KR101116857B1 - Solar cell and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
태양전지는 기판, 제1 도전형 반도체층, 진성 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 기판에는 복수의 나노 구조물이 형성되고, 나노 구조물들을 커버하도록 제1 도전형 반도체층이 형성되고, 제1 도전형 반도체층 상에 진성 반도체층이 형성되며, 진성 반도체층 상에 제2 도전형 반도체층이 형성된다. 제1 전극은 제2 도전형 반도체층 상에 형성된다. The solar cell includes a substrate, a first conductive semiconductor layer, an intrinsic semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, a first electrode, and a second electrode. A plurality of nanostructures are formed on the substrate, a first conductive semiconductor layer is formed to cover the nanostructures, an intrinsic semiconductor layer is formed on the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor is formed on the intrinsic semiconductor layer. A layer is formed. The first electrode is formed on the second conductivity type semiconductor layer.
Description
본 발명은 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지 생산 효율을 향상시킨 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a solar cell and a method for manufacturing the same improved the energy production efficiency.
태양광 발전은 태양광으로부터 전기를 생산하는 무한하고 깨끗한 발전기술로서, 태양광을 받아 전기를 발생하는 태양전지와 발생된 직류 전기를 교류로 변화시키는 전력조절 장치 및 주간에 생성된 전기를 저장하는 축전지 등의 주변장치로 구성된다. Photovoltaic power generation is an infinite and clean power generation technology that generates electricity from sunlight. It is a solar cell that generates electricity by receiving sunlight, a power regulator that converts the generated direct current electricity into alternating current, and stores electricity generated during the day. It consists of peripheral devices, such as a storage battery.
태양전지는 기본적으로 pn접합으로 구성된 다이오드로서, 광 흡수층으로 사용되는 물질에 따라 다양한 종류로 구분된다. 즉, 광 흡수층으로 실리콘을 이용하는 태양전지는 크게 결정질(다결정) 기판형 태양전지와 박막형(결정질, 비정질) 태양전지로 구분되었다. Solar cells are basically diodes composed of pn junctions, and are classified into various types according to materials used as light absorbing layers. That is, a solar cell using silicon as a light absorbing layer is largely divided into a crystalline (polycrystalline) substrate type solar cell and a thin film (crystalline, amorphous) solar cell.
그런데 최근에 개발된 저차원 나노소재는 박막형 소재보다 결정학적으로 기판의 영향이 없는 단결정 형태로 합성이 되어 나노소재의 내부에 결함이 매우 적은 구조를 보이고 있어, 광학적, 전기적으로 우수한 특성이 보고되고 있다. 특히 간단한 공정과 기존의 박막 성장 장비를 활용하여 저렴한 원료를 가지고 대면적으로 제작이 가능하다는 공정상의 장점을 가지고 있다.However, recently developed low-dimensional nanomaterials are synthesized in the form of single crystal without crystallographically more influenced than thin film type material, and show very few defects inside the nanomaterials. have. In particular, it has the advantage of a process that can be manufactured in large area with cheap raw materials by using a simple process and existing thin film growth equipment.
나노입자, 나노선, 나노막대, 나노벨트 등의 다양한 모양을 가진 나노소재들이 제안되었고, 이에 대한 합성 개발 연구가 진행중에 있는데, 1차원 구조를 가진 나노선 및 나노막대가 차세대 광전소자용 나노구조로 전극형성의 공정상 장점으로 가장 주목을 받고 있는 나노구조이다. 그러나 기존의 실리콘(Si) 나노선 태양전지는 금(Au)과 같은 촉매를 이용하여 VLS(Vapor Liquid Solid) 방법으로 직접 성장하거나 형성된 PIN 적층을 에칭해야 하므로 직접 성장시 또는 에칭시 발생할 수 있는 결함에 의한 소수 반송자 수명 시간이 문제된다. Nanomaterials with various shapes, such as nanoparticles, nanowires, nanorods, and nanobelts, have been proposed, and research on synthesis development is underway. Nanowires and nanorods having a one-dimensional structure are used for next-generation optoelectronic nanostructures. It is a nano structure that has received the most attention as a process advantage of furnace electrode formation. However, the conventional silicon (Si) nanowire solar cell has to etch a PIN stack grown or formed by VLS (Vapor Liquid Solid) method by using a catalyst such as gold (Au). The minority carrier life time by is a problem.
따라서, 본 발명의 목적은 에너지 생산 효율을 향상시킨 태양전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a solar cell and a manufacturing method thereof having improved energy production efficiency.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는 기판, 제1 도전형 반도체층, 진성 반도체층, 및 제2 도전형 반도체층을 포함한다. A solar cell according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a first conductive semiconductor layer, an intrinsic semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer.
상기 기판에는 복수의 나노 구조물이 형성된다. 상기 제1 도전형 반도체 층은 상기 나노 구조물들을 커버하고, 상기 진성 반도체층은 상기 제1 도전형 반도체층 상에 구비되며, 상기 제2 도전형 반도체층은 상기 진성 반도체층 상에 구비된다. A plurality of nanostructures are formed on the substrate. The first conductive semiconductor layer covers the nanostructures, the intrinsic semiconductor layer is provided on the first conductive semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer is provided on the intrinsic semiconductor layer.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지의 제조 방법은 다음과 같다. A method of manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention is as follows.
먼저, 복수의 나노 구조물이 형성된 기판을 제공하고, 상기 나노 구조물들을 커버하도록 제1 도전형 반도체층을 형성한다. 이후, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 진성 반도체층을 형성하고, 상기 진성 반도체층 상에 제2 도전형 반도체층을 형성한다. First, a substrate on which a plurality of nanostructures are formed is provided, and a first conductive semiconductor layer is formed to cover the nanostructures. Thereafter, an intrinsic semiconductor layer is formed on the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer is formed on the intrinsic semiconductor layer.
이와 같은 태양전지에 따르면, 상기 도전층이 형성된 상기 기판 상에 상기 시드들을 배치하고 상기 시드들 상에 각각 상기 나노 구조물들을 성장시켜 3차원인 "빛함정(light trapping)" 구조를 형성하고, 이 구조 상에 PIN 반도체층을 형성함으로써, 기존의 박막형 태양전지에 비하여 동일한 면적에서 수광면적을 넓혀 면적대비 성능을 향상시켰다. According to such a solar cell, the seeds are disposed on the substrate on which the conductive layer is formed, and the nanostructures are grown on the seeds to form a three-dimensional "light trapping" structure. By forming a PIN semiconductor layer on the structure, the light receiving area is increased in the same area as compared to the conventional thin film solar cell to improve the performance compared to the area.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 태양전지를 제조하는 방법을 도시한 사시도이다. 1 is a cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
2A to 2E are perspective views illustrating a method of manufacturing the solar cell of FIG. 1.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(1)의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a
도 1을 참고하면, 상기 태양전지(1)는 기판(10), 도전층(20), 시드(seed, 30), 나노 구조물(40), 제1 도전형 반도체층(50), 진성 반도체층(60), 제2 도전형 반도체층(70), 제1 전극(80) 및 제2 전극(90)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the
상기 기판(10)은 입사된 태양광을 투과시키기 위해 태양광의 투과율이 높은 투명한 재질로 형성된다. 구체적으로, 상기 기판(10)은 이에 한정되지 않으나, 표면이 비정질인 기판, 예를 들어 유기 기판 또는 ITO(Indium Tin Oxide)가 코팅된 기판, 실리콘 산화막이 코팅된 기판, 또는 고분자 기판일 수 있다.The
상기 기판(10)의 태양광이 입사되는 면에는 입사되는 태양광의 반사 손실을 최소화하도록 반사 방지막(미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 반사 방지막은 MgF2를 포함할 수 있다. An anti-reflection film (not shown) may be formed on a surface on which the solar light is incident on the
상기 도전층(20)은 투명한 전도성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 투명 전도성 산화물(TCO: Transparent Conductive Oxide)을 포함한다. 상기 투명 전도성 산화물은 입사면으로 입사된 태양광을 산란시키기 위해 거친 표면을 갖도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 상기 투명 전도성 산화물을 텍스쳐링(texturing)할 수 있고, 상기 텍스쳐링 방법으로는 CVD(Chemical Vapor Deposition)를 이용한 직접 증착법, 스퍼터링 후 화학적 에칭법 등이 있다. The
구체적으로 상기 투명 전도성 산화물은 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide), 산화아연(ZnO), 산화규소(SiO2), 플루오르로 도핑된 이산화주석(SnO2:F) 또는 알루미늄으로 도핑된 산화아연(ZnO:Al) 등을 포함할 수 있다. Specifically, the transparent conductive oxide is indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), silicon oxide (SiO 2 ), fluorine-doped tin dioxide (SnO 2 : F) or zinc oxide doped with aluminum. (ZnO: Al) and the like.
상기 도전층(20)은 RF 스퍼터링(RF sputtering) 방법을 이용하여 산화아연을 타겟으로 증착하는 방법, 아연 금속을 이용한 리액티브 스퍼터링(reactive sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 이때 상기 스퍼터링법은 높은 운동에너지를 갖는 입자 즉, 전압차에 의해 가속화된 이온을 타겟(target)에 충돌시켜 상기 타겟으로부터 증착할 물질을 스퍼터하고, 스퍼터된 물질을 기판 상에 증착하는 방법을 말한다.The
상기 시드(30)는 상기 도전층(20) 상에 섬 모양으로 형성된다. 상기 시드(30)는 산화아연계 금속산화물일 수 있고, 이에 더하여 금속산화물에 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 인듐(In), 인(P) 또는 마그네슘(Mg)의 금속 불순물을 첨가할 수 있다. 상기 시드(30)는 스퍼터링(sputtering)법을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 시드(30)를 산화아연으로 형성하는 경우, 상기 시드(30)를 형성하기 위한 타겟은 아연 산화물일 수 있다. The
상기 나노 구조물(40)은 촉매를 사용한 VLS(Vapor Liquid Solid)법, 촉매를 사용하지 않는 VS법, PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)법, 펄스 레이저 증착법(PLD: Pulsed Laser Deposition), 또는 MOVPE(MetalOrganic Vapor Phase Epitaxy)법 등을 이용하여 상기 시드(30) 상에 형성된다. The
상기 나노 구조물(40)은 나노 막대, 나노 와이어 등의 형태일 수 있다. 상기 나노 구조물(40)은 산화아연계 금속 산화물일 수 있다. 또한 상기 나노 구조물(40)은 금속 불순물을 첨가하여 형성될 수 있고, 상기 금속 불순물은 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 인듐(In), 인(P) 또는 마그네슘(Mg)일 수 있다. 상기 금속 불순물은 증착 물질의 변형량을 증가시켜 상기 나노 구조물(40)이 막대 또는 와이어 형태로 성장할 수 있도록 한다. The
상기 나노 구조물(40)은 입사된 태양광의 반사를 방지하는 반사 방지 기능과 함께, 입사된 태양광을 축적하는 "빛함정" 기능도 갖는다.The
상기 나노 구조물(40)의 형성 후 플라즈마 처리를 함으로써, 상기 도전층(20) 및 상기 나노 구조물(40)의 전기적 및 광학적 특성을 향상시켜 상기 태양전지(1)의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 도 1에는 하나의 시드(30)에 네 개의 나노 구조물(40)(이 중 두 개는 단면상에 도시되지 않음)이 성장되는 것으로 도시하였으나, 하나의 시드에 성장되는 나노 구조물의 수는 실시형태에 따라 변경될 수 있다. Plasma treatment after the formation of the
도시되지 않았지만, 상기 나노 구조물(40)을 따라 버퍼층을 형성할 수 있다. 상기 버퍼층으로는 ZnS, CdS, ZnSe, InS, InOOH 및 ZnOOH 중 어느 하나일 수 있고, CBD(Chemical Bath Deposition)법 또는 RF 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다. Although not shown, a buffer layer may be formed along the
상기 제1 도전형 반도체층(50)은 상기 도전층(20) 및 상기 나노 구조물(40)을 커버하도록 구비된다. 상기 제1 도전형 반도체층(50)은 P형 반도체층이고, 구체적으로 비결정질 실리콘에 붕소(B) 또는 비소(As)를 도핑하여 정공(hole)의 개수가 증가하도록 형성될 수 있다. 도 1에서 상기 제1 도전형 반도체층(50)은 상기 나노 구조물(40)의 외형을 따라 실질적으로 동일한 두께의 막 형태로 형성되었으나, 실시형태에 따라 상기 제1 도전형 반도체층(50)은 상기 나노 구조물(40) 사이의 공간을 메우는 모양으로 형성될 수 있다. The first conductivity
이때, 가능한 태양광 에너지의 손실 없이 상기 진성 반도체층(60)에서 광전효과를 일으킬 수 있도록 상기 제1 도전형 반도체층(50)의 밴드갭 에너지는 상기 진성 반도체층(60)의 밴드갭 에너지보다 큰 것이 바람직하다. 상기 제1 도전형 반도체층(50)의 밴드갭 에너지가 상기 진성 반도체층(60)의 밴드갭 에너지보다 크도록 하기 위하여 상기 제1 도전형 반도체층(50)에는 수소화물(hydride), 탄소(C) 등이 첨가될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(50)은 P형인 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)이다. In this case, the bandgap energy of the first conductivity-
도시되지 않았지만, 상기 제1 도전형 반도체층(50) 상에는 계면 특성을 향상시키기 위해 버퍼층을 삽입할 수 있다. Although not shown, a buffer layer may be inserted on the first conductivity
상기 진성 반도체층(60)은 상기 제1 도전형 반도체층(50) 상에 구비되는데, 상기 제1 도전형 반도체층(50)의 단차가 상기 진성 반도체층(60)의 상면에 나타내지 않도록 상부가 평탄하게 형성될 수 있다. 상기 진성 반도체층(60)은 전자와 정공의 개수가 거의 비슷한 상태의 실리콘으로 형성되는데, 예를 들어 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)이다. The
상기 진성 반도체층(60)은 태양광을 받으면, 상기 진성 반도체층(60)을 구성하는 실리콘 원자가 광 에너지를 흡수한다. 상기 실리콘 원자가 광 에너지를 흡수하면, 상기 실리콘 원자의 최외곽 전자는 여기되어 자유전자가 된다. When the
상기 제2 도전형 반도체층(70)은 상기 진성 반도체층(60) 상에 구비된다. 상기 제2 도전형 반도체층(70)은 N형 반도체층이고, 구체적으로 비정질 실리콘에 인(P)을 도핑하여 전자(electron)의 개수가 증가하도록 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 도전형 반도체층(70)은 N형인 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)이다. The second conductivity
상기 반도체층들(50, 60, 70)은 SiH4와 H2 가스를 이용한 PECVD법을 사용하여 형성할 수 있고, 물질의 특성을 향상시키고 안정성을 높이기 위해 photo-CVD, 열선 CVD 등 다양한 증착 방법이 사용될 수 있다. The semiconductor layers 50, 60, and 70 may be formed using a PECVD method using SiH 4 and H 2 gases, and various deposition methods such as photo-CVD and hot wire CVD to improve the properties of materials and to increase the stability. This can be used.
상기 반도체층들(50, 60, 70)에 비정질 실리콘을 사용할 경우, 비정질 실리콘 자체의 특성으로 인해 캐리어의 확산 거리(diffusion length)가 결정질 실리콘에 비해 매우 낮다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 불순물이 첨가되지 않은 진성 반도체층을 광 흡수층으로 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(50, 70) 사이에 삽입하였다. 이 경우, 상기 진성 반도체층(60)은 상부와 하부에 위치하고 높은 도핑 농도를 갖는 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(50, 70)에 의해 공핍(depletion)이 되며, 내부에 전기장이 발생된다. 따라서 상기 진성 반도체층(60)에서 태양광에 의해 생성된 전자-정공 쌍은 확산(diffusion)이 아닌 상기 내부 전기장에 의해 드리프트(drift)하여 전류를 발생한다. When amorphous silicon is used for the semiconductor layers 50, 60, and 70, the diffusion length of the carrier is much lower than that of crystalline silicon due to the characteristics of the amorphous silicon itself. Therefore, as shown in FIG. 1, an intrinsic semiconductor layer to which impurities are not added is inserted between the first and second conductivity-type semiconductor layers 50 and 70 as a light absorbing layer. In this case, the
이상에서, 태양전지의 기본 구조로 P-I-N 구조에 대해 설명하였지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 N-I-P 구조, 즉 상기 도전층(20) 상에 상기 제2 도전형 반도체층(70)이 형성된 후 상기 진성 반도체층(60) 및 상기 제1 도전형 반도체층(50)이 형성되는 구조로 형성될 수 있다. 다만, N-I-P 구조의 경우 태양광이 P쪽에서 입사되는 점을 감안할 때, 도 1과 달리 태양광은 상기 기판(10)의 반대쪽에서 입사되므로 이 경우 상기 기판(10)은 반드시 유리와 같은 투명한 재질로 할 필요가 없으며, 실리콘이나 금속 재질 등과 같이 반투명 또는 불투명 기판도 사용가능하다.In the above, the PIN structure as the basic structure of the solar cell has been described, but is not necessarily limited thereto, and the intrinsic semiconductor layer is formed after the second
상기 제1 전극(80)은 상기 제2 도전형 반도체층(70) 상에 구비된다. 상기 제1 전극(80)은 전극으로 사용되는 어떤 금속일 수 있으나, 예를 들어, 상기 기판(10)에서 입사되어 상기 반도체층들을 투과한 광을 상기 기판(10) 측으로 되반사하기 위해 광 반사율이 높은 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제1 전극(80)은 Ag, Al, ZnO/Ag, 또는 ZnO/Al 등을 포함할 수 있다. The
상기 제2 전극(90)은 평면상에서 상기 제1 전극(80)과 이격되어 상기 도전층(20) 상에 구비된다. 상기 제2 전극(90)은 상기 제1 전극(80)과 반대극으로 기능한다.The
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 태양전지(1)를 제조하는 방법을 도시한 사시도이다. 2A to 2E are perspective views illustrating a method of manufacturing the
도 2a를 참고하면, 먼저 투명한 상기 기판(10) 상에 투명한 전도성 물질을 포함하는 상기 도전층(20)을 형성한다. 상기 설명된 바와 같이, 상기 도전층(20)은 RF 스퍼터링법을 이용하여 산화아연을 타겟으로 증착하는 방법, 아연 금속을 이용한 리액티브 스퍼터링법 또는 MOCVD법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 이후, 상기 도전층(20) 상에 섬 모양으로 상기 시드(30)를 형성한다.Referring to FIG. 2A, first, the
도 2b를 참고하면, 상기 시드(30)를 형성한 후, 상기 시드(30) 상에 상기 나노 구조물(40)을 성장시킨다. 상기한 바와 같이, 상기 나노 구조물(40)은 촉매를 사용한 VLS법, 촉매를 사용하지 않는 VS법, PECVD법, 펄스 레이저 증착법, 또는 MOVPE법 등을 이용하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2B, after the
다음, 도 2c를 참고하면, 상기 도전층(20) 및 상기 나노 구조물(40)을 커버하도록 상기 제1 도전형 반도체층(50)이 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단면상으로 볼 때 상기 제1 도전형 반도체층(50)은 상기 나노 구조물(40)의 외형을 따라 실질적으로 동일한 두께의 막 형태로 형성되었으나, 상기 제1 도전형 반도체층(50)이 형성되는 모양은 실시형태에 따라 다를 수 있다. Next, referring to FIG. 2C, the first
도 2d를 참고하면, 상기 제1 도전형 반도체층(50) 상에는 상기 진성 반도체층(60)을 형성하고, 상기 진성 반도체층(60) 상에는 상기 제2 도전형 반도체층(70)을 형성한다. 도면을 간단히 하여 발명의 이해를 돕기 위해, 상기 제1 도전형 반도체층(50) 내부에 포함된 상기 시드(30) 및 상기 나노 구조물(40)는 도 2d에 도시되지 않았다. Referring to FIG. 2D, the
도시된 바와 같이, 상기 진성 반도체층(60)은 상기 제1 도전형 반도체층(50)의 단차가 상기 진성 반도체층(60)의 상면에 나타내지 않도록 상부가 평탄하게 형성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 상기 반도체층들(50, 60, 70)은 SiH4와 H2 가스를 이용한 PECVD법을 사용하여 형성할 수 있고, 물질의 특성을 향상시키고 안정성을 높이기 위해 photo-CVD, 열선 CVD 등 다양한 증착 방법이 사용될 수 있다. As shown, the upper portion of the
마지막으로, 도 2e를 참고하면, 상기 제1 전극(80)을 상기 제2 도전형 반도체층(70) 상에 형성하고, 상기 제2 전극(90)을 상기 제1 전극(80)과 이격되게 상기 도전층(20) 상에 형성한다.Lastly, referring to FIG. 2E, the
도시되지 않았지만, 태양전지 제조 공정의 최종 단계에서 상기 기판(10)은 상기 도전층(20)으로부터 제거될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(10)으로 인해 차광되는 광, 예를 들어 자외선을 상기 도전층(20)이 직접 흡수할 수 있으므로, 태양광의 흡수율을 높일 수 있고, 플렉서블한 태양전지를 제조하는데 유용할 수 있다.Although not shown, the
또한, 이러한 방법은 실리콘을 나노선으로 성장시키면서 PIN 다이오드를 제작하여 태양전지를 제조하는 방법 또는 PIN 구조의 다이오드를 제작한 후 에칭을 통하여 태양전지를 제조하는 방법에 비하여, 투명한 전도성을 가지는 산화물계 나노선을 이용하여 반사방지막 나노구조를 제작하고 이를 템플레이트로 이용하여 실리콘 나노선 PIN 다이오드를 제작하는데 특징이 있다.In addition, this method is an oxide-based oxide having a transparent conductivity as compared to a method of manufacturing a solar cell by manufacturing a PIN diode while growing silicon into nanowires or a method of manufacturing a solar cell by etching after fabricating a PIN structure diode. Nanowires are used to fabricate anti-reflection film nanostructures and use them as templates to fabricate silicon nanowire PIN diodes.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, and all technical ideas which fall within the scope of the following claims and equivalents thereof should be interpreted as being included in the scope of the present invention .
1: 태양전지 10: 기판
20: 도전층 30: 시드
40: 나노 구조물 50: 제1 도전형 반도체층
60: 진성 반도체층 70: 제2 도전형 반도체층
80: 제1 전극 90: 제2 전극1: solar cell 10: substrate
20: conductive layer 30: seed
40: nanostructure 50: first conductive semiconductor layer
60: intrinsic semiconductor layer 70: second conductivity type semiconductor layer
80: first electrode 90: second electrode
Claims (20)
상기 투명 기판상에 형성된 나노구조물;
상기 나노 구조물을 커버하는 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 구비된 진성 반도체층; 그리고
상기 진성 반도체층 상에 구비된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 태양전지.A transparent substrate;
A nanostructure formed on the transparent substrate;
A first conductive semiconductor layer covering the nanostructure;
An intrinsic semiconductor layer provided on the first conductivity type semiconductor layer; And
The second conductivity type semiconductor layer provided on the intrinsic semiconductor layer Solar cell included.
상기 제1 도전형 반도체층은 상기 나노 구조물들의 외형을 따라 막 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
The first conductive semiconductor layer is a solar cell, characterized in that provided in the form of a film along the appearance of the nanostructures.
상기 진성 반도체층은 상면에 상기 제1 도전형 반도체층의 단차가 나타나지 않도록 평탄하게 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 2,
The intrinsic semiconductor layer is a solar cell, characterized in that it is provided flat so that the step of the first conductive semiconductor layer does not appear on the upper surface.
상기 투명기판과 상기 나노 구조물들 사이에 구비된 도전층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
The solar cell further comprises a conductive layer provided between the transparent substrate and the nanostructures.
상기 도전층은 투명 전도성 산화물인 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 4, wherein
The conductive layer is a solar cell, characterized in that the transparent conductive oxide.
상기 도전층 상에 구비되어 상기 나노 구조물들을 성장시키는 복수의 시드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 4, wherein
The solar cell further comprises a plurality of seeds provided on the conductive layer to grow the nanostructures.
상기 나노 구조물들은 상기 시드들 중 하나의 시드에 네 개의 나노 구조물이 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 6,
The nanostructures are solar cells, characterized in that four nanostructures are arranged to be located in one of the seeds.
상기 투명기판은 투명한 재질의 유리 또는 플라스틱인 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
The transparent substrate is a solar cell, characterized in that the glass or plastic of a transparent material.
상기 나노 구조물들은 나노 막대 또는 나노 와이어 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
The nanostructures are any one of nanorods or nanowires.
상기 제1 도전형 반도체층은 P형인 수소화된 비정질 실리콘층이고, 상기 진성 반도체층은 수소화된 비정질 실리콘 층이며, 상기 제2 도전형 반도체 층은 N형인 수소화된 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
The first conductive semiconductor layer is a P-type hydrogenated amorphous silicon layer, the intrinsic semiconductor layer is a hydrogenated amorphous silicon layer, the second conductive semiconductor layer is an N-type hydrogenated amorphous silicon layer, characterized in that battery.
상기 투명기판 상에 나노구조물을 성장시키는 단계;
상기 나노 구조물들을 커버하도록 제1도전형 반도체층을 형성하는 단계;
상기 제1도전형 반도체층 상에 진성반도체층을 형성하는 단계; 및
상기 진성 반도체층 상에 제2도전형 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.Providing a transparent substrate;
Growing nanostructures on the transparent substrate;
Forming a first conductive semiconductor layer to cover the nanostructures;
Forming an intrinsic semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer; And
The method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a second conductive semiconductor layer on the intrinsic semiconductor layer.
상기 제1 도전형 반도체층은 상기 나노 구조물들의 외형을 따라 막 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.The method of claim 11,
The first conductive semiconductor layer is a solar cell manufacturing method, characterized in that provided in the form of a film along the appearance of the nanostructures.
상기 진성 반도체층은 상면에 상기 제1 도전형 반도체층의 단차가 나타나지 않도록 평탄하게 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 12,
The intrinsic semiconductor layer is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that provided on the upper surface so that the step of the first conductive semiconductor layer is not flat.
상기 투명기판과 상기 나노 구조물들 사이에 도전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.The method of claim 11,
And forming a conductive layer between the transparent substrate and the nanostructures.
상기 도전층은 투명 전도성 산화물인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 14,
The conductive layer is a method of manufacturing a solar cell, characterized in that the transparent conductive oxide.
상기 도전층 상에 상기 나노 구조물들을 성장시키는 복수의 시드를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.The method of claim 14,
Forming a plurality of seeds for growing the nanostructures on the conductive layer further comprises a solar cell manufacturing method.
상기 나노 구조물들은 상기 시드들 중 하나의 시드에 네 개의 나노 구조물이 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조방법.The method of claim 16,
The nanostructures are solar cell manufacturing method characterized in that the four nanostructures are arranged in one of the seeds.
상기 투명기판은 투명한 재질의 유리 또는 플라스틱인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 11,
The transparent substrate is a manufacturing method of a solar cell, characterized in that the glass or plastic of a transparent material.
상기 나노 구조물들은 나노 막대 또는 나노 와이어 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 11,
The nanostructures are any one of nanorods or nanowires manufacturing method of a solar cell.
상기 제1 도전형 반도체층은 P형인 수소화된 비정질 실리콘층이고, 상기 진성 반도체층은 수소화된 비정질 실리콘 층이며, 상기 제2 도전형 반도체 층은 N형인 수소화된 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 11,
The first conductive semiconductor layer is a P-type hydrogenated amorphous silicon layer, the intrinsic semiconductor layer is a hydrogenated amorphous silicon layer, the second conductive semiconductor layer is an N-type hydrogenated amorphous silicon layer, characterized in that Method for producing a battery.
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