KR100876613B1 - 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 투명기판상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층을 포함하는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지에 있어서, 상기 복수의 단위전지층중 2개의 단위전지층 사이에 형성된 중간반사막을 포함하고, 상기 중간반사막은 2개의 단위전지층 사이의 산소농도가 상기 중간반사막의 형성방향에 따라 점점 커지도록 프로파일되어 형성되어, 빛 조사에 대한 열화가 심한 비정질 실리콘을 바탕으로 한 i형 광전변환층의 두께가 얇아지게 되어 빛 조사에 대한 열화율을 감소시킬 수 있고, 중간반사막이 형성된 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 단락전류를 향상시켜줌으로써, 안정화 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
탄뎀 박막 실리콘 태양전지, 광전변환층, 수광층, 중간반사막

Description

탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법 {Tandem Thin-Film Silicon Solar Cell And Method For Fabricating Thereof}
본 발명은 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 고효율화를 위한 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에 과도한 CO2 배출량으로 기후온난화와 고 유가로 인하여 에너지가 앞으로 인류의 50년 삶을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 풍력, 바이오 연료, 수소/연료전지 등 많은 신재생에너지 기술들이 있으나, 모든 에너지의 근원인 태양에너지는 거의 무한한 청정에너지이기 때문에 태양광을 이용하는 태양전지(solar cell)가 각광받고 있다.
지구 표면에 입사되는 태양광은 120,000TW에 해당하기 때문에, 이론적으로 10% 광-전 변환효율(conversion efficiency)의 태양전지 모듈로 지구 육지면적의 0.16%만 덮는다면 한해 글로벌 에너지 소모량의 2배인 20 TW의 전력을 생산할 수 있다.
실제로 지난 10년간 전세계 태양광 시장은 매년 성장률 40%에 육박하는 폭발적인 성장을 보여왔다. 현재, 태양전지 모듈 시장의 90%는 단결정(single-crystalline)이나 다결정(multi-crystalline or poly-crystalline) 실리콘과 같은 벌크(bulk)형 실리콘 태양전지가 점유하고 있다. 하지만, 주 원료인 태양전지급 실리콘 웨이퍼(solar-grade silicon wafer) 생산이 폭발적인 수요를 따라가지 못하여 전 세계적으로 품귀현상이 발생하게 되므로, 생산단가를 낮추는데 있어서 커다란 불안요소가 되고 있다.
이에 반해, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)을 바탕으로 한 수광층을 사용하는 박막(thin-film) 실리콘 태양전지는 벌크형 실리콘 태양전지에 비해서 실리콘의 두께를 100분의 1이하로 줄일 수 있을 뿐 아니라, 대면적 저가 생산이 가능하고, 디스플레이 기능과 호환성이 있어서 시너지 효과를 가져올 수 있는 장점이 있다. 그러나, 소위 스테블러-론스키 효과(Staebler-Wronski effect)가 박막 실리콘 태양전지의 상용화에 있어서 마지막 걸림돌이 되고 있다. 스테블러-론스키 효과(Staebler-Wronski effect)란, 빛을 조사할 때 비정질 실리콘을 바탕으로 한 수광층에서 광 생성된 전자(electron)-정공(hole)쌍의 비 발광 재결합(non-radiative recombination)이 수반된 미결합손(dangling bond)의 광발생(photocreation)으로 인하여 발생하는 열화(degradation)를 의미하는 것이다.
지난 30여 년간 빛 조사에 의해 진성 비정질 실리콘을 바탕으로 한 수광층의 열화를 줄이기 위해서 수많은 연구가 이루어졌다. 그 결과, 비정질 실리콘-마이크로결정 실리콘 상 경계영역(phase boundary)에 존재하는 두 물질이 빛 조사에 대한 열화가 작은 i형 광전변환층으로 알려졌다. 그 중 하나의 물질이 비정질 실리콘에서 마이크로결정 실리콘으로 상전이(phase transition)되기 바로 전에 존재하는 수소화된 진성 프로터결정(protocrystalline) 실리콘(i-pc-Si:H)이다. 또 다른 하나는 30-50% 결정체적분율(crystal volume fraction)을 갖는 수소화된 진성 마이크로결정(microcrystalline) 실리콘(i-μc-Si:H)이다.
한편, 아무리 빛 조사에 대한 열화를 줄이더라도 단일접합(single-junction) 박막 실리콘 태양전지는 달성할 수 있는 한계가 있기 때문에, 비정질 실리콘을 바탕으로 한 상층전지(top cell)과 마이크로결정 실리콘을 바탕으로 한 하층전지(bottom cell)를 적층(stack)한 이중접합(double junction) 박막 실리콘 태양전지나, 상기 이중접합 태양전지를 더욱 발전시킨 삼중접합(triple junction) 박막 실리콘 태양전지가 개발되어 고 안정화효율(stabilized efficiency)달성을 추구하고 있다. 이러한 이중접합 또는 삼중접합 박막 실리콘 태양전지를 탄뎀 태양전지라 하고, 상기 탄뎀 태양전지의 개방전압은 각 단위전지의 합이고 단락전류는 각 단위전지의 단락전류 중 최소값을 갖게 된다. 탄뎀 태양전지를 제작할 때, 단위전지간 이종접합을 이용하여 빛이 들어오는 상층전지부터 하층전지로 갈수록 i형 광전변환층의 광학적 밴드갭(optical band gap)이 점차적으로 감소하면서 각각의 전지에서 흡수되는 빛의 스펙트럼을 분리하여 광범위한 스펙트럼의 빛을 흡수하게 하여서 양자효율(quantum efficiency) 향상을 이루고 있다. 또한, 상대적으로 빛 조사에 대한 열화가 심한 비정질 실리콘을 바탕으로 한 상층전지의 i형 광전변환층의 두께를 얇게 할 수 있어서 열화율(degradation ratio)을 줄일 수 있어서 고 안정화효율을 얻을 수 있다. 이러한 탄뎀 태양전지의 빛 조사에 대한 안정성(stability)은 각 단위전지들의 i형 광전변환층의 빛 조사에 대한 안정성뿐만 아니라, 빛 조사에 민감한 상층전지의 i형 광전변환층의 두께에 좌우된다.
따라서, 이중접합 박막 실리콘 태양전지에 있어서의 상층전지와 하층전지 사이 또는 삼중접합 박막 실리콘 태양전지에 있어서의 상층전지와 중층전지(middle cell)사이에 내부 반사(internal reflection)을 강화할 수 있는 중간반사막을 삽입하면, 빛 조사에 민감한 상층전지의 수소화된 진성 비정질 실리콘을 바탕으로 한 수광층의 두께를 줄이고도 원하는 단락전류를 유지하거나 향상시킬 수 있게 됨으로써, 빛 조사에 대한 열화율을 감소하여 고 안정화 효율을 얻을 수 있다.
여기서, 탄뎀 태양전지의 중간반사막으로서는 투명하여 광 흡수가 작고 수직(vertical) 전기적 전도도가 높고 실리콘 박막과의 굴절률(reflective index) 차이가 큰 물질이 요구된다. 실리콘 박막의 굴절률이 3.5-4.0이므로 중간반사막으로는 굴절률이 약 1.9인 산화아연(ZnO) 박막(S. Y. Myong et al., Applied Physics Letters, 2007, Vol. 90, p.3026-3028, Y. Akano et al., EP 1 650 814 A1, Y. Akano et al., EP 1 650 813 A1)이나 굴절률이 약 2.0인 수소화된 n형 혼합상(mixed-phase) 산화실리콘(n-SiOx:H) 박막(C. Das et al., Applied Physics Letters, 2008, Vol. 92, p.053509, P. Buehlmann et al., Applied Physics Letters, 2007, Vol. 91, p.143505)이 개발되고 있다. 여기서 혼합상이란, 수소화된 비정질 산화실리콘(a-SiOx:H) 조직(tissue)내에 결정 실리콘 입자(grain)가 박 혀있는 구조를 말하고, 흔히 나노결정(nanocrystalline)이나 마이크로결정(microcrystalline)이라고도 일컬어진다.
박막의 라만(Raman) 스펙트럼상에서 520nm 근처에 TO(Transverse Optic)모드 결정 실리콘 피크(peak)가 존재한다.
산화아연 중간반사막의 경우에는 투과도나 수직 전도도가 뛰어나서 탄뎀 태양전지의 효율 향상에는 크게 기여하나, 대면적 태양전지 모듈 양산 시에는 레이저 스크라이빙(laser scribing)으로 패터닝 시 산화아연에서 션트(Shunt) 등의 문제가 많이 발생하게 되므로, 수율(yield)이 많이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 수소화된 n형 혼합상 산화실리콘 박막의 경우에는 실리콘 박막계열이기 때문에 동일한 레이저 파장으로 상층전지와 하층전지와 동시에 레이저 패터닝이 가능하여 태양전지 모듈 양산 수율이 높고 양산라인의 레이아웃(layout)이 간단해지는 장점이 있다. 하지만, 산소 함유량이 높을수록 굴절률이 작아져 내부 반사를 증가시키지만, 결정 체적분율이 낮아지고 전기적 전도도가 낮아져 직렬저항(series resistance)이 커지게 되어 곡선인자가 감소하는 단점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 비정질 실리콘(a-Si:H)을 바탕으로 한 탄뎀 태양전지에 있어서, 단위전지 사이에 내부 반사(internal reflection)를 향상시켜 비정질 실리콘을 바탕으로 한 단위전지의 i형 광전변환층의 두께를 얇게 하면서도 높은 단락전류를 얻을 수 있는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법을 제공한다.
또한, 대면적 태양전지 모듈을 형성하기 위해서 동일한 레이저 파장으로 각 단위전지 및 중간반사막을 동시에 레이저 패터닝할 수 있어서, 제품양산에 있어서 생산 수율(yield)이 높은 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법을 제공한다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지는, 투명기판상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층을 포함하는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지에 있어서, 상기 복수의 단위전지층중 2개의 단위전지층 사이에 형성된 중간반사막을 포함하고, 상기 중간반사막은 2개의 단위전지층 사이의 산소농도가 상기 중간반사막의 형성방향에 따라 점점 커지도록 프로파일되어 형성될 수 있다.
상기 중간반사막은 10 내지 100nm 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 중간반사막은 굴절률이 1.5 내지 2.0인 것이 바람직하다.
상기 중간반사막은 비 저항이 102 내지 105 Ω·㎝인 것이 바람직하다.
상기 n형 층은 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H)층인 것이 바람직하다.
상기 복수의 단위전지층중 상기 중간반사막이 형성되는 하부의 단위전지층중 i형 광전변환층은 수소화된 비정질 실리콘을 포함하는 단위전지층인 것이 바람직하다.
상기 복수의 단위전지층중 상기 중간반사막상에 형성되는 상부의 단위전지층중 i형 광전변환층은 수소화된 비정질 실리콘 또는 수소화된 마이크로 결정 실리콘을 포함하는 단위전지층인 것이 바람직하다.
상기 복수의 단위전지층 상에 적층되는 금속이면전극을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 단위전지층은 2개의 단위전지층일 수 있다.
상기 복수의 단위전지층은 3개의 단위전지층일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법은 투명기판상에 투명전면전극층을 코팅하는 단계; 상기 투명전면전극층의 일부를 제거하고 상기 투명전면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 투명전면전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 투명전면전극상 및 상기 투명전면전극층의 분리홈상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층을 형성하는 단계; 상기 복수의 단위전지층의 일부를 제거하고 상기 단위전지층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 단위전지를 형성하는 단계; 상기 복수의 단위전지층상 및 상기 단위전지층의 분리홈상에 금속이면전극층을 적층하는 단계; 및 상기 금속이면전극층의 일부를 제거하고 상기 금속이면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 금속이면전극을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 복수의 단위전지층을 형성하는 단계는, 상기 복수의 단위전지층중 2개의 단위전지층 사이에 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘 중간반사막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 중간반사막은 박막내에 이산화탄소를 유입하고 상기 유입된 이산화탄소의 유량을 조절하여 산소농도가 상기 중간반사막의 형성방향에 따라 점점 커지도록 프로파일되어 형성할 수 있다.
상기 중간반사막은, 굴절률이 1.5 내지 2.5인 것이 바람직하다.
상기 중간반사막은 10 내지 100nm 두께인 것이 바람직하다.
상기 중간반사막은, 비 저항이 102 내지 105 Ω·㎝인 것이 바람직하다.
상기 복수의 단위전지층은 2층일 수 있다.
상기 복수의 단위전지층은 3층일 수 있다.
상기 n형 층은 30 내지 50nm 두께의 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘 박막인 것이 바람직하다.
상기 중간반사막을 형성하는 단계는, 상기 n형 층을 적층하는 때와 동일한 원료가스, 증착온도 및 증착압력을 가지며, 동일 챔버내에서 상기 이산화탄소를 유입하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법에 있어서, 투명기판상에 투명전면전극층을 코팅하는 단계; 상기 투명전면전극층의 일부를 제거하고 상기 투명전면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 투명전면전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 투명전면전극상 및 상기 투명전면전극층의 분리홈상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층을 형성하는 단계; 상기 복수의 단위전지층의 일부를 제거하고 상기 단위전지층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 단위전지를 형성하는 단계; 상기 복수의 단위전지층상 및 상기 단위전지층의 분리홈상에 금속이면전극층을 적층하는 단계; 및 상기 금속이면전극층의 일부를 제거하고 상기 금속이면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 금속이면전극을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 복수의 단위전지층을 형성하는 단계는, 상기 복수의 단위전지층 사이에 산소 또는 이산화탄소를 유입하고, 상기 유입된 산소 또는 이산화탄소를 플라즈마 턴온에 의하여 n형 층을 산화시켜 수소화된 n형 마이크로 결정 산화실리콘 중간반사막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 중간반사막은, 굴절률이 1.5 내지 2.5인 것이 바람직하다.
상기 중간반사막은 10 내지 100nm 두께인 것이 바람직하다.
상기 중간반사막은, 비 저항이 102 내지 105 Ω·㎝인 것이 바람직하다.
상기 복수의 단위전지층은 2층일 수 있다.
상기 복수의 단위전지층은 3층일 수 있다.
상기 중간반사막을 형성하는 단계 전의 상기 n형 층은 40 내지 150nm 두께의 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘 박막인 것이 바람직하다.
상기 중간반사막을 형성하는 단계는, 상기 n형 층을 적층할 때의 증착온도는 유지하고, 원료가스를 배기시킨 후, 동일 챔버내에서 상기 산소 또는 상기 이산화탄소를 유입하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지는, 투명기판상에 코팅된 투명전면전극층의 일부를 제거하고 상기 투명전면전극층의 분리홈을 형성한 후, 상기 분리홈에 의하여 분리된 복수의 투명전면전극; 상기 복수의 투명전면전극상 및 상기 투명전면전극층의 분리홈상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층의 일부를 제거하고 상기 단위전지층의 분리홈을 형성한 후, 상기 분리홈에 의하여 분리된 복수의 단위전지; 및 상기 복수의 단위전지 상 및 상기 단위전지층의 분리홈상에 적층된 금속이면전극층의 일부를 제거하고 상기 금속이면전극층의 분리홈을 형성한 후, 상기 분리홈에 의하여 형성된 복수의 금속이면전극을 포함하되, 상기 복수의 단위전지층은, 상기 복수의 단위전지층 사이에 형성된 수소화된 n형 마이크로 결정 산화실리콘 중간반사막을 더 포함하고, 상기 중간반사막은, 상기 복수의 단위전지층 사이에 산소 또는 이산화탄소를 유입하고, 상기 유입된 산소 또는 이산화탄소를 플라즈마 턴온에 의하여 n형 층을 산화시켜 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법에 의하면, 빛 조사에 대한 열화가 심한 비정질 실리콘을 바탕으로 한 i형 광전변환층의 두께가 얇아지게 되어 빛 조사에 대한 열화율을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 중간반사막이 형성된 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 단락전류를 향상시켜줌으로써, 안정화 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 대면적 태양전지 모듈을 형성하기 위해서 동일한 레이저 파장으로 각 단위전지 및 중간반사막을 동시에 레이저 패터닝하여 줄 수 있게 됨으로써, 탄뎀 박막 실리콘 태양전지를 양산함에 있어서 생산 수율(yield)을 높이고 양산라인의 레이아웃(layout)이 간소화될 수 있는 효과가 있다.
이하, 상기와 같은 탄뎀 박막 실리콘 태양전지에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 실리콘 박막 태양전지를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
한편, 탄뎀 박막 실리콘 태양전지에는 이중접합구조와 삼중접합 등이 있으나, 이하의 도 1에서는 이중접합구조인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지를 그 예로 하여 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지는 투명절연기판(10)상에 형성된 투명도전성 산화물(TCO; Transparent Conducting Oxide)로 되는 투명전면전극(20)과, 투명전면전극(20)상에 플라즈마 CVD법으로 형성되는 p형 창층(30p), i형 광전변환층(30i), n형 층(30n)을 포함하는 단위전지층(30), 단위전지층(30)상에 형성된 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘 중간반사막(40)과, 중간반사막(40)상에 플라즈마 CVD법으로 형성되는 p형 창층(50p), i형 광전변환층(50i), n형 층(50n)을 포함하는 단위전지층(50)과, 단위전지층(50)상에 적층되는 금속이면전극층(70)을 포함하여 구성된다.
또한, n형 층(50n)과 금속이면전극(70)사이에 빛 가둠 현상(light trapping effect)을 극대화하기 위하여 CVD법으로 성막된 후면반사막(60)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 투명절연기판(10)은 박막태양전지의 경우 빛이 일차적으로 입사되는 부분으로서, 빛의 투과율이 우수하며, 박막태양전지 내에서의 내부 단락을 방지할 수 있도록 투명절연성 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 빛이 입사하는 투명전면전극(20)에서는 입사한 빛에 대해서 다양한 방향으로의 산란(light scattering)이 중요하며, 마이크로결정 실리콘 박막을 형성하기 위해서는 수소 플라즈마에 대한 내구성이 요구되기 때문에 산화아연(ZnO) 투명전극이 널리 사용된다.
또한, 본 발명에서는 RF (Radio Frequency = 13.56 MHz) PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)나 VHF (Very High Frequency > 13.56 MHz) PECVD법으로 p-i-n 타입의 비정질 실리콘을 바탕으로 한 단위전지(30)를 제작하고, 그 위에 형성되는 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘 중간반사막(40)은 단위전지를 구성하는 n형 층(30n) 상에, 즉 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막(30n) 위에 반드시 형성되어야 하고, 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막상에 산소 프로파일된(profiled) 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘 중간반사막 또는 후 산화공정으로 형성된 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막(40)이 형성된다.
또한, 중간반사막(40) 상에 본 발명에서는 RF PECVD나 VHF PECVD법으로 p-i-n 타입의 마이크로결정 실리콘 또는 비정질 실리콘을 바탕으로 한 단위전지층(50)이 더 형성된다.
그리고, 후면반사막(60)은 상기 n형 층(50n) 상에 CVD법으로 성막되고, 빛가둠 현상(light trapping effect)을 극대화하기 위하여 일반적으로 산화아연(ZnO)으로 형성된다.
그리고, 금속이면전극(70)은 단위전지층을 투과한 빛을 반사하는 동시에, 단위 셀(미도시)의 이면전극으로서 기능하며, 산화아연(ZnO) 또는 은(Ag) 등을 CVD나 스퍼터링(Sputtering)법으로 성막한다.
또한, 실리콘 박막 태양전지의 양산에 있어서는 단위 셀(미도시)간의 직렬연결을 위해서 레이저 스크라이빙(scribing) 등의 방법으로 패터닝 하여주는데, 본 발명에서는 투명전면전극(20)상, 복수의 단위전지층(30, 50)중에서 상부에 형성된 단위전지층(50)상, 금속이면전극(70)상에서 패터닝하여준다.
상기와 같이 구성된 탄뎀 박막 실리콘 태양전지에 있어서, 탄뎀 박막 실리콘 태양전지를 구성하는 복수의 단위전지층 사이에 중간반사막이 형성되는 방법에 관하여는 도 2 및 도 3에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2a 및 2b에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지를 제조하는 방법은 투명절연기판상에 투명전면전극층을 코팅하는 단계(S10)와, 투명전면전극층의 일부를 제거하고 투명전면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 투명전면전극을 형성하는 단계(S20)와, 복수의 투명전면전극상 및 투명전면전극층의 분리홈상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층을 각각 포함하는 복수의 단위전지층을 형성하는 단계(S30, S50)와, 복수의 단위전지층의 일부를 제거하고 단위전지층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 단위전지를 형성하는 단계(S60)와, 복수의 단위전지층상 및 단위전지층의 분리홈상에 금속이면전극층을 적층하는 단계(S80)와, 금속이면전극층의 일부를 제거하고 금속이면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 금속이면전극을 형성하는 단계(S90)를 포함하여 구성된다.
초기효율의 향상을 위해서, 최초의 복수의 단위전지층을 형성하는 단계(S30)에서 p형 창층과 i형 광전변환층 사이에 완충층(buffer layer)을 삽입할 수도 있다.
또한, 복수의 단위전지층을 형성하는 단계(S30, S50)는 복수의 단위전지층중 2개의 단위전지층 사이에 이산화탄소(CO2)를 유입하고, 유입된 이산화탄소의 유량을 조절하여 산소농도가 커지는 방향으로 프로파일되는 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막을 형성하는 단계(S40)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 복수의 단위전지층을 형성하는 단계(S30, S50)에 있어서, 복수의 단위전지층의 하부의 상층전지층인 p-i-n형 박막 실리콘 단위전지를 RF(Radio Frequency) PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) 또는 VHF(Very High Frequency) PECVD법으로 형성할 때, n형 박막으로는 30-50 nm 두께의 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막을 증착한다(S30). 원료가스로는 사일렌(SiH4), 수소(H2), 포스핀(PH3)이 사용된다.
그리고, 원하는 두께의 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막 이 형성된 후(S30), 상기 세 가지 원료가스의 유량, 증착온도, 증착압력 등을 유지한 상태에서 산소원료인 이산화탄소(CO2)만 반응챔버로 유입해준다(S41a). 이때, 이산화탄소의 유량은 유량조절기(MFC; Mass Flow Controller)로 조절된다(S42a). 즉, 일정한 유량으로 설정되어 반응챔버내의 혼합가스 중 이산화탄소 분압(pressure fraction)이 자연스럽게 증가되었다가 일정하게 유지되면서 자연스럽게 산소 농도가 커지는 방향으로 프로파일된 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막을 형성할 수도 있고, 다단계로 이산화탄소 유량을 증가시켜 의도적으로 점차적으로 산소 농도가 커지는 방향으로 프로파일된 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막을 형성할 수도 있다(S43a).
산소농도가 커지는 방향으로 프로파일된, 즉 산소 프로파일된 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막의 두께는 10 내지 100 nm로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 두께가 너무 얇으면 내부 반사가 약해져서 중간반사막으로서의 역할을 수행 못 하고, 두께가 너무 두꺼우면 내부 반사가 너무 커서 그 다음 단위전지에 충분한 빛을 공급하지 못하거나, 중간반사막의 광 흡수가 늘어날 수도 있고, 탄뎀 태양전지의 직렬저항이 커져서 광-전 변환효율이 감소하는 문제점이 있다.
또한, 산소 프로파일된 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막은 102 내지 105 Ω·㎝의 비저항을 가지고, 약 2.0, 즉 1.5 내지 2.5인 굴절률을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 산소 프로파일된 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘 중간반사막은, 높은 수직 전기적 전도도를 갖는 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막 위에 산소 농도를 점차적으로 증가시키며 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘을 형성하므로 결정체적분율의 급격한 저하를 막아 수직 전기적 전도도의 저하를 줄이고, n형 층과 산소 프로파일된 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막 경계면에서 굴절률이나 광학적 밴드갭이 연속적으로 변하게 함으로써, 이종접합 경계면에서 결함 밀도(defect density)가 급격하게 증가하는 것을 막아서 중간반사막에서의 광 흡수를 최소화할 수 있다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 3a 및 3b에 나타난 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법은, 투명절연기판(10)상에 투명전면전극층을 코팅하는 단계(S10)와, 투명전면전극층의 일부를 제거하고 투명전면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 투명전면전극을 형성하는 단계(S20)와, 복수의 투명전면전극상 및 투명전면전극층의 분리홈상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층을 각각 포함하는 복수의 단위전지층을 형성하는 단계(S30, S50)와, 복수의 단위전지층의 일부를 제거하고 상기 단위전지층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 단위전지를 형성하는 단계(S60)와, 복수의 단위전지층상 및 상기 단위전지층의 분리홈상에 금속이면전극층을 적층하는 단계(S80)와, 금속이면전극층의 일부를 제거하고 상기 금속이면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 금속이면전극을 형성하는 단계(S90)를 포함하여 구성된다.
초기효율의 향상을 위해서, 최초의 복수의 단위전지층을 형성하는 단계(S30)에서 p형 창층과 i형 광전변환층 사이에 완충층(buffer layer)을 삽입할 수도 있다.
또한, 복수의 단위전지층을 형성하는 단계(S30, S50)는 2개의 단위전지층 사이에 산소나 이산화탄소 등의 산소원료가스를 유입하고 플라즈마로 분해하여 최초의 단위전지층을 형성하는 단계(S30)에 의해서 표면에 형성된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막에 산소 원자를 확산시켜 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막을 형성하는 단계(S40)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 복수의 상층전지층을 적층하는 단계(S30)에 있어서, p-i-n형 박막 실리콘 단위전지를 RF(Radio Frequency) PECVD나 VHF(Very High Frequency) PECVD법으로 형성할 때(S30), n형 박막으로는 40 내지 150 nm 두께의 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막을 증착한다. 여기서, 원료가스로는 사일렌(SiH4), 수소(H2), 포스핀(PH3)이 사용된다.
한편, 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막의 증착의 종료는 플라즈마의 턴오프(S41b)로 이루어지며, 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막의 증착이 끝난 후, 증착온도는 유지한 채 상기 세가지 원료가스를 증착 챔버에서 충분히 배기한다(S42b). 여기서, 후 공정 베이스 압력은 10-5 내지 10-7 Torr정도가 적당하다. 베이스 압력에 도달한 후, 산소원료인 산소(O2)나 이산화탄소(CO2) 가스로 증착챔버의 압력을 채워주고(S43b), 증착챔버에 연결되어 있는 압력조절기(pressure controller)와 앵글 밸브(angle valve)로 후 공정 압력을 일정하게 유지한다. 이 때, 산소원료가스의 유량은 10-500 sccm정도이고 압력은 0.5-10 Torr정도인 것이 바람직하다.
그 후, RF나 VHF 플라즈마를 턴 온(S44b)하여 산소원료가스를 분해하여주고, 이로 인하여 산소원자를 발생시켜 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막 표면을 산화(S45b)시켜줌으로써, 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막 위에 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 박막이 형성되게 한다(S46b). 또한, 산화 공정 시간을 조절하여 산화 공정이 끝난 후 상기 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막의 두께는 30 내지 50 nm로 줄어들어야 한다. 여기서, 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막이 두꺼워질수록 결정체적분율이 증가하면서 수직 전기적 전도도도 증가하게 된다. 결정체적분율이 큰 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막의 경우 산소가 입자경계로 침투하여 후 산화(post-oxidation)되기 쉬운 특성을 이용하여 본 발명에서는 후 산화공정을 통해서 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막 표면을 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막으로 전환하므로 수직 전기적 전도도의 급격한 저하를 막으면서 굴절률의 감소를 가져올 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3의 본 발명의 일 실시 예 또는 다른 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지를 제조하는 방법에 있어서는, 단위 셀(미도시)간의 직렬연결을 위해서 레이저 스크라이빙(scribing) 등의 방법으로 투명전면전극을 코팅(S10)한 후, 복수의 단위전지층중에서 상부에 형성된 단위전지층을 형성(S50)한 후, 금속이면전극을 적층(S80)한 후에 각각 패터닝하는 단계(S20, S60, S90)를 거치게 된다.
따라서, 상기와 같이 대면적 태양전지 모듈을 형성하기 위해서 동일한 레이저 파장으로 각 단위전지 및 중간반사막을 동시에 레이저 패터닝하여 줌으로써, 탄뎀 박막 실리콘 태양전지를 양산함에 있어서 생산 수율(yield)을 높이고 양산라인의 레이아웃(layout)이 간소화될 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 일 실시 예 또는 다른 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지에 있어서, 복수의 단위전지가 p-i-n-p-i-n형 이중접합 박막 실리콘 태양전지인 경우와 p-i-n-p-i-n-p-i-n형 삼중접합 박막 실리콘 태양전지의 경우를 나누어서 살펴보기로 한다.
우선, 복수의 단위전지층이 형성된 p-i-n-p-i-n형 이중접합 박막 실리콘 태양전지인 경우에는 상층전지 증착과 하층전지 증착사이에 굴절률이 2.0근처인 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막을 형성한다.
그리고, 중간반사막이 적용될 수 있는 p-i-n-p-i-n형 이중접합 박막 실리콘 태양전지에 있어서 상층전지의 i형 광전변환층의 종류로는 수소화된 진성 비정질 실리콘(i-a-Si:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘(i-pc-Si:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘 다층막(i-pc-Si:H multilayer), 수소화된 진성 비정질 실리콘 카바이드(i-pc-SiC:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘카바이드(i-pc-SiC:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘카바이드 다층막(i-pc-SiC:H multilayer), 수소화된 진성 비정질 산화실리콘(i-a-SiO:H), 수소화된 진성 프로터결정 산화실리콘(i-pc-SiO:H), 수소화된 진성 프로터결정 산화실리콘 다층막(i-pc-SiO:H multilayer) 등이 있다.
또한, 하층전지의 i형 광전변환층의 종류로는 수소화된 진성 비정질 실리콘(i-a-Si:H), 수소화된 진성 비정질 실리콘게르마늄(i-a-SiGe:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘게르마늄(i-pc-SiGe:H), 수소화된 진성 나노결정 실리콘(i-nc-Si:H), 수소화된 진성 마이크로결정 실리콘(i-μc-Si:H), 수소화된 진성 마이크로결정 실리콘게르마늄(i-μc-SiGe:H) 등이 있다.
그리고, p-i-n-p-i-n-p-i-n형 삼중접합 박막 실리콘 태양전지의 경우에는, 상층전지 증착과 중간전지 증착사이에 굴절률이 2.0근처(1.5 내지 2.5)인 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막을 형성하고, 필요에 따라서는 중간전지 증착과 하층전지 증착 사이에도 굴절률이 2.0근처(1.5 내지 2.5)인 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막을 형성한다. 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘(n-μc-SiOx:H) 중간반사막을 형성한 후, 다음 단위전지 증착공정으로 이어진다.
또한, 중간반사막이 적용될 수 있는 p-i-n-p-i-n-p-i-n형 삼중접합 박막 실리콘 태양전지에 있어서, 상층전지의 i형 광전변환층의 종류로는 수소화된 진성 비정질 실리콘(i-a-Si:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘(i-pc-Si:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘 다층막(i-pc-Si:H multilayer), 수소화된 진성 비정질 실리콘 카바이드(i-pc-SiC:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘카바이드(i-pc-SiC:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘카바이드 다층막(i-pc-SiC:H multilayer), 수소화된 진성 비정질 산화실리콘(i-a-SiO:H), 수소화된 진성 프로터결정 산화실리콘(i-pc-SiO:H), 수소화된 진성 프로터결정 산화실리콘 다층막(i-pc-SiO:H multilayer) 등이 있다.
그리고, 중간전지(middle cell)의 i형 광전변환층으로는 수소화된 진성 비정질 실리콘게르마늄(i-a-SiGe:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘게르마늄(i-pc-SiGe:H), 수소화된 진성 나노결정 실리콘(i-nc-Si:H), 수소화된 진성 마이크로결정 실리콘(i-μc-Si:H), 수소화된 진성 마이크로결정 실리콘게르마늄카본(i-μc-SiGeC:H) 등이 있고, 하층전지의 i형 광전변환층으로는 수소화된 진성 비정질 실리콘게르마늄(i-a-SiGe:H), 수소화된 진성 프로터결정 실리콘게르마늄(i-pc-SiGe:H), 수소화된 진성 나노결정 실리콘(i-nc-Si:H), 수소화된 진성 마이크로결정 실리콘(i-μc-Si:H), 수소화된 진성 마이크로결정 실리콘게르마늄(i-μc-SiGe:H) 등이 있다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명 이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지를 제조하는 방법을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법을 나타내는 순서도이다.

Claims (27)

  1. 투명기판상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층을 포함하는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층중 2개의 단위전지층 사이에 형성된 중간반사막을 포함하고,
    상기 중간반사막은 2개의 단위전지층 사이의 산소농도가 상기 중간반사막의 형성방향에 따라 점점 커지도록 프로파일되어 형성되는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막은 10 내지 100nm 두께로 형성되는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막은 굴절률이 1.5 내지 2.0인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막은 비 저항이 102 내지 105 Ω·㎝인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 n형 층은 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H)층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층중 상기 중간반사막이 형성되는 하부의 단위전지층중 i형 광전변환층은 수소화된 비정질 실리콘을 포함하는 단위전지층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층중 상기 중간반사막상에 형성되는 상부의 단위전지층중 i형 광전변환층은 수소화된 비정질 실리콘 또는 수소화된 마이크로 결정 실리콘을 포함하는 단위전지층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층 상에 적층되는 금속이면전극을 더 포함하는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  9. 제1항, 제6항 내지 제8항중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층은 2개의 단위전지층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  10. 제1항, 제6항 내지 제8항중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층은 3개의 단위전지층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
  11. 투명기판상에 투명전면전극층을 코팅하는 단계;
    상기 투명전면전극층의 일부를 제거하고 상기 투명전면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 투명전면전극을 형성하는 단계;
    상기 복수의 투명전면전극상 및 상기 투명전면전극층의 분리홈상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층을 형성하는 단계;
    상기 복수의 단위전지층의 일부를 제거하고 상기 단위전지층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 단위전지를 형성하는 단계;
    상기 복수의 단위전지층상 및 상기 단위전지층의 분리홈상에 금속이면전극층을 적층하는 단계; 및
    상기 금속이면전극층의 일부를 제거하고 상기 금속이면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 금속이면전극을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 단위전지층을 형성하는 단계는, 상기 복수의 단위전지층중 2개의 단위전지층 사이에 수소화된 n형 마이크로결정 산화실리콘 중간반사막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 중간반사막은 박막내에 이산화탄소를 유입하고 상기 유입된 이산화탄소의 유량을 조절하여 산소농도가 상기 중간반사막의 형성방향에 따라 점점 커지도록 프로파일되어 형성되는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중간반사막은, 굴절률이 1.5 내지 2.5인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 중간반사막은 10 내지 100nm 두께인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 중간반사막은, 비 저항이 102 내지 105 Ω·㎝인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층은 2층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층은 3층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 n형 층은 30 내지 50nm 두께의 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 중간반사막을 형성하는 단계는, 상기 n형 층을 적층하는 때와 동일한 원료가스, 증착온도, 및 증착압력을 가지며, 동일 챔버내에서 상기 이산화탄소를 유입하는 것을 특징으로 하는 탄뎀 박막 태양전지의 제조방법.
  19. 투명기판상에 투명전면전극층을 코팅하는 단계;
    상기 투명전면전극층의 일부를 제거하고 상기 투명전면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 투명전면전극을 형성하는 단계;
    상기 복수의 투명전면전극상 및 상기 투명전면전극층의 분리홈상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층을 형성하는 단계;
    상기 복수의 단위전지층의 일부를 제거하고 상기 단위전지층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 단위전지를 형성하는 단계;
    상기 복수의 단위전지층상 및 상기 단위전지층의 분리홈상에 금속이면전극층을 적층하는 단계; 및
    상기 금속이면전극층의 일부를 제거하고 상기 금속이면전극층의 분리홈을 형성하여 분리된 복수의 금속이면전극을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 단위전지층을 형성하는 단계는, 상기 복수의 단위전지층 사이에 산소 또는 이산화탄소를 유입하고, 상기 유입된 산소 또는 이산화탄소를 플라즈마 턴온에 의하여 n형 층을 산화시켜 수소화된 n형 마이크로 결정 산화실리콘 중간반사막을 형성하는 단계를 더 포함하는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 중간반사막은, 굴절률이 1.5 내지 2.5인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 중간반사막은 10 내지 100nm 두께인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 중간반사막은, 비 저항이 102 내지 105 Ω·㎝인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층은 2층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 단위전지층은 3층인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 중간반사막을 형성하는 단계 전의 상기 n형 층은 40 내지 150nm 두께의 수소화된 n형 마이크로결정 실리콘(n-μc-Si:H) 박막인 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 중간반사막을 형성하는 단계는, 상기 n형 층을 적층할 때의 증착온도는 유지하고, 원료가스를 배기시킨 후, 동일 챔버내에서 상기 산소 또는 상기 이산화탄소를 유입하는 것을 특징으로 하는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지의 제조방법.
  27. 투명기판상에 코팅된 투명전면전극층의 일부를 제거하고 상기 투명전면전극층의 분리홈을 형성한 후, 상기 분리홈에 의하여 분리된 복수의 투명전면전극;
    상기 복수의 투명전면전극 상 및 상기 투명전면전극층의 분리홈 상에 p형 창층, i형 광전변환층, n형 층이 차례로 적층된 단위전지층이 복수 개로 형성된 복수의 단위전지층의 일부를 제거하고 상기 단위전지층의 분리홈을 형성한 후, 상기 분리홈에 의하여 분리된 복수의 단위전지; 및
    상기 복수의 단위전지 상 및 상기 단위전지층의 분리홈 상에 적층된 금속이면전극층의 일부를 제거하고 상기 금속이면전극층의 분리홈을 형성한 후, 상기 분리홈에 의하여 형성된 복수의 금속이면전극을 포함하되,
    상기 복수의 단위전지층은, 상기 복수의 단위전지층 사이에 형성된 수소화된 n형 마이크로 결정 산화실리콘 중간반사막을 더 포함하고,
    상기 중간반사막은, 상기 복수의 단위전지층 사이에 산소 또는 이산화탄소를 유입하고, 상기 유입된 산소 또는 이산화탄소를 플라즈마 턴온에 의하여 n형 층을 산화시켜 형성되는 탄뎀 박막 실리콘 태양전지.
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