한국산학기술학회논문지 Vol. 11, No. 10 pp. 3853-3858, 2010 3853 메디치 프로그램을 이용한 실리콘 솔라셀의 ARC 두께에 따른 전기적 특성 해석 김재규 1 , 김지만 2 , 송한정 1* 1 인제대학교 나노공학부, 2 인제대학교 나노시스템공학과 Analysis of Electrical Characteristics of Silicon Solar cell according to the ARC thickness using Medici Program Jae-Gyu Kim 1 , Ji-Man Kim 2 and Han-Jung Song 1* 1 Department of Nano Eng., Inje University 2 Department of Nano Systems Eng., Center for Nano Manufacturing 요 약 본 논문에서는 메디치 프로그램을 사용하여 반사방지막(ARC : anti reflectance coating) 두께에 따라 실리콘 솔라셀의 전기적 특성분석을 보여준다. ITO 투명전극으로 이루어지는 ARC를 이용한 실리콘 솔라셀의 메쉬구조를 구축하고 ARC 두께에 따른 특성해석 모델링을 실시하였다. ARC 산화층의 두께가 30 nm, 60 nm. 90 nm일 때 입사 광의 파장에 따른 외부 수집 효율성, 투과율, Isc, Voc, I-V 특성 변화 등을 구하였다. 시뮬레이션 결과 60 nm의 반 사방지막 두께에서 최대전력 22 mW/cm 2 , 0.83의 곡선 인자를 보였다. Abstract This paper shows electrical analysis of the silicon solar cell according to the various ARC thickness using Medici program. we built a mesh structure of the solar cell that use ARC consisting of ITO(Indium-Tin-Oxide) transparent electrode, for the Medici modeling. About various oxide layer thickness of the ARC for 30 nm, 60 nm, 90 nm, changes of the I-V curve, Isc, Voc, transmittance and external collection efficiency performed according to wavelength of Incident ray. Simulation results show maximum power 22 mW/cm 2 , fill factor 0.83 in condition of 60 nm ITO thickness. Key Words : ARC, Wavelength, Medici, transmittance, External collection efficiency 본 논문은 IDEC(IC Design Education Center)의 지원으로 이루어졌음. * 교신저자 : 송한정([email protected]) 접수일 10년 06월 07일 수정일 (1차 10년 08월 06일, 2차 10년 08월 17일, 3차 10년 10월 04일) 게재확정일 10년 10월 15일 1. 서론 청정에너지의 대표적인 솔라셀은 제조기술의 발달과 더불어 여러 가지 형태의 고효율 솔라셀 구현이 가능해 지면서, 그 활용가능성이 갈수록 증대하고 있다. 이러한 고효율의 태양전지를 만들기 위해서는 최대한 많은 빛을 흡수 할 수 이것이 중요하다. 빛의 반사를 줄이는 방법으 로 Texturing, Anti reflectance coating, 정교한 pn접합 등 이 있다. Texturing 기술로는 전체 입사된 빛의 약 10%정 도로 반사를 줄일 수 있으며,[1,2] Anti reflectance coating 으로 표변 반사를 줄이기 위해서는 반도체 표면에 투명 하고, 굴절률이 반도체와 공기의 사이 값을 갖는 박막 층 을 적당한 두께로 만들어 주며, 이때 박막 층을 반사방지 막이라고 한다. 특히 유리나 금속판재와 같은 저가의 기 판에 박막재료를 코팅하여 제조하는 박막(셀)형 태양전 지는 대면적 양산화를 통한 저가격화 실현이 가능한 차 세대 태양전지로 업계의 많은 관심을 끌고 있다.[3] 본 논 문에서는 광 투과성 도전박막으로 가시광선에서의 투광 성이 높으며 전기전도도 또한 높은 ITO를 반사 방지막으 로 사용하였다. 그리고 이 박막을 사용하여 전기 에너지
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메디치 프로그램을 이용한 실리콘 솔라셀의 ARC 두께에 따른 전기적 …jkais99.org/journal/v11n10/32/435x/435x.pdf · 광의 파장에 따른 외부 수집 효율성,
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한국산학기술학회논문지
Vol. 11, No. 10 pp. 3853-3858, 2010
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메디치 프로그램을 이용한 실리콘 솔라셀의 ARC 두께에 따른
전기적 특성 해석
김재규1, 김지만2, 송한정1*
1인제대학교 나노공학부,
2인제대학교 나노시스템공학과
Analysis of Electrical Characteristics of Silicon Solar cell according
to the ARC thickness using Medici Program
Jae-Gyu Kim1, Ji-Man Kim2 and Han-Jung Song1*
1Department of Nano Eng., Inje University2Department of Nano Systems Eng., Center for Nano Manufacturing
요 약 본 논문에서는 메디치 프로그램을 사용하여 반사방지막(ARC : anti reflectance coating) 두께에 따라 실리콘
솔라셀의 전기적 특성분석을 보여준다. ITO 투명전극으로 이루어지는 ARC를 이용한 실리콘 솔라셀의 메쉬구조를
구축하고 ARC 두께에 따른 특성해석 모델링을 실시하였다. ARC 산화층의 두께가 30 nm, 60 nm. 90 nm일 때 입사
광의 파장에 따른 외부 수집 효율성, 투과율, Isc, Voc, I-V 특성 변화 등을 구하였다. 시뮬레이션 결과 60 nm의 반
사방지막 두께에서 최대전력 22 mW/cm2, 0.83의 곡선 인자를 보였다.
Abstract This paper shows electrical analysis of the silicon solar cell according to the various ARC thickness
using Medici program. we built a mesh structure of the solar cell that use ARC consisting of
ITO(Indium-Tin-Oxide) transparent electrode, for the Medici modeling. About various oxide layer thickness of
the ARC for 30 nm, 60 nm, 90 nm, changes of the I-V curve, Isc, Voc, transmittance and external collection
efficiency performed according to wavelength of Incident ray.
Simulation results show maximum power 22 mW/cm2, fill factor 0.83 in condition of 60 nm ITO thickness.
Key Words : ARC, Wavelength, Medici, transmittance, External collection efficiency
본 논문은 IDEC(IC Design Education Center)의 지원으로 이루어졌음.*