Fabrication and Characteristics of PIN Type Amorphous Silicon Solar Cell

PIN形 非晶質 硅素 太陽電池의 製作 및 特性

The PIN type a-SiC:H/a-Si:H heterojunction solar cells were fabricated by using the rf glow discharge decomposition of $SiH_4$ mixed with $CH_4,B_2,H_6\;and\;PH_3.$ The efficiency of the solar cell of the $SnO_2/ITO$ was higher than that of ITO transparent oxide layer by 1.5%. The P layer was prepared with the thickness of $100{\AA}$ and $CH_4/SiH_4$ ration of 5. The I layer has been deposited on the P layer and it is not pure intrinsic but near N type. So $SiH_4$ mixed with $B_2H_6$ of 0.3ppm was used to change this N type nature to intrinsic having the thickness of 5000${\AA}$. And consecutively, the N layer was deposited with t ethickness of $400{\AA}$ using $SiH_4/PH_3$ mixtures. The solar cell demonstrated 0.94V of $V_{oc'}$ 14.6mA/cm of $J_{sc}$ and 58.2% of FF, resulting the efficiency of 8.0%. To minimize loss by the reflection of light, $MgF_2$ layer was coated on the lgass and the efficiency was improved by 0.5%. Therefore, the solar cell indicated overall efficiency of 8.5%.

Silane($SiH_4$), methane($CH_4$), diborane(B_2H_6)그리고 phosphine($PH_3$)을 이용하여 rf글로방전분해법으로 PIN형 a-SiC:H/a-Si:H 이종접합 태양전지를 제작하였다. $SnO_2/ITO$층 형성치 태양전지의 효율은 ITO 투명전극만의 경우보다 1.5% 향상되었다. 제작조건은 P층의 경우 $CH_4/SiH_4$의 비를 5로 하고 두께는 $100{\AA}$이었다. I층은 P층위에 증착하였으나 진성이 아니고 N형에 가깝다. 이 I층을 진성으로 바꾸기 위해서 0.3ppm의 $B_2H_6$를 $SiH_4$에 혼합하여 5000${\AA}$증착했다. 또한 N층은 $PH_4/SiH_4$의 비를 $10^{-2}$로 하여 $400{\AA}$ 증착시켰다. 그 결과 입사강도가 15mW/$cm^2$일 때 개방전압 $V_{oc}=O'$단락전류밀도 $J_{sc=14.6mA/cm^2}$, 충진율 FF=58.2%, 그리고 효율 ${eta}=8.0%$를 나타내었다. 빛의 반사에 의한 손실을 감소시키기 위하여 $MgF_2$를 유리기판위에 도포하였다. 이에 의한 효율은 0.5% 향상되어 전체적인 효율은 8.5%였다.