결정질 실리콘 태양전지를 위한 PA-ALD Al2O3 막의 패시베이션 효과 향상 연구 (Improvement on the Passivation Effect of Al2O3 Layer Deposited by PA-ALD in Crystalline Silicon Solar Cells)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 26권 / 10호 / 754 ~ 759페이지
· 저자명 : 송세영, 강민구, 송희은, 장효식

초록

Atomic layer deposition (ALD)에 의해 증착된 알루미늄 산화막 (Al2O3)은 고효율 결정질 실리콘 태양전지를 위한 우수한 패시베이션 효과를 보인다. Al2O3은 고정 음전하를 가지고 있기 때문에 p-형 태양전지 후면에서 field effect passivation에 의한 효과적인 표면 패시베이션을 형성한다. 하지만 ALD에 의한 Al2O3 증착은 긴 공정시간이 필요하다. 이는 기존의 태양전지 산업에 적합하지 않다.
본 논문에서는 공정 시간의 단축을 위해 plasma-assisted atomic layer deposition (PA-ALD) 기술을 사용함으로서 Al2O3을 증착했다. c-Si(100) 기판 위에 증착된 Al2O3의 계면에서 형성된 매우 얇은 SiO2막을 FTIR과 TEM 을 이용하여 확인했다. Al2O3 층의 특성을 최적화하기 위해 증착 온도를 150∼250℃의 범위에서 가변하고, 열처리 온도와 시간을 변화하였다. 결과적으로, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 250℃의 공정온도에서 증착한 Al2O3은 400℃에서 10분 동안의 열처리 온도와 시간에서 1.6 ms의 최고의 유효 반송자 수명을 보였다. 또한 p형 기반의 실리콘 위에 증착된 Al2O3막을 소성과정을 통해 나노미터 크기의 blistering을 확인하였다.

영어초록

Aluminum oxide(Al2O3) film deposited by atomic layer deposition (ALD) is known to supply excellent surface passivation properties on crystalline Si surfaces. Since Al2O3 has fixed negative charge, it forms effective surface passivation by field effect passivation on the rear side in p-type silicon solar cell.
However, Al2O3 layer formed by ALD process needs very long process time, which is not applicable in mass production of silicon solar cells. In this paper, plasma-assisted ALD(PA-ALD) was applied to form Al2O3 to reduce the process time. Al2O3 synthesized by ALD on c-Si (100) wafers contains a very thin interfacial SiO2 layer, which was confirmed by FTIR and TEM. To improve passivation quality of Al2O3layer, the deposition temperature was changed in range of 150∼350℃, then the annealing temperature and time were varied. As a result, the silicon wafer with aluminum oxide film formed in 250℃, 400℃ and 10min for the deposition temperature, the annealing temperature and time, respectively, showed the best lifetime of 1.6ms. We also observed blistering with nanometer size during firing of Al2O3 deposited on p-type silicon.

참고자료

· 없음