광유도도금을 이용한 스크린 프린팅 결정질 실리콘 태양전지의 효율 향상 (Efficiency Improvement in Screen-printed Crystalline Silicon Solar Cell with Light Induced Plating)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 26권 / 3호 / 246 ~ 251페이지
· 저자명 : 정명상, 강민구, 장효식, 송희은

초록

결정질 실리콘 태양전지에서 스크린 프린팅 인쇄 방법에 의한 전극 형성은 널리 사용되고 있다. 그러나 이런 전극 형성 방식은 높은 저항과 낮은 aspect ratio를 나타내고, 이는 태양전지의 효율 저하를 야기시킨다. 최근 도금 방식은 저항을 낮추고 효율을 향상시키기 위해서 스크린 프린팅된 태양전지에 추가 적용되고 있다. 본 논문에서 우리는 스크린 프린팅된 실리콘 태양전지에 대한 도금의 영향을 연구하였으며 그들의 전기적 특성을 분석하였다. 모든 웨이퍼는 표면 조직화, 도핑, 반사방지막 코팅을 거쳤으며, 전극 형성은 스크린 프린팅 법에 의해 형성된 후 동시 소결되었다. 외부에서 조사되는 빛의 유무와 시간에 따른 영향을 알아보기 위해서 다른 조건에서 도금 연구가 진행되었다. 도금 동안에 은 이온은 빠른 소성 과정에서 생긴 다공성 구조를 채우는 역할을 한다. 반면 램프를 켜고 도금을 진행 시, 도금 속도가 빨라지게 되고 이는 전극 폭을 넓혀 단락 전류의 감소를 일으킨다. 최적화된 도금 실험 조건에서 태양전지의 변환효율은 0.4% 만큼 증가하였으며, 이는 대부분 직렬저항의 감소에 의한 것으로 여겨진다.

영어초록

Screen printing is commonly used to form the front/back electrodes in silicon solar cell. But it has caused high resistance and low aspect ratio, resulting in decreased conversion efficiency in solar cell. Recently the plating method has been combined with screen-printed c-Si solar cell to reduce the resistance and improve the aspect ratio. In this paper, we investigated the effect of light induced silver plating with screen-printed c-Si solar cells and compared their electrical properties. All wafers were textured, doped, and coated with anti-reflection layer. The metallization process was carried out with screen-printing, followed by co-fired. Then we performed light induced Ag plating by changing the plating time in the range of 20 sec～5min with/without external light. For comparison, we measured the light I-V characteristics and electrode width by optical microscope. During plating, silver ions fill the porous structure established in rapid silver particle sintering during co-firing step, which results in resistance decrease and efficiency improvement. The plating rate was increased in presence of light lamp, resulting in widening the electrode with and reducing the short-circuit current by shadowing loss. With the optimized plating condition, the conversion efficiency of solar cells was increased by 0.4% due to decreased series resistance. Finally we obtained the short-circuit current of 8.66 A,open-circuit voltage of 0.632 V, fill factor of 78.2%, and efficiency of 17.8% on a silicon solar cell.

참고자료

· 없음