Al₂O₃/TiO₂ 기반 실리콘 태양전지 반사방지 및 표면 패시베이션 연구 고찰

Status of Al2O3/TiO2-based antireflection and surface passivation for silicon solar cells

표면 패시베이션을 통해 전하 재결합을 효과적으로 억제하는 것은 고효율 실리콘 태양 전지에 매우 중요하다. 기존 태양전지를 능가하는 PERC(passivated emitter and rear cell)가 등장하면서 새로운 패시베이션 방식의 필요성이 높아지고 있다. 음으로 하전된 Al2O3를 사용하는 패시베이션 층 스택은 고효율 PERC 태양 전지를 구현하기 위해 성공적으로 적용되었다. 이 논문은 Al₂O₃/TiO₂ 기반 층에 의한 표면 패시베이션의 발전을 검토하며, 주제는 합성 방법 및 반사 방지 코팅과 같은 광학 특성에서 재료, 계면 및 패시베이션 품질과 관련된 전기적 특성에 이르기까지 다양하다. 초박형 Al₂O₃/TiO₂ 기반 층은 일반적으로 음의 고정 전하에 의한 전계 효과 패시베이션, 낮은 계면 결함 밀도 및 적절한 습도 안정성의 조합을 특징으로 한다. 다양한 증착 방법 중 이 연구는 이중층과 나노라미네이트를 형성할 수 있는 원자층 증착에 중점을 둔다. 이 논문에서는 원자층 증착 Al₂O₃/TiO₂ 기반층의 기능이 계면 엔지니어링 및 표면 패시베이션 방식의 특성 조정에 어떻게 활용될 수 있는지 논의한다.

nhibiting charge recombination effectively by surface passivation is very important for high-efficiency silicon solar cells. As passivated emitter and rear cells (PERC), which surpass conventional solar cells, have emerged, the need for novel passivation scheme is increasing. Passivation layer stacks using negatively charged Al₂O₃ have been applied successfully to realize high-efficiency PERC solar cells. This paper reviews the developments of surface passivation by Al₂O₃/TiO₂-based layers. Topics range from synthesis methods and optical properties as anti-reflection coatings to the electrical properties related to the material, interface and passivation quality. Ultrathin Al₂O₃/TiO₂-based layers generally feature a combination of field-effect passivation by negative fixed charges, a low interface defect density, and adequate humidity stability. Among the various deposition methods, this review focuses on atomic layer deposition, which can form dual layers and nanolaminates. This paper discusses how the features of atomic-layer-deposited Al₂O₃/TiO₂-based layers can be utilized for interface engineering and tailoring the properties of surface passivation schemes.