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먼저 태양전지에서 왜 pin구조가 착안되었는가 하는 이유를 아시는 것이 좋겠습니다. 태양전지를 처음에는 결정성Si로써 SiO2--->금속Si---->다결정Si---> 단결정Si 순서로 제조되어지며,제조공정이 복잡하고 소비되는 열에너지가 매우 높습니다.따라서 제조cost면에서 문제가 대두된 것입니다. 이를 대체하기 위하여 Amorphous Silicon을 적용하는 방안을 강구하게 된 것입니다.a-Si제조방법은 금속Si로 부터 일단 SiH4(실란)을 만들고, 저 진공중에서 고주파를 인가한 반응로 내에 넣어 200~300℃로 가열된 기판위에,플라즈마CVD에 의해 Si박막을 형성시키는 방법으로 만들기 때문에 공정도 간단하고 연속적으로 대량생산이 가능하게 된것입니다. SiH4와 PH3의 혼합가스로부터 n-type반도체를,SiH4와 B2H6혼합가스로 부터 p-type반도체를 만듭니다.그리고 a-Si 태양전지의 두께는 1μm정도가 되면 전지로써의 기능을 나타냅니다.그러나 이러한 장점이 있는 반면 단점도 있 다는 것입니다.(1)dangling bond문제:결정성Si은 결합하는 p-n의 접합구조가 격자정합을 이루나,a-Si은 격자결합의 원자간의 접합이 격자부정합(lattice mismatching)을 이룬다는 것입니다.즉,결합상대가 없는 원자가 나타난다는 것입니다(dangling bond).이와같은 결합에서는 전자가 이동 하다가 중간에서 끊어진다고 생각하시면 됩니다.전자가 끊어지면 전류가 흐르지 않으며,그만큼 효율성이 나빠지겠지요. (2)s-Si을 바로 p-n접합을 시켜버리면 ,접합면에서의 전기2증층(electric double layer)이라는 문제가 일어나게 되는 단점이 발생합니다.즉,전기 2중층이라는 것은 p-n으로 접합한다고 하여서 경계면이 칼로자르듯이 분명히 구분되는 것이 아니고,p-n type이 만나는 부분(Å단위의 두께)이 계면에서(+)(-) (+)(-)와 같이 전기적으로 공간전하영역이 나타난다는 것입니다.[참고:전기분해에서 (+)극주위는 음이온이 많으며,(-)극주위는 양이온이 이끌려와서 많집니다.그러나 (+)(-)극의 중간지점은 중성영역 즉,(+)(-)가 혼합되어 있는 영역이 나타나는 것과 같습니다] 그러면 겨우1μm정도되는 두께에서 공간전하영역을 빼어버리면 a-Si태양전지에서 전류에 이바지하는 전자의 갯수가 그만큼 줄어든다는 것입니다.또한 dangling문제도 있고,그래서 고안한것이 pin type이 된것입니다. (i-type)이 공간전하영역을 하게 되는 것입니다.세번째 단점은 a-Si은 장기간 태양광에 노출되면 광전도도가 내려가는 결점이 있습니다.이러한 현상을 Staebler-Wronski effect라고 합니다.즉,이를 시간이 지남에 따라 열화된다고하여 경시열화(經時劣化)라고 합니다.약10%정도 됩니다.따라서 구조는 pin type인데 태양에 노출되는 부분부터 p-type SiC/i-type a-Si/n-type a-Si 과같이 구조를 구성합니다. 질문에서 micron단위의 결정성Si를 a-Si type에서 중간에 쓰면 되지않느냐 하는데,이를 실제 제품화할 때 어떻게 접합시킬른지요?이의 대책이 없습 니다(접합에 따른 접촉저항이 없이).연구목적으로는 한번 시도하여 볼수 있지만 제품화에는 실용성이 없는 공정으로 분류되어 집니다. 따라서 a-Si태양전지의 효율을 높이기 위하여 많은 노력을 하고 있습니다. 참고로 Si의 전자이동도(300K:기준온도)는 1,500㎠/volt/sec.정공이동도: 500㎠/volt/sec,전자확산계수(300K):38,정공확산계수:13으로 전자와 정공의 비율이 약3배입니다.