| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2016년 가을 (11/16 ~ 11/18, 경주 현대호텔) |
| 권호 | 22권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 | 플라즈마 증착법으로 증착한 나이트라이드 막의 내부 결합 밀도 비에 따른 수소 패시베이션 효과 비교. |
| 초록 | 태양전지를 제작하는 데에 있어 실리콘 나이트라이드는 오랫동안 패시베이션 막으로 이용되어 왔다. 패시베이션 막은 태양전지 전/후면에 증착되어 내부에 형성된 전자-정공 의 재결합을 지연시켜 태양전지의 단락 전류 향상에 기여한다. 플라즈마 화학증착법으로 증착된 실리콘 나이트라이드는 그 막 자체로 패시베이션 역할을 함과 동시에 이중층으로 증착되어 수소를 제공하는 소스로써 이용되기도 한다. 오랫동안 실리콘 나이트라이드 막이 수소 제공원으로 이용되어진 반면에 그 박막의 특성에 대한 연구는 미비하다. 본 연구에서는 실리콘 나이트라이드의 박막밀도와 막 내부에 존재하는 화학결합밀도에 따른 수소원으로써의 기여도를 살펴보았다. 나아가 박막밀도와 화학결합밀도가 막 내부에서 수소확산에 미치는 영향에 대해 그 메카니즘을 제시한다. 실리콘 나이트라이드는 사일렌과 암모니아 그리고 질소와 수소를 소스를 이용하여 PECVD 방법으로 증착되었다. 박막 밀도와 화학결합밀도를 제어하기 위해 증착시 가스량과 증착 온도 그리고 압력 등을 조절하였다. 증착된 실리콘 나이트라이드의 수소공급 역할을 위해 rapid thermal anneal(RTA) 공정을 진행하였다. 실리콘 나이트라이드의 수소패시베이션 특성만을 확인하기 위해 얇은 실리콘옥사이드막과 450 nm의 폴리실리콘이 증착된 결정질 실리콘 웨이퍼에 실리콘나이트라이드를 증착하였다. 수소확산을 통한 태양전지 성능 향상은 quasi-steady-state photoconductance method(QSSPC)를 이용한 implied out circuit voltage(Voc) 변화로 예측되었다. 박막의 밀도는 x-ray reflectivity(XRR)을 이용하여 측정되었고, 화학결합밀도는 fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR)과 elestic recoil detection(ERD)를 이용하여 측정하였다. 박막의 밀도 뿐만 아니라 막 내부의 화학결합비에 따라 실리콘 나이트라이드막에 의한 수소패시베이션 특성이 다르게 나타남을 확인하였고, 이는 실리콘 나이트라이드 막 특성에 따른 수소의 내부확산 거동차이로 설명될 수 있다. |
| 저자 | 김재은1, 지광선2, 배수현1, 박효민1, 박성은1, 박세진1, 김동환1, 이해석1, 강윤묵1 |
| 소속 | 1고려대, 2LG전자 |
| 키워드 | passivation; solar cell; PECVD; SiNx:H; H diffusion |
