sodium은 캐리어 농도 증대, 개방전압 증대, CIGS/CdS 계면 결함 완화 등의 긍정적인 영향을 보인다. Na의 효과는 대부분 K 등 다른 알칼리 원소에도 발견된다. 하지만 태양전지 제작 공정에서 기판에서 Na가 불균일하게 확산되거나, 유리 제조 공정에서의 Na 분포 불균일은 소자 성능을 불균일하게 할 수 있다. 따라서 이와 같은 불균일성을 방지하기 위해 알칼리원소를 직접 공급하는 방법이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 알칼리 원소가 포함된 기판(Soda Lime Glass, 이하 SLG), 극소량 포함된 기판(Low Alkali Glass, 이하 LAG) 두 종류의 기판에 증착된 CIGS 흡수층에 불화 칼륨을 다른 조건을 고정하고 다양한 두께로 공급하였다.

1. 서 론 1
1.1 태양에너지 1
1.2 박막태양전지 2
1.3 CIGS와 실리콘 6
1.4 CIGS의 성질 8
1.4.1 두께 방향으로 Ga 함량이 조절된 CIGS 9
1.4.2 CIGS 내 알칼리 원소의 중요성 12
2. 태양전지의 원리 및 평가 13
2.1 반도체 14
2.2 p-n 접합 16
2.1.1 바이어스 p-n 접합 18
2.1.2 계단 p-n 접합 18
2.3 헤테로 접합 20
2.4 태양전지의 원리 25
2.4.1 광전류 생성과 스펙트럼 응답 26
2.4.2 전류-전압(I-V) 특성 27
2.4.3 태양전지의 등가 회로 30
3. CIGS 박막태양전지의 구성 33
3.1 소자 구성 33
3.2 기판 및 후면 전극 35
3.3 Cu (In, Ga) Se2 흡수층 36
3.4 CdS 버퍼층 39
3.5 투명전극 및 전면전극 40
4. KF 후열처리 조건과 기판의 영향 42
4.1 실험 배경 42
4.2 실험 방법 44
4.3 실험 결과 46
4.3.1 Current-Voltage (IV) 46
4.3.2 Capacitance-Voltage (CV) 50
4.3.3 Quantum Efficiency (QE) 52
4.3.4 X-Ray Diffraction (XRD) 55
4.3.5 Capacitance Frequency Temperature (CFT) 57
4.3.6 표면분석 (SEM) 61
4.3.7 불균일 분석 (MIV) 67
4.4 결론 71
5. 결론 72
참고문헌 74
Abstract 80

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