KR100989077B1 - 페이스트를 이용한 태양전지용 박막의 제조방법 및 이에의해 수득된 태양전지용 박막 - Google Patents
페이스트를 이용한 태양전지용 박막의 제조방법 및 이에의해 수득된 태양전지용 박막 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100989077B1 KR100989077B1 KR1020080017727A KR20080017727A KR100989077B1 KR 100989077 B1 KR100989077 B1 KR 100989077B1 KR 1020080017727 A KR1020080017727 A KR 1020080017727A KR 20080017727 A KR20080017727 A KR 20080017727A KR 100989077 B1 KR100989077 B1 KR 100989077B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- precursor
- cigs
- copper indium
- thin film
- selenium
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N copper indium Chemical compound [Cu].[In] HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 22
- QNWMNMIVDYETIG-UHFFFAOYSA-N gallium(ii) selenide Chemical compound [Se]=[Ga] QNWMNMIVDYETIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- UIPVMGDJUWUZEI-UHFFFAOYSA-N copper;selanylideneindium Chemical compound [Cu].[In]=[Se] UIPVMGDJUWUZEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000012691 Cu precursor Substances 0.000 claims description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical group CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 4
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 claims description 4
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 4
- YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Chemical compound CC(N)=S YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Natural products CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 claims description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004181 carboxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- -1 polypropylene carbonate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000379 polypropylene carbonate Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical group [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 15
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 150000001356 alkyl thiols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229940065287 selenium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000003343 selenium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
- C01B19/002—Compounds containing, besides selenium or tellurium, more than one other element, with -O- and -OH not being considered as anions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
- H01L31/1844—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/544—Solar cells from Group III-V materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 CIGS(구리인듐갈륨셀렌)계 또는 CIS(구리인듐셀렌)계 태양전지로 통칭되는, IB족, IIIA족 및 VIA족의 원소들을 포함하는 물질을 빛 흡수층으로 이용하는 박막 태양전지용 CIGS 또는 CIS계 분말 또는 박막 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 CIS 또는 CIGS계 박막을 기존의 제조 방법에 사용되던 진공 증착 방법이 아닌 페이스트 코팅법을 이용하여 제조함으로써, 태양전지 생산시의 원료의 손실을 줄이고 대량 생산 및 대면적화를 가능하게 한다. 본 발명에 따르면, 특히 유독 기체를 이용한 셀렌화(selenization) 공정 대신에 대기 방출 위험이 적은 Se 전구체를 이용하기 때문에 보다 안전한 저가의 박막 제조가 가능하다.
박막 태양전지, CIGS, CIS, Cu(In,Ga)Se2, 칼코파이라이트, 페이스트
Description
본 발명은 박막 태양전지에서 빛 흡수층으로 응용될 수 있는 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
태양광으로부터 직접적으로 전기를 생산할 수 있는 태양전지는 청정에너지를 안전하게 생산할 수 있다는 점에서 가장 주목받는 미래 에너지 생산 방법이라고 할 수 있다. 이러한 태양전지의 제작을 위해 다양한 종류의 무기, 유기물 반도체들이 응용되고 있으나 현재까지 상업화 단계까지 도달한 대표적인 예는 실리콘(Si)을 주 소재로 사용하는 실리콘 태양전지와 CIGS 계열의 박막 태양전지이다.
실리콘 태양전지는 높은 광전환 효율을 보인다는 장점이 있지만 고가의 제조비용이 들기 때문에, 이를 대체하기 위한 보다 얇은 박막 적용이 가능한 화합물 반도체를 이용하는 박막 태양전지의 제조에 대한 관심이 높다.
대표적인 박막 태양전지로는 CIS 또는 CIGS로 알려져 있는 IB족, IIIA족 및 VIA족의 원소들을 포함하는 물질을 빛 흡수 층으로 이용하는 박막 태양전지를 들 수 있다. 이러한 종류의 태양전지는 일반적으로 Cu(In,Ga)Se2의 조성을 갖는 빛 흡수 박막 층과 CdS 또는 그 밖의 n-type 화합물 반도체로 이루어진 버퍼(buffer) 박막 층이 가장 핵심적인 구성 요소라 할 수 있고, 특히 CIS 또는 CIGS 빛 흡수 층은 이러한 태양전지의 성능을 결정짓는 가장 중요한 요소라고 할 수 있다.
상기 CIS 또는 CIGS 빛 흡수 층은 주로 Se 기체 분위기에서 금속 원소들의 동시증발법을 이용하여 제조하거나 Cu-Ga-In 합금 층을 진공 증착한 후 마지막으로 셀렌화 공정을 통해 제조하고 있는데, 이 때문에 대면적화가 어렵다는 점과 독성물질인 셀렌화합물을 기체 상태로 사용하는 것으로 인해 대기 오염 가능성이 높다는 큰 단점이 있다. 또한, 이러한 방법을 통해 제조된 CIGS 태양전지는 높은 광전환 효율을 보이나 진공 장비를 이용해야 한다는 점과 원료 금속의 손실이 많다는 점 등에서 고비용 CIGS 박막 제조 공정이라고 할 수 있다.
한편, 진공 장비를 이용하지 않는 저가의 박막 제조 방법으로 금속의 전구체들을 이용하는 화학적 분무열분해법, 페이스트 코팅법 등의 방법이 알려져 있으나 [Kapur 등의 미국 특허 제 6,127,202 호, 및 Ishihara 등의 미국 특허 제 5,910,336호 등 참조], 이들 방법 역시 최종적으로 유독 기체인 H2Se 또는 Se 기체를 이용해 셀렌화(selenization)를 하는 공정이 수반되는 문제점을 가지고 있다.
CIGS 태양전지의 대량 생산과 대면적화를 위해서는 저가의 프린팅 공정의 개 발이 중요하다. 이러한 공정 개발을 위해서는 구성요소, 즉 빛 흡수 층이 페이스트 또는 잉크 상태에서 증착되어야 하기 때문에 CIGS 원료 물질의 페이스트 또는 잉크 제조는 매우 중요한 기술이다.
따라서, 본 발명의 목적은 저가의 인쇄가능한(printable), 태양전지 제작용 CIGS 또는 CIS 페이스트 또는 잉크를 제조하여 셀렌화 공정을 거치지 않고 CIGS 또는 CIS 박막을 제조하는 기술을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, (1) Cu 전구체, In 전구체 및 임의로 Ga 전구체를 혼합하고, 이를 임의로 열처리하여, 전구체 혼합물 또는 산화물을 수득하는 단계, (2) 상기 (1)에서 수득된 전구체 혼합물 또는 산화물과 Se 전구체 화합물을 혼합한 후 용매 중에서 교반반응시켜 페이스트를 수득하는 단계, 및 (3) 수득된 페이스트를 기판 상에 코팅한 후 불활성 기체 또는 환원성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 방법에 의해 제조된 CIS계 또는 CIGS계 박막 및 이를 포함하는 태양전지를 본 발명 범위 내에 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 페이스트 또는 잉크를 이용하여 CIGS계 또는 CIS계 박막을 제조하게 되면 진공장비를 이용할 필요가 없고 금속 원료의 소 모를 최소화함으로써 저비용 공정을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 유독 기체를 사용해야 하는 셀렌화 과정을 생략할 수 있기 때문에 공정의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한 다양한 종류의 기판에 응용될 수 있을 뿐만 아니라 구성 금속 조성의 조절이 용이하여 필요에 따라 조성에 따른 에너지 띠 간격(energy band gap)을 조절함으로써 태양전지의 전압, 전류의 조절이 가능하다.
본원에 기재된 CIS 또는 CIGS는 Cu(In,Ga)Se2로 나타내어지는 구리인듐셀렌 또는 구리인듐갈륨셀렌 박막을 나타낸다.
본 발명의 특징인 CIS 또는 CIGS 페이스트(paste) 또는 잉크(ink)의 제조와 이를 이용한 CIS 또는 CIGS 박막 제조에 관한 구성을 도 1을 참조로 하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 방법에 따르면, 단계 (1)로서, Cu 전구체, In 전구체, 및, 임의로, Ga 전구체를 준비하여, 이들을 혼합하거나(100), 또는 임의로 추가로 열처리하여 산화물로 전환시킴(101)으로써, CI 또는 CIG 전구체 혼합물 또는 산화물을 수득한다. 이때, Cu 전구체, In 전구체, 및 Ga 전구체 간의 사용 몰비는 1:0.5 내지 2:0 내지 2, 바람직하게는 약 0.95:1:1일 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 Cu, In, Ga의 전구체로는 이들 금속 각각 또는 이들 중 2종 이상의 합금들의 수산화물, 질산염, 황산염, 아세트산염, 염화물, 아세 틸아세토네이트, 포름산염 등의 염, 및 산화물을 사용할 수 있다.
상기 전구체들은 물 또는 알코올류 등의 용매에 분산된 수성 또는 유기 분산액 형태로 혼합될 수 있고, 혼합 중에 임의로, 산 또는 염기를 사용하여 pH를 예를 들면 0 초과 내지 10, 바람직하게는 4 내지 9 범위로 적절히 조절할 수 있다.
상기 전구체들의 열처리는 예를 들면 상온에서 건조한 후 500 내지 900 ℃ 범위, 바람직하게는 650 내지 800℃ 범위에서의 소성함으로써 수행될 수 있다.
이어서, 단계 (2)로서, 상기 CI 또는 CIG 전구체 혼합물 또는 산화물을 Se 금속의 전구체 화합물과 혼합하여 CIS 또는 CIGS 전구체 혼합물을 얻고(102, 103), 이를 수성, 알콜성, 카보네이트계, 또는 글리콜류계 용매 중에서 교반반응시켜 CIS 또는 CIGS 전구체 페이스트 또는 잉크를 제조한다(105). 이때, 상기 Se 전구체는 CI 또는 CIG 전구체 혼합물에 대해 0.5 내지 2 몰량으로 사용할 수 있다.
상기 Se 전구체 화합물로는 용매 중에서 Se 금속 이온을 생성할 수 있는 화합물들이 이용 가능하며, 예로서 SeCl4, SeS2, Na2Se, Na2SeO3, Na2SeO3 ㆍ5H2O 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 상기 혼합 및 교반반응 과정 또한 상기 단계 (1)에서와 마찬가지로 용매에 분산된 형태로 수행될 수 있고, pH의 조절 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 혼합 및 교반반응 과정시 전구체 혼합물에는 최종 수득되는 페이스트 또는 잉크의 사용 목적에 따라 분산제 및 바인더 중 1종 이상의 성분을 첨가할 수 있다.
상기 분산제 또는 바인더는 당업계에 공지된 모든 것 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으며, 분산제의 예로는 α-터피에놀, 에틸렌글리콜, 티오아세트아미드 등이 있고, 바인더의 예로는 에틸 셀룰로스, 팔미트산, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌카보네이트 등이 있다. 상기 분산제 또는 바인더의 사용량은 통상적인 것으로서, 제한이 없으며, 전구체 혼합물의 총량을 기준으로 각각 약 10 내지 400 중량% 범위일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 페이스트 또는 잉크에 추가로 황(sulfur) 성분을 혼입시킬 수 있으며, 이를 위해 황 함유 유기 화합물을 사용할 수 있다. 상기 황 성분의 첨가는 효율의 향상을 위한 것으로, 일반적으로 H2S 기체를 이용하여 박막에 황을 첨가하는 방법이 있으며, 또한 알킬티올(RSH, 여기서 R은 알킬 또는 카복시알킬이다) 또는 티오아세트아미드(thioacetamide) 등의 화합물을 페이스트 또는 잉크에 첨가하는 방법으로도 가능하며, 이때 황 성분 사용량은 전구체 혼합물의 총량을 기준으로 약 1 내지 100 중량% 범위일 수 있다.
본 발명에 따르면, 원료 금속 전구체 혼합물은, 최종 박막이 태양전지에 사용될 경우의 전지의 효율 향상을 위해 도펀트(dopant) 성분을 추가로 포함할 수도 있으며, 그러한 도펀트 성분으로는 Na, K, Ni, P, As, Sb 및 Bi 등의 금속 성분 또는 이들의 조합을 이용할 수 있다. 상기 도펀트 성분은 반응계에서 해당 금속 이온을 생성할 수 있는 화합물들이면 모두 이용 가능하며, 페이스트 또는 잉크 제조시기에 첨가하며, 사용량은 전구체 혼합물의 총량을 기준으로 약 0.01 내지 10 중 량% 범위가 적합하다.
한편, 상기 102 또는 103 공정에 의해 얻어진 CIS 또는 CIGS 전구체 혼합물을 자체로 먼저 열처리를 수행하여 분말을 얻은 후(104), 이를 용매 중에 분산시키고 분산제, 바인더 등을 첨가하여 페이스트 또는 잉크를 제조할 수도 있다. 상기 분말을 얻기 위한 열처리는 환원 기체 분위기에서 200 내지 700℃, 바람직하게는 350 내지 550 ℃의 온도 범위에서 진행될 수 있다.
다음으로, 단계 (3)으로서, 얻어진 페이스트 또는 잉크를 기판 상에 코팅한 후 열처리하여 CIS계 또는 CIGS계 박막을 제조한다(106). 이때, 상기 기판은 전도성을 갖는 물질로서 소성 온도, 예를 들면 300℃ 이상의 온도에서 견딜 수 있는 모든 물질이 가능하며, 예로서 ITO(인듐주석산화물) 또는 FTO(불소-도핑된 인듐주석산화물) 유리, 금속 포일, 금속 판, 및 전도성 고분자 물질이 이용될 수 있고, 또한 비전도성 기판에 전도성 박막 층이 형성된 형태의 기판이 사용될 수도 있다.
상기 코팅은 통상의 방법에 따라, 예를 들면 닥터 블레이드 코팅법, 스크린 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법, 페인트 코팅법 등을 사용하여 수행될 수 있으며, 코팅 두께는 0.5 내지 10 ㎛ 범위일 수 있다.
얻어진 코팅물의 열처리는 불활성 기체 및/또는 환원성 기체 분위기, 예를 들면 수소/아르곤 같은 수소와 불활성 기체의 혼합 기체 분위기에서, 200 내지 700℃, 바람직하게는 350 내지 550 ℃의 온도 범위에서 진행된다.
본 발명에 따라 수득된 CIS 또는 CIGS 분말 및 박막은 결정성이 좋고, 입자 크기가 커서 막형성의 치밀성에, 예컨대 핀-홀 등의 문제를 거의 일으키지 않으며, 따라서 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 CIS 또는 CIGS계 박막 형성 방법은 기존의 제조 방법에 사용되던 진공 증착 방법이 아닌 페이스트 (paste) 또는 잉크(ink)를 이용하는 방법으로, CIGS 또는 CIS 태양전지 생산시의 원료의 손실을 줄이고 대량 생산 및 대면적화가 가능하며, 유독 기체를 사용하지 않는 안전한 방법으로 저가로 박막 제조가 가능하다는 효과를 제공한다.
본 발명의 방법은 CIS 또는 CIGS 계 박막 이외의 IB족, IIIA족 및 VIA족의 원소들을 포함하는 태양전지용 빛흡수층 박막의 제작에도 유용하게 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구성 및 특성을 이하 실시예를 참조하여 설명하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 한정하는 것은 아니다.
실시예 1: CIG 산화물로부터 CIGS 박막 증착
먼저, CIG 산화물을 합성하기 위해, Cu(NO3)2ㆍ3H2O 7.77 g (0.0334 mol), Ga(NO3)2ㆍxH2O 8.70 g (0.034 mol), In(NO3)2ㆍxH2O 10.23 g (0.034 mol)을 물에 녹인 후, 1M의 NaOH를 이용해 용액의 pH를 7로 유지하며 하루 동안 숙성시켰다. 침전물을 여과하여 하루 동안 110℃에서 건조시킨 후 800℃에서 5시간 소성하여 CIG 산화물(CuInGaO4)을 얻었다. 얻어진 CIG 산화물의 X선 회절분석(XRD) 패턴을 도 2 에 나타내었다.
상기와 같이 합성된 CIG 산화물 0.83g (0.0027 mol)을 SeCl4 1.17g(0.0053 mol)과 함께 에탄올 50ml에 넣고 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 한편, 분산제인 α-터피에놀(terpienol) 10g과 바인더인 에틸 셀룰로오즈 0.75g을 에탄올 25ml에 녹인 후, 이를 앞에서 얻은 전구체 에탄올 용액과 혼합하여 교반하였다. 이후 40℃에서 용매인 에탄올을 증발시켜 CIGS 전구체의 페이스트를 수득하였다.
이 페이스트를 닥터 블레이드(doctor blade) 코팅 방법으로 유리 기판에 코팅한 후 수소/아르곤 혼합 기체(5% 수소) 분위기 하에서 400℃에서 40분 간 열처리하여 CIGS 박막을 얻었으며, 이의 XRD 패턴을 분석하여 도 3에 나타내었다.
상기 XRD 패턴 분석은 일본 시마쥬(Shimadzu) 사의 XRD-6000을 사용하여 수행하였으며, CIGS 특성에 해당하는 (112) 피크와 (220)/(204) 피크 존재로부터 CIGS 박막이 제조되었음을 확인할 수 있다.
실시예 2: Cu, In, Ga, Se 전구체 혼합물로부터 CIGS 박막 증착
Cu(NO3)2ㆍ3H2O, Ga(NO3)2ㆍxH2O, 및 In(NO3)2ㆍxH2O를 1:0.6:0.8의 몰비로 에탄올에서 혼합한 시료를 준비하였다. 이 혼합 용액에 SeCl4 1.17g(0.0053 mol)을 넣고 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 한편, 분산제인 α-터피에놀 10g과 바인더인 에틸 셀룰로오즈 0.75g을 에탄올 25ml에 녹인 후, 앞에서 만든 전구체 용액과 혼합하여 교반 하였다. 이후, 40℃에서 용매를 증발시켜 CIGS 전구체의 페이스트 를 얻어, 이를 닥터 블레이드 코팅 방법으로 유리 기판에 코팅한 후 수소/아르곤 혼합 기체 분위기 하에서 400℃에서 40분 간 열처리하여 CIGS 박막을 얻었다. 수득된 CIGS 박막의 XRD 패턴 분석 결과를 도 4에 나타내었다.
상기 XRD 분석은 일본 시마쥬 사의 XRD-6000을 사용하여 수행하였으며 CIGS 특성에 해당하는 (112) 피크와 (220)/(204) 피크의 존재로부터 CIGS 박막이 제조되었음을 확인할 수 있다.
실시예 3: CIGS 분말의 합성
실시예 1에서와 같이 수행하여 합성된 CIG 산화물(CuInGaO4) 0.83g (0.0027 mol)을 SeCl4 1.17g(0.0053 mol)과 함께 에탄올 50ml에 넣고 완전히 용해될 때까지 교반하여 CIGS 전구체 혼합물을 얻었다. 한편, 에탄올 25ml에 분산제인 α-터피에놀(terpienol) 10g을 혼합한 용액을 만들어, 이를 상기 CIGS 전구체 혼합물과 함께 교반하였다. 이후, 40℃에서 용매를 증발시킨 후 수소/아르곤 혼합 기체 분위기 하에서 400℃에서 40분 간 열처리하여 CIGS 분말을 합성하였다.
수득된 CIGS 분말의 XRD 패턴 분석 결과를 도 5에 나타내었다. 상기 XRD 패턴 분석은 일본 시마쥬(Shimadzu) 사의 XRD-6000을 사용하여 수행하였으며, CIGS 특성에 해당하는 (112) 피크와 (220)/(204) 피크 존재로부터 CIGS 물질이 제조되었음을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 CIS 또는 CIGS계 박막 제조 과정을 보여주는 블록도이고,
도 2는 Cu, In, 및 Ga의 질산염 전구체들로부터 합성된 CIG 산화물(CuInGaO4)의 XRD 패턴이고,
도 3은 CIG 산화물과 Se 전구체의 반응을 통해 합성된 CIGS 전구체 혼합물을 유리 기판을 증착시킨 후 환원 조건에서 소성하여 얻은 CIGS계 박막의 XRD 패턴이고,
도 4는 Cu, In, 및 Ga의 각각의 질산염 전구체와 Se 전구체를 직접 반응시켜 CIGS 전구체 혼합물을 얻은 후, 이를 유리 기판에 증착시켜 환원 조건에서 소성하여 얻은 CIGS계 박막의 XRD 패턴이고,
도 5는 CIG 산화물과 Se 전구체의 반응을 통해 합성된 CIGS 전구체 혼합물을 환원 조건에서 소성하여 얻은 CIGS계 분말의 XRD 패턴이다.
Claims (21)
- (1) Cu 전구체와 In 전구체를 혼합하거나, 또는 Cu 전구체, In 전구체 및 Ga 전구체를 혼합하여 전구체 혼합물을 수득하거나, 상기 전구체 혼합물을 열처리하여 전구체 산화물을 수득하는 단계,(2) 수득된 전구체 혼합물 또는 전구체 산화물과, Se 전구체를 혼합한 후 수성 또는 알콜성 용매 중에서 교반반응시켜 페이스트를 수득하는 단계, 및(3) 수득된 페이스트를 기판 상에 코팅한 후 불활성 기체 또는 환원성 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 Cu 전구체, In 전구체 또는 Ga 전구체가, 용매 중에서 각 금속 이온을 생성할 수 있는, 각 금속 이온들 또는 이들 조합의 수산화물, 질산염, 황산염, 아세트산염, 염화물, 아세틸아세토네이트, 포름산염 또는 산화물임을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 Cu 전구체, In 전구체 및 Ga 전구체가 1 : 0.5 내지 2 : 0 내지 2의 몰비로 사용됨을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 Se 전구체가, 용매 중에서 Se 금속 이온을 생성할 수 있는, SeCl4, SeS2, Na2Se, Na2SeO3, Na2SeO3ㆍ5H2O 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (2)에서, 전구체 혼합물 또는 산화물과 Se 전구체 화합물이 1: 0.5 내지 2 의 몰비로 사용됨을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (1)에서 열처리를 500 내지 900℃ 범위의 온도에서 수행함을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (1)에서 각 금속의 전구체들을 물 또는 알코올류에 분산시켜 혼합하고, 이때 pH를 0 초과 내지 10 범위로 조절하는 것을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (2)에서, 혼합된 전구체 화합물들을 용매중에서 교반반응시키기 전에 먼저 열처리를 수행하여 CIGS 분말을 얻어, 이 분말을 용매 중에 분산시켜 페이스트를 수득함을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (2)에서 분산제 및 바인더 중의 1종 이상의 성분을 첨가하는 것을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 분산제가 α-터피에놀, 에틸렌글리콜, 티오아세트아미드 또는 이들의 조합임을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 9항에 있어서,상기 바인더가 에틸 셀룰로스, 팔미트산, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌카보네이트 또는 이들의 조합임을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (1) 또는 단계 (2)에서 황 함유 유기 화합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 12항에 있어서,상기 황 함유 유기 화합물이 H2S, RSH(여기서, R은 알킬 또는 카복시알킬기임) 또는 티오아세트아미드(thioacetamide)임을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (1) 또는 단계 (2)에서 Na, K, Ni, P, As, Sb, 또는 Bi 성분, 또는 이들의 조합을 도펀트(dopant)로서 첨가하는 것을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (3)에서, 페이스트를 닥터 블레이드 코팅, 스핀 코팅, 스크린 프린팅, 스프레이 코팅, 및 페인트 코팅 중에서 선택된 코팅법에 의해 코팅하는 것을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (3)에서, 열처리를 200 내지 700℃ 범위의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 단계 (3)에서, 환원성 분위기가 수소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 CIS계 또는 CIGS계 박막의 두께가 0.5 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 박막의 제조 방법.
- 삭제
- (1) Cu 전구체와 In 전구체를 혼합하거나, 또는 Cu 전구체, In 전구체 및 Ga 전구체를 혼합하여 전구체 혼합물을 수득하거나, 상기 전구체 혼합물을 열처리하여 전구체 산화물을 수득하는 단계, 및(2) 수득된 전구체 혼합물 또는 전구체 산화물과, Se 전구체를 혼합한 후 200 내지 700℃ 범위의 온도 및 불활성 기체 또는 환원성 분위기 하에서 열처리하는 단계를 포함하는, 구리인듐셀렌(CIS)계 또는 구리인듐갈륨셀렌(CIGS)계 분말의 제조 방법.
- 삭제
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080017727A KR100989077B1 (ko) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | 페이스트를 이용한 태양전지용 박막의 제조방법 및 이에의해 수득된 태양전지용 박막 |
| US12/261,566 US8617642B2 (en) | 2008-02-27 | 2008-10-30 | Preparation of thin film for solar cell using paste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080017727A KR100989077B1 (ko) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | 페이스트를 이용한 태양전지용 박막의 제조방법 및 이에의해 수득된 태양전지용 박막 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090092471A KR20090092471A (ko) | 2009-09-01 |
| KR100989077B1 true KR100989077B1 (ko) | 2010-10-25 |
Family
ID=40998581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080017727A KR100989077B1 (ko) | 2008-02-27 | 2008-02-27 | 페이스트를 이용한 태양전지용 박막의 제조방법 및 이에의해 수득된 태양전지용 박막 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8617642B2 (ko) |
| KR (1) | KR100989077B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101197228B1 (ko) * | 2010-12-29 | 2012-11-02 | 재단법인대구경북과학기술원 | 화합물 반도체 태양전지의 광흡수층 제조방법 |
| KR101317835B1 (ko) * | 2011-04-07 | 2013-10-15 | 전북대학교산학협력단 | 수용액법을 이용한 ｃｉｇ 박막의 셀렌화 및 황산화 방법 |
| US8759142B2 (en) | 2011-08-22 | 2014-06-24 | Korea Institute Of Science And Technology | Method for producing thin-film light-absorbing layer and method for manufacturing thin-film solar cell including the same |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7922804B2 (en) * | 2009-03-25 | 2011-04-12 | Jenn Feng Industrial Co., Ltd. | Method for preparing sol-gel solution for CIGS solar cell |
| US20110067998A1 (en) * | 2009-09-20 | 2011-03-24 | Miasole | Method of making an electrically conductive cadmium sulfide sputtering target for photovoltaic manufacturing |
| KR101039667B1 (ko) * | 2009-12-18 | 2011-06-09 | 한국세라믹기술원 | Ｃｉｇｓ 광흡수층 제조방법 |
| US20110162696A1 (en) * | 2010-01-05 | 2011-07-07 | Miasole | Photovoltaic materials with controllable zinc and sodium content and method of making thereof |
| WO2011146115A1 (en) | 2010-05-21 | 2011-11-24 | Heliovolt Corporation | Liquid precursor for deposition of copper selenide and method of preparing the same |
| EP2588407A1 (en) | 2010-07-02 | 2013-05-08 | Umicore | Selenide powders and manufacturing process |
| WO2012023973A2 (en) | 2010-08-16 | 2012-02-23 | Heliovolt Corporation | Liquid precursor for deposition of indium selenide and method of preparing the same |
| KR101075873B1 (ko) * | 2010-10-04 | 2011-10-25 | 한국에너지기술연구원 | 페이스트 또는 잉크를 이용한 구리인듐셀렌계 또는 구리인듐갈륨셀렌계 박막의 제조 방법 |
| CN102024878A (zh) * | 2010-11-03 | 2011-04-20 | 上海联孚新能源科技有限公司 | 一种太阳能电池用铜铟镓硫薄膜的制备方法 |
| EP2511237B1 (en) * | 2010-12-07 | 2016-11-02 | Dowa Holdings Co., Ltd. | Chalcogen compound powder, chalcogen compound paste, chalcogen compound powder manufacturing method, chalcogen compound paste manufacturing method and chalcogen compound thin film manufacturing method |
| CN102418072B (zh) * | 2011-10-11 | 2013-03-20 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 铜铟镓硒薄膜太阳能电池的光吸收层的制备方法 |
| KR101367760B1 (ko) * | 2012-02-02 | 2014-02-28 | 한국에너지기술연구원 | 저온의 녹는점을 갖는 플럭스를 이용한 태양전지용 ｃｉ（ｇ）ｓ계 박막의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 ｃｉ（ｇ）ｓ계 박막 |
| KR101327538B1 (ko) * | 2012-05-25 | 2013-11-08 | 한국과학기술연구원 | 충진밀도가 향상된 구리인듐셀렌계 화합물 박막의 제조 방법 |
| US9105797B2 (en) * | 2012-05-31 | 2015-08-11 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Liquid precursor inks for deposition of In—Se, Ga—Se and In—Ga—Se |
| KR101389835B1 (ko) * | 2012-09-13 | 2014-04-30 | 한국과학기술연구원 | 다단계 페이스트 코팅법을 이용한 태양전지용 찰코파이라이트 화합물계 박막의 제조방법 |
| KR101382486B1 (ko) * | 2012-10-24 | 2014-04-08 | 한국과학기술연구원 | 페이스트 코팅법에 의해 제조된 양면 박막 태양전지 |
| US20140117293A1 (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-01 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Coating solution for forming light-absorbing layer, and method of producing coating solution for forming light-absorbing layer |
| KR101482786B1 (ko) * | 2013-04-09 | 2015-01-19 | 한국교통대학교산학협력단 | 산화인듐을 이용한 ｃｉｇｓ 광흡수층 제조방법 |
| US9105798B2 (en) * | 2013-05-14 | 2015-08-11 | Sun Harmonics, Ltd | Preparation of CIGS absorber layers using coated semiconductor nanoparticle and nanowire networks |
| US8999746B2 (en) | 2013-08-08 | 2015-04-07 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Method of forming metal chalcogenide dispersion, metal chalcogenide dispersion, method of producing light absorbing layer of solar cell, method of producing solar cell |
| US10714269B2 (en) | 2014-11-20 | 2020-07-14 | Brown University | Method of making coated substrates |
| CN105632903A (zh) * | 2016-01-12 | 2016-06-01 | 苏州瑞晟纳米科技有限公司 | 制备高效铜铟镓硒太阳能电池的钠钾共掺杂技术 |
| CN114904744B (zh) * | 2022-04-14 | 2023-07-04 | 南京邮电大学 | 一种制备铜铟硒薄膜的刮涂方法及其应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050183767A1 (en) * | 2004-02-19 | 2005-08-25 | Nanosolar, Inc. | Solution-based fabrication of photovoltaic cell |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4192721A (en) * | 1979-04-24 | 1980-03-11 | Baranski Andrzej S | Method for producing a smooth coherent film of a metal chalconide |
| US4536607A (en) * | 1984-03-01 | 1985-08-20 | Wiesmann Harold J | Photovoltaic tandem cell |
| US6268014B1 (en) * | 1997-10-02 | 2001-07-31 | Chris Eberspacher | Method for forming solar cell materials from particulars |
| US20070169813A1 (en) * | 2004-02-19 | 2007-07-26 | Nanosolar, Inc. | High-throughput printing of semiconductor precursor layer from microflake particles |
| US20070169812A1 (en) * | 2004-02-19 | 2007-07-26 | Nanosolar, Inc. | High-throughput printing of semiconductor precursor layer from nanoflake particles |
| US20070169811A1 (en) * | 2004-02-19 | 2007-07-26 | Nanosolar, Inc. | High-throughput printing of semiconductor precursor layer by use of thermal and chemical gradients |
| US7306823B2 (en) * | 2004-09-18 | 2007-12-11 | Nanosolar, Inc. | Coated nanoparticles and quantum dots for solution-based fabrication of photovoltaic cells |
| US7700464B2 (en) * | 2004-02-19 | 2010-04-20 | Nanosolar, Inc. | High-throughput printing of semiconductor precursor layer from nanoflake particles |
| US8048477B2 (en) * | 2004-02-19 | 2011-11-01 | Nanosolar, Inc. | Chalcogenide solar cells |
| US7227066B1 (en) * | 2004-04-21 | 2007-06-05 | Nanosolar, Inc. | Polycrystalline optoelectronic devices based on templating technique |
| WO2007092293A2 (en) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Basol Bulent M | Method of forming copper indium gallium containing precursors and semiconductor compound layers |
-
2008
- 2008-02-27 KR KR1020080017727A patent/KR100989077B1/ko active IP Right Grant
- 2008-10-30 US US12/261,566 patent/US8617642B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050183767A1 (en) * | 2004-02-19 | 2005-08-25 | Nanosolar, Inc. | Solution-based fabrication of photovoltaic cell |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101197228B1 (ko) * | 2010-12-29 | 2012-11-02 | 재단법인대구경북과학기술원 | 화합물 반도체 태양전지의 광흡수층 제조방법 |
| KR101317835B1 (ko) * | 2011-04-07 | 2013-10-15 | 전북대학교산학협력단 | 수용액법을 이용한 ｃｉｇ 박막의 셀렌화 및 황산화 방법 |
| US8759142B2 (en) | 2011-08-22 | 2014-06-24 | Korea Institute Of Science And Technology | Method for producing thin-film light-absorbing layer and method for manufacturing thin-film solar cell including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20090214763A1 (en) | 2009-08-27 |
| KR20090092471A (ko) | 2009-09-01 |
| US8617642B2 (en) | 2013-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100989077B1 (ko) | 페이스트를 이용한 태양전지용 박막의 제조방법 및 이에의해 수득된 태양전지용 박막 | |
| KR101075873B1 (ko) | 페이스트 또는 잉크를 이용한 구리인듐셀렌계 또는 구리인듐갈륨셀렌계 박막의 제조 방법 | |
| US20090260670A1 (en) | Precursor ink for producing IB-IIIA-VIA semiconductors | |
| KR101333816B1 (ko) | 페이스트 또는 잉크를 이용한 구리아연주석황화계 또는 구리아연주석셀렌계 박막의 제조 방법 | |
| KR102037130B1 (ko) | 박막 광전지 소자를 위한 무기염-나노입자 잉크 및 이에 관련된 방법 | |
| JP6688832B2 (ja) | アンチモンがドープされたナノ粒子 | |
| KR101197228B1 (ko) | 화합물 반도체 태양전지의 광흡수층 제조방법 | |
| KR101865239B1 (ko) | 높은 무크랙 한계를 갖는 cigs 나노 입자 잉크 제제 | |
| US8841160B2 (en) | Methods for producing chalcopyrite compound thin films for solar cells using multi-stage paste coating | |
| JP5278778B2 (ja) | カルコゲナイト系化合物半導体及びその製造方法 | |
| Akhanda et al. | Effect of annealing atmosphere on structural and optical properties of CZTS thin films prepared by spin-coating | |
| KR101235856B1 (ko) | 용액공정 기반의 벌크 헤테로 접합 무기 박막 태양전지 제조 방법 | |
| KR102225468B1 (ko) | 알칼리 원소를 도입한 칼코파이라이트 화합물계 박막 및 그 제조 방법 | |
| KR102512512B1 (ko) | 은 원소가 혼입된 찰코파이라이트 화합물계 박막 및 그 제조 방법 | |
| JP5782672B2 (ja) | 化合物半導体薄膜作製用インク、そのインクを用いて得た化合物半導体薄膜、その化合物半導体薄膜を備える太陽電池、及びその太陽電池の製造方法 | |
| JP6281835B2 (ja) | 太陽電池用化合物半導体ナノ粒子の作製方法 | |
| KR20230116558A (ko) | 수분차단막을 이용한 화합물의 형성방법, 및 이를 이용한 칼코파이라이트 화합물 박막과 태양전지의 제조방법 | |
| JP6209796B2 (ja) | 化合物半導体ナノ粒子による光吸収層の作製方法 | |
| TWI559560B (zh) | 光吸收層、包含光吸收層的太陽能電池、用以製備光吸收層的前驅物溶液及製造光吸收層的方法 | |
| CN113003617A (zh) | 一种多元氧化物及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130930 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140930 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151002 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160809 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171012 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180918 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190731 Year of fee payment: 10 |