InAs/GaAs 양자점 태양전지에서 전하트랩의 영향 (Influence of Carrier Trap in InAs/GaAs Quantum-Dot Solar Cells)

서지정보

· 발행기관 : 한국진공학회
· 수록지 정보 : Applied Science and Convergence Technology / 22권 / 1호 / 37 ~ 44페이지
· 저자명 : 한임식, 노삼규, 김종수, 박동우, 김진수

초록

본 연구에서는 양자점(quantum dot, QD)에서의 전하트랩이 태양전지의 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, GaAs 모체태양전지(MSC)의 활성층에 InAs/GaAs QD을 삽입한 p+-QD-n/n+ 태양전지(QSC)를 제작하여 그 특성을 비교 조사하였다.
Stranski-Krastanow (SK)와 준단층(quasi-monolayer, QML)의 2종류 QD를 도입하였으며, 표준 태양광(AM1.5)에서 얻은전류-전압 곡선으로부터 태양전지의 특성인자(개방전압(VOC), 단락전류(ISC), 충만도(FF), 변환효율(CE))를 결정하였다.
SK-QSC의 FF값은 80.0%로 MSC의 값(80.3%)과 비슷한 반면, VOC와 JSC는 각각 0.03 V와 2.6 mA/cm2만큼 감소하였다. VOC 및 JSC 감소 결과로 CE는 2.6% 저하되었는데, QD에 의한 전하트랩이 주요 원인으로 지적되었다. 전하트랩을 완화시키기 위한구조로서 QML-QD 기반 태양전지를 본 연구에서 처음 시도하였으나, 예측과는 달리 부정적 결과를 보였다.

영어초록

In order to investigate an influence of carrier trap by quantum dots (QDs) on the solar parameters, in this study, the p+-QD-n/n+ solar cells with InAs/GaAs QD active layers are fabricated, and their characteristics are investigated and compared with those of a GaAs matrix solar cell (MSC). Two different types of QD structures, the Stranski-Krastanow (SK)QD and the quasi-monolayer (QML) QD, have been introduced for the QD solar cells, and the parameters (open-circuit voltage (VOC), short-cirucuit current (ISC), fill factor (FF),conversion efficiency (CE)) are determined from the current-voltage characteristic curves under a standard solar illumination (AM1.5). In SK-QSC, while FF of 80.0% is similar to that of MSC (80.3%), VOC and JSC are reduced by 0.03 V and 2.6 mA/cm2, respectively.
CE is lowered by 2.6% as results of reduced VOC and JSC, which is due to a carrier trap into QDs. Though another alternative structure of QML-QD to be expected to relieve the carrier trap have been firstly tried for QSC in this study, it shows negative results contrary to our expectations.

참고자료

· 없음