목차
[표제지 등]=0,1,2
제출문=0,3,1
요약문=i,4,3
Summary=iv,7,3
Contents=vii,10,2
목차=ix,12,2
그림목차=xi,14,4
표목차=xv,18,1
제1장 서론=1,19,3
참고문헌=4,22,1
제2장 태양전지 현황분석=5,23,1
제1절 태양전지 시장현황 및 전망=5,23,6
제2절 실리콘 박막 태양전지 현황 및 전망=11,29,1
1. 서론=11,29,3
2. 구조 및 동작원리=13,31,7
3.물질 및 제조방법=20,38,6
4. 기술개발 및 상용화 현황=26,44,8
5. 적용사례 및 시장현황=34,52,1
6. 과제 및 전망=35,53,2
7. 결론=36,54,2
참고문헌=37,55,2
제3장 실리콘 박막 태양전지용 ZnO:AI 투명전도막 연구=39,57,1
제1절 서론=39,57,2
제2절 이론적 배경=41,59,1
1. ZnO박막의 일반적 특성=41,59,10
2. ZnO:Al 박막의 제조=51,69,4
제3절 실험 및 분석방법=55,73,1
1. ZnO:Al박막의 제조=55,73,2
2. 박막의 분석 및 측정=57,75,6
제4절 ZnO:Al 박막의 특성 분석=63,81,1
1. 증착압력에 따른 As-Deposited ZnO:Al박막의 특성=63,81,8
2. 증착온도 따른 As-Deposited ZnO:Al박막의 특성=71,89,4
3. 표면 Textured ZnO:Al 박막의 특성=75,93,11
참고문헌=86,104,3
제4장 a-Si:H/μc-Si:H 탠덤 구조 실리콘 박막 태양전지 연구=89,107,1
제1절 태양전지 제조 및 분석방법=89,107,6
제2절 태양전지 특성연구=95,113,1
1. 광 포획에 따른 태양전지 특성변화=95,113,8
2. ZnO 중간층에 따른 태양전지 특성변화=103,121,9
제5장 결론=112,130,1
서지정보양식=113,131,2
[그림 1-1] 전 세계 태양전지 생산량 전망=2,20,1
[그림 2-1] 연도별 전 세계 태양전지 생산현황(출처 : PV News 2005년 5월호)=6,24,1
[그림 2-2]주요 태양전지 생산업체의 2006/7년 생산량 증설 계획 (4800MW)=7,25,1
[그림 2-3] 유럽 태양전지 업체별 생산현황 (1999-2004)=8,26,1
[그림 2-4] 향후 2010년까지 전 세계 태양전지 시장현황=10,28,1
[그림 2-5] 태양전지 종류별 최고 변환효율 추이=12,30,1
[그림 2-6] 단일접합 a-Si:H 박막 태양전지 구조 : (a) Pin Superstrate형, (b) Nip Substrate형=14,32,1
[그림 2-7] Pin a-Si:H 박막 태양전지 Band Diagram; (a) Ideal, (b) Realistic, (c) Light-Soaked Solar Cells=14,32,1
[그림 2-8] a-Si:H과 nc-Si:H의 원자구조 및 광 흡수계수 비교=16,34,1
[그림 2-9] Pin Superstrate형 nc-Si:H 태양전지 구조=16,34,1
[그림 2-10] a-Si:H 및 nc-Si:H 박막 태양전지의 AM 1.5 1-V 특성곡선(상) 및 분광 응답특성 비교(하)=17,35,1
[그림 2-11] a-Si:H을 이용한 적층형 태양전지 구조 및 동작특성 비교=19,37,1
[그림 2-12] Pinnc-Si:H 태양전지에서 전면투명전도막 Texturing(상) 및후면 반사전극에 따른 태양전지 양자효율(하) 특성 비교=21,39,1
[그림 2-13] 표면 Texturing 구조를 갖는 SnO₂:F(좌)와 ZnO:Al(우) 투명전도막 표면 사진=21,39,1
[그림 2-14] SiH₄(SiH₄+H₂) 가스 혼합비에 따른 실리콘 박막 결정특성=23,41,1
[그림 2-15] SiH₄(SiH₄+H₂) 혼합비에 따른 nc-Si:H 박막 태양전지 특성변화(좌) 및 nc-Si:H 박막 결정체적분율 변화(우)=23,41,1
[그림 2-16] 실리콘 박막 태양전지 모듈(상) 구조 및 제조 공정도(하)=25,43,1
[그림 2-17] 미국 United Solar a-Si 박막 태양전지 년도별 생산량 및 생산시설 변화=28,46,1
[그림 2-18] 상용화 되고 있는 박막 실리콘 태양전지 모듈 종류=30,48,1
[그림 2-19] 한국에너지기술연구원의 실리콘 박막 태양전지 제조 및 분석 장치 사진 (a) 다 반응실 Cluster-Tool System(5 Chamber), (b) 급속 전극 열 증착기, (c) Dry Etdhing 장치, (d) Laser Scribing, (e) Class-A Solar Simulator, (f) Tandem 태양전지 분광 응답 측정 장치=32,50,1
[그림 2-20] 한국에너지기술연구원에서 개발된 a-Si:H/nc-Si:H Tandem 태양전지 구조 및 단면 SEM 사진(위), nc-Si:H, a-Si:H, a-Si:H/nc-Si:H 태양전지특성(초기효율)=33,51,1
[그림 2-21] 실리콘 박막 태양전지 모듈의 적용 예=34,52,1
[그림 2-22] 1, 2, 3세대 태양전지 효율 및 생산비용(Cost/m²)에 따른 가격(M. Green, UNSW)=35,53,1
[그림 2-23] 향후 2030년까지 태양전지 종류별 시장 점유율 예측 (Source : RWE Schott Solar)=36,54,1
[그림 3-1] ZoO의 온도와 압력의 변화에 따른(fms) Zn/Oxygen의 상태도=42,60,1
[그림 3-2] ZnO의 결정구조=42,60,1
[그림 3-3] ZnO 박막의 광학적 특성=46,64,1
[그림 3-4] Al 도우핑 된 ZnO 박막의 광학적 특성=46,64,1
[그림 3-5] ZnO 박막의 광학적 밴드겝 구조 (a) Unendorsed Stoichlometric Oxide (b)Up To The Degeneration Endowed Material With Burstein-Moss(BM) Shift (c) Reduction Of The Prtical Gap With Additionally Consideration Of Much Particle Effects=49,67,1
[그림 3-6] 스퍼터링의 원리=52,70,1
[그림 3-7] 스퍼터링에 의한 물질의 증착 모델=54,72,1
[그림 3-8] ZnO:Al 박막의 제조 공정도=56,74,1
[그림 3-9] Rf Magnetron 스퍼터링 시스템의 구조=56,74,1
[그림 3-10] 4-Pointprobe법에 의한 면저항 특정=58,76,1
[그림 3-11] Hall 측정을 위한 전기장 및 자기장의 상관 관계=59,77,1
[그림 3-12] Hall 측정 시료에서 전압, 전류, 전기, 자기장의 관계=59,77,1
[그림 3-13]은 다양한 증착압력의 변화에 따른 ZnO:Al 박막의 XRD 회절분석 결과=64,82,1
[그림 3-14] 증착압력에 따라 제조된 ZnO:Al 박막의 Rocking Curve=65,83,1
[그림 3-15] 증착압력에 따른 ZnO:Al 박막의 SEM 단면사진=66,84,1
[그림 3-16] 증착압력에 따른 ZnO:Al 박막의 AFM 사진 및 Rms=67,85,1
[그림 3-17] 증착압력에 따른 ZnO:Al 박막의 비저항, 케리어 농도 및 이동도 변화=68,86,1
[그림 3-18] 증착압력 및 기판온도에 따른 ZnO:Al 박막의 광학적 특성 비교=69,87,1
[그림 3-19] 증착압력에 따른 ZoO:Al 박막의 투과특성=70,88,1
[그림 3-20] 증착온도에 따른 ZnO:Al 박막의 X-선 회절특성=72,90,1
[그림 3-21] 증착온도에 따른 ZnO:Al 박막의 SEM 단면사진=73,91,1
[그림 3-22] 증착온도에 따른 ZnO:Al 박막의 비저항, 케리어 농도 및 이동도 변화=74,92,1
[그림 3-23] 증착온도에 따른 ZnO:Al 박막의 광학적 투과특성=74,92,1
[그림 3-24] 서로 다른 압력에서 증착된 ZnO:Al 박막의 1% HCL에서 식각율 변화=76,94,1
[그림 3-25] 서로 다른 압력에서 증착된 ZnO:Al 박막의 1% HCl 45초 식각 후 면저항 변화=76,94,1
[그림 3-26] 증착압력에 따른 Textured ZnO:AI 박막의 평균 투과율 및 안개율 변화=77,95,1
[그림 3-27] 증착압력에 따른 Textured ZnO:Al 박막의 Total 및 Diffused 투과도 변화=78,96,1
[그림 3-28] 증착압력에 따른 Textured ZnO:Al 박막의 파장에 따른 안개율 변화=78,96,1
[그림 3-29] 서로 다른 압력에서 증착된 ZnO:Al 박막의 1% HCl 45초 식각후 표면 형상 변화=79,97,1
[그림 3-30] 서로 다른 압력에서 증착된 ZnO:Al 박막의 1% HCI 45초 식각후 단면 형상 변화=80,98,1
[그림 3-31] 기판온도에 따른 ZnO:Al 박막의 1% HCI에서 식각률 변화=81,99,1
[그림 3-32] 서로 다른 기판온도에서 증착된 ZnO:Al 박막의 1% HCI 45초 식각 후 면저항 변화=81,99,1
[그림 3-33] 기판온도에 따른 Textured ZnO:Al 박막의 평균 투과율 및 안개율 변화=82,100,1
[그림 3-34] 기판온도에 따른 Textured ZnO:Al 박막의 총 투과도 변화=83,101,1
[그림 3-35] 기판온도에 따른 Textured ZnO:Al 박막의 안개율 변화=83,101,1
[그림 3-36] 서로 다른 온도에서 증착된 ZnO:Al 박막의 1% HCl 45초 식각후 표면 형상 변화=84,102,1
[그림 3-37] 서로 다른 온도에서 증착된 ZnO:Al 박막의 1% HCl 45초 식각후 단면 형상 변화=85,103,1
[그림 4-1] 본 사업을 통해 개발된 실리콘 박막 태양전지 구조: a-SiH Top-Cell, μc-Si:H Bottom-Cell(상), a-Si:H/μc-Si:H Tandem Cell (하)=90,108,1
[그림 4-2] a-Si:H/μc-Si:H 탠덤구조 박막 태양전지의 1-V 측정을 위한 Class-A Solar Simulator 사진 (상) 및 출력 스펙트럼 비교=92,110,1
[그림 4-3] a-Si:H/μc-Si:H 탠덤구조 박막 태양전지의 상, 하부전지 양자효율 측정을 위한 Optical Biasing (상) 및 광학 필터의 투과특성=93,111,1
[그림 4-4] Class-A Solar Simulator와 양자효율 측정장치를 이용한 태양전지 특성 분석; a-Si:H/μc-Si:H 탠덤 태양전지의 I-V 특성곡선 (상) 및 상, 하부전지의 외부양자효율=94,112,1
[그림 4-5] 서로 다른 Textured ZnO:Al 투명전도막에 제조된 Pin μ-Si:H 박막 태양전지의 양자효율 변화=96,114,1
[그림 4-6] 0.5, 1.0, 2.0mTorr Textured ZnO:Al에 제조된 Pin μc-Si:H 박막 태양전지 SEM 단면 사진=97,115,1
[그림 4-7] ImTorr와 2mTorr ZnO:Al에 각각 제작된 Pin μc-Si:H 박막 태양전지의TEM 단면 사진=98,116,1
[그림 4-8] 서로 다른 Textured ZnO:Al 투명전도막에 제조된 Pin a-Si:H/μc-Si:H 적층형 박막 태양전지의 양자효율 변화=99,117,1
[그림 4-9] 서로 다른 Textured ZnO:Al 투명전도막에 제조된 Pin a-Si:H/μc-Si:H 적층형 박막 태양전지의 SEM 단면 사진=100,118,1
[그림 4-10] 2mTorr Textured ZnO:Al 투명전도막을 이용한 Pin a-Si:H/μc-Si:H 적층형 (상) 및 μc-Si:H 단일접합(하) 태양전지의 양자효율 측정시 외부 전압바이어스 의존성=101,119,1
[그림 4-11] 2mTorr Textured ZnO:Al 투명전도막을 이용한 Pin a-Si:H/μc-Si:H 적층형 (상) 및 μc-Si:H 단일접합(하) 태양전저의 SEM 단면 사진=102,120,1
[그림 4-12] a-Si:H/μc-Si:H 태양전지에서 ZnO 중간층의 역할=104,122,1
[그림 4-13] a-Si:H/μc-Si:H 태양전지 TEM 단면사진=105,123,1
[그림 4-14] ZnO 중간층 두께에 따른 a-Si:H/μc-Si:H 태양전지의 I-V 특성곡선 비교=106,124,1
[그림 4-15] 본 연구에서 개발된 Pin μc-Si:H 태양전지의 미국 NREL I-V 측정결과=107,125,1
[그림 4-16] Pin Pc-Si:H 태양전지의 양자효율 측정결과=108,126,1
[그림 4-17] 본 연구에서 개발된 Pin a-Si:H/μc-Si:H 적층형 태양전지의 I-V 측정결과=109,127,1
[그림 4-18] Pin a-Si:H/μc-Si:H 적층형 태양전지에서 상부전지의 양자효율 측정결과=110,128,1
[그림 4-19] Pin a-Si:H/μc-Si:H 적층형 태양전지에서 하부전지의 양자효율 측정결과=111,129,1
(표 2-1) 2004년도 태양전지 재료별, 국가별 시장점유율 (MW)=6,24,1
(표 2-2) 세계 10대 태양전지 생산업체의 년도별 시장점유율 변화[MW(순위)]=7,25,1
(표 2-3) 일본 태양전지 업체별 생산현황 (1997 - 2004)=8,26,1
(표 2-4) 미국 태양전지 업체별 생산현황 (1998-2004)=9,27,1
(표 2-5) 기타 국가 태양전지 업체별 생산현황 (2000-2004)=9,27,1
(표 2-6 ) 실리콘 박막 태양전지 및 모듈 연구현황=27,45,1
(표 2-7) 박막 태양전지 생산업체별 생산량 및 최대 생산용량 (* 2002년 사업 중단)=28,46,1
(표 2-8) 최고 효율을 갖는 박막 태양전지 모듈(Standard Conditions, Aperture Area)=29,47,1
(표 2-9) 박막 태양전지 모듈 상용화 현황=29,47,1
(표 3-1) ZnO의 물리적 특성=43,61,1
(표 3-2) ZnO:Al 박막의 증착 조건=56,74,1
(표 3-3) ZnO:Al 박막의 증착조건=63,81,1
(표 3-4) 중착압력에 따른 ZnO:Al 박막의 결정특성=65,83,1
(표 3-5) 증착온도에 따른 ZnO:Al 박막의 증착조건=71,89,1
(표 4-1) a-Si:H/μc-Si:H Tandem 태양전지 제조 조건=89,107,1