[반도체및디스플레이공정설계] 단결정실리콘태양전지제조기술

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레포트 > 공학계열
2009.05.25
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소개글

[반도체및디스플레이공정설계] 단결정실리콘태양전지제조기술에 대한 자료입니다.

1. 태양전지 구조와 작동원리

2. 단결정 실리콘 태양전지의 제조방법

3.서론

4.태양전지의 구동원리 및 구조

1)이론 및 구동원리

5.구조 및 공정 과정

1)Propose Solar cell Structure

2)Manufacture

6.요약

7. Reference

본문내용

1. 태양전지 구조와 작동원리

태양전지는 광기전력 효과(Photo Voltanic Effect)를 이용하여 빛에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자이다. 광기전력 효과란 반도체의 p-n접합부나 정류작용이 있는 금속과 반도체의 경계면에 강한 빛을 입사시키면, 반도체 중에 만들어진 전자와 정공이 접촉전위차 때문에 분리되어 양쪽 물질에서 서로 다른 종류의 전기가 나타나는 현상을 말한다.
태양 전지는 실리콘에 붕소를 첨가한 P형 반도체 위에 인을 확산시켜 N형 실리콘 반도체 층을 형성해서 만들어진다. 표면과 후면에 전극이 있는데 후면 전극은 전체에 걸쳐 형성되어 있고 전면 전극은 빛이 통과할 수 있도록 총 면적의 5~15% 정도 형성되어 있다. 전극 위에는 빛반사를 방지하는 반사방지용 산화막이 코팅되어 있다.
태양전지에 빛이 입사되면 반도체 내의 전자와 정공이 여기 되어 반도체 내부에서 자유롭게 이동한다. 이동하다가 PN 접합에 의해 생긴 전계에 들어오면 전자는 N형 반도체에, 정공은 P형 반도체에 이르고 전극을 통해 내부의 전자가 외부 회로로 흐르면 전류가 발생된다.
태양전지는 결국, 실리콘 반도체의 일종이라고 볼 수 있다. 그러나 가장 큰 차이점은 회로가 아니어서 포토, 식각 등의 공정이 필요 없고, 이것 때문에 셀 제조과정에서의 부가가치가 반도체에 비해 떨어진다. 그만큼 소재의 효율성 등 특성이 반도체보다 더욱 부각된다.

2. 단결정 실리콘 태양전지의 제조방법

실리콘(Si)계 태양전지에는 결정계와 Amorphous계(비정질계)가 있다. 이중 결정계는 고순도(99.999%)로 순화된 실리콘을 1500도씨 정도의 고온으로 가열하여 최종적으로 대형의 결정을 만든다. 결정은 원자가 규칙적으로 배열된 물질로 태양전지의 성능을 결정하는데 중요한 요소다. 이와 같이 형성된 결정을 단결정이라고 하는데 이것을 둥글게 잘라 표면을 연마하여 두께 약 300m의 웨이퍼라는 얇은 판을 만든다. 그런 다음 태양 전지 구조에 필요한 불순물을 약1000도씨에서 확산법이라는 방법으로 첨가하여 p-n 접합을 만든다. 전기를 얻기 위해 전극을 형성한 후 마지막으로 빛의 반사를 최대한 막기 위해 반사 방지막을 형성한다. 그러나 이 제조 공정은 복잡하고 제조 온도가 높아 대량의 전력이 소모되므로 비용이 비싸다는 문제점이 있다. 그래서 현재 자동화 연속화에 의한 비용절감의 연구가 진행되고 있다.

3.서론
현대 산업구조의 특성상석유, 석탄, 천연가스 같은 화석 연료와 핵연료 등의 폭발적사용량 증가로 인해 환경오염이 매우 심각한 상태에 이르렀으며, 이에 따라 1997년 교토 의정서를 채택 OECD 가맹국들은 온실가스 배출량을 1990년 대비 5%를 의무적으로 감축하기로 합의하게 되었고 2005년 러시아의 비준으로 발효되기에 이르렀다. 또한 최근 국제유가의 상승폭이 매우 가파르며, 그 매장량이 한정되어 있어 계속적인 오름세를 지속할 것으로 보인다. 이러한 환경적인 문제와세계적인 석유자원의 고갈 등으로 제시되는 대체 에너지 중에서도 태양전지는 가장 주목 받는 기술 중에 하나이며, 크게 무기물 태양전지와 유기태양전지로 구분된다. 다음은 태양전지의 종류이다.
무기물 태양전지는 유기태양전지보다 원재료비가 비싸고, 공정 자체가 복잡하여 가격 절감 측면에서 단점을

참고문헌

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11. Adolf Foetzberger, Willey 1998,Crystalline Silicon Solar Cell
1. 태양전지 구조와 작동원리

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