KR100993513B1 - 태양전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양전지는 n 타입 또는 p 타입의 비정질 실리콘층과, 투명전극 및 투명전극과 비정질 실리콘층의 사이에 배치되는 금속 버퍼층(Metal Buffer Layer)을 포함할 수 있다.
또한, 금속 버퍼층의 재질은 In, Sn, B, Al, Ga 및 Zn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 투명전극이 인듐 주석 산화물(ITO) 재질을 포함하는 경우, 금속 버퍼층은 In 및 Sn 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다. 또는, 투명전극이 아연 산화물(ZnO) 재질을 포함하는 경우, 금속 버퍼층은 B, Al, Ga 및 Zn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 태양전지에 관한 것이다.
태양전지(Solar Cell)는 빛을 전기로 변환하는 기능을 가지는 소자로서, 이에 사용되는 재료에 따라 크게 실리콘 계, 화합물 계, 유기물 계 태양전지로 구분할 수 있다.
그리고 실리콘 계 태양전지는 반도체의 상(Phase)에 따라 결정 실리콘(Crystalline Silicon, C-Si) 태양전지와 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si) 태양전지로 구분될 수 있다.
또한, 태양전지는 반도체의 두께에 따라 벌크(Bulk) 형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분될 수 있다.
일반적으로 태양전지는 외부에서 입사되는 광에 의해 태양전지의 실리콘층 내부에서 전자와 정공의 쌍이 형성되고, 이러한 전자와 정공의 쌍에서 p-n접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 n형 실리콘층으로 이동하고, 정공은 p형 실리콘층으로 이동함으로써 전력을 생산할 수 있다.
한편, 종래의 태양전지는 비정질 실리콘층과 투명전극을 함께 사용하는 경우 에 비정질 실리콘층의 결정화로 인해 광전 변환 특성이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 비정질 실리콘층과 투명전극 사이에 금속 버퍼층을 삽입함으로써 비정질 실리콘층의 결정화를 방지하는 태양전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 태양전지는 n 타입 또는 p 타입의 비정질 실리콘층과, 투명전극 및 투명전극과 비정질 실리콘층의 사이에 배치되는 금속 버퍼층(Metal Buffer Layer)을 포함할 수 있다.
또한, 금속 버퍼층은 투명전극 및 비정질 실리콘층과 각각 접하며, 투명전극과 비정질 실리콘층을 분할할 수 있다.
또한, 금속 버퍼층의 두께는 투명전극의 두께보다 얇거나 같을 수 있다.
또한, 금속 버퍼층이 포함하는 재질을 제 1 재질이라 하고, 투명전극이 포함하는 재질을 제 2 재질이라 할 때, 제 1 재질의 전기 음성도(Electronegativity)의 크기는 제 2 재질의 전기 음성도의 크기와 실리콘 재질(Si) 전기 음성도의 크기 사이 값일 수 있다.
또한, 금속 버퍼층이 포함하는 재질을 제 1 재질이라 하고, 투명전극이 포함하는 재질을 제 2 재질이라 할 때, 제 1 재질의 전기 음성도(Electronegativity)와 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 차이는 제 1 재질의 전기 음성도와 제 2 재질의 전기 음성도의 차이보다 작을 수 있다.
또한, 금속 버퍼층의 두께는 0.1nm ~ 10nm일 수 있다.
또한, 금속 버퍼층의 재질은 In, Sn, B, Al, Ga 및 Zn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 투명전극이 인듐 주석 산화물(ITO) 재질을 포함하는 경우, 금속 버퍼층은 In 및 Sn 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다.
또한, 투명전극이 아연 산화물(ZnO) 재질을 포함하는 경우, 금속 버퍼층은 B, Al, Ga 및 Zn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 투명전극과 전기적으로 연결되는 그리드(Grid) 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지는 비정질 실리콘층과 투명전극을 함께 사용하는 경우에 비정질 실리콘층의 결정화를 방지함으로써 광전변환 특성의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양전지를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양전지의 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1을 살펴보면 본 발명에 따른 태양전지(100)는 n 타입 또는 p 타입의 비정질 실리콘층(110), 투명전극(120) 및 투명전극(120)과 비정질 실리콘 층(110)의 사이에 배치되는 금속 버퍼층(Metal Buffer Layer, 130)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 금속 버퍼층(130)은 투명전극(120) 및 비정질 실리콘층(110)과 각각 접하며, 투명전극(120)과 비정질 실리콘층(110)을 분할할 수 있다.
여기서, 금속 버퍼층(130)은 투명전극(120)과 비정질 실리콘층(110)의 사이에 배치됨으로써 비정질 실리콘층(110)의 결정화를 방지하는 것이 가능하다. 이러한 금속 버퍼층(130)에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 태양전지(100)의 구조는 투명전극(120)과 비정질 실리콘층(110)의 사이에 금속 버퍼층(130)이 배치된다는 조건하에 다양하게 변경될 수 있다.
예를 들면, 도 2의 경우와 같이 본 발명에 따른 태양전지(100)는 비정질 실리콘층(110)과 p-n접합을 이루는 베이스 실리콘층(200)을 포함할 수 있다. 여기서, 비정질 실리콘층(110)이 n형 실리콘 재질로 이루어진 경우에 베이스 실리콘층(200)의 p형 실리콘 재질로 이루어질 수 있고, 이와는 반대로 비정질 실리콘층(110)이 p형 실리콘 재질로 이루어진 경우에 베이스 실리콘층(200)의 n형 실리콘 재질로 이루어지는 경우도 가능할 수 있다.
여기서, 베이스 실리콘층(200)은 비정질 실리콘층(110)과 p-n접합을 이루는 것을 제외하고는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 베이스 실리콘층(200)은 비정질 실리콘층(110)과 p-n접합을 이루는 조건하에 결정 실리콘(Crystalline Silicon, C-Si) 또는 비정질 실리콘(Amorphous Silicon, A-Si) 재질을 포함할 수 있고, 또는 결정 실리콘 재질과 비정질 실리콘 재질을 함께 포함하는 경우도 가능 하다. 이러한, 베이스 실리콘층(200)은 실리콘 웨이퍼(Si-Wafer)로서 결정 실리콘 재질인 경우도 가능하다.
아울러, 태양전지(100)에는 투명전극(120)과 전기적으로 연결되는 그리드(Grid) 전극(210)이 투명전극(120)의 상부에 더 배치되는 것이 가능하다.
아울러, 태양전지(100)는 베이스 실리콘층(200)의 배면에 배치되는 후면전극(220)을 더 포함할 수 있다.
이러한 구조에서 외부로부터 광이 입사되면 p-n 접합을 이루는 비정질 실리콘층(110)과 베이스 실리콘층(200)의 접합면에서 광 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써, 전력을 생산할 수 있다. 그리고 투명전극(120)과 후면전극(220)을 통해 p-n 접합면에서 생산한 전력을 회수할 수 있다.
투명전극(120)과 비정질 실리콘층(110)의 사이에 배치되는 금속 버퍼층(130)은 그 두께(t1)가 매우 얇아서 광 투과율을 과도하게 저하시키지는 않으나, 광 투과율을 충분히 높은 수준으로 유지하기 위해서는 금속 버퍼층(130)의 두께(t1)를 투명전극(120)의 두께(t2)와 동일하거나 더 얇게 하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 태양전지(100)에서 금속 버퍼층(130)이 생략되는 경우의 일례를 도 3을 참조하여 설명하면 아래와 같다.
도 3의 경우와 같이 금속 버퍼층(130)이 생략되는 경우에는 비정질 실리콘층(110)의 상부에 투명전극(120)을 형성하게 된다. 여기서, 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 비정질 실리콘층(110)의 상부에 투명전극(120)을 형성하는 경우에는 스퍼터링된 Target 물질이 비정질 실리콘층(110)의 상부에 증착될 때 스퍼터링 원 자의 운동에너지가 비정질 실리콘층(110)에 전달됨으로써 도 3의 경우와 같이 비정질 실리콘층(110)의 일부(S 영역)에서 상이 부분적으로 결정화될 수 있다. 그러면, 태양전지(100)의 특성이 저하될 수 있다.
이러한 비정질 실리콘층(110)의 결정화의 또 다른 이유로는 전기 음성도(Electronegativity)의 차이가 있을 수 있다. 보다 상세하게는, 투명전극(120)을 구성하는 재질의 전기 음성도와 비정질 실리콘층(110)을 이루는 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 차이가 과도하게 크기 때문에 투명전극(120)을 구성하는 재질이 비정질 실리콘층(110)에서 Si-H 결합을 끊고 금속 Hydride 결합(Me-H) 또는 Hydroxy 결합(Me-OH)을 생성시킴으로서 비정질 실리콘층(110) 내의 H의 농도가 감소할 수 있고, 이에 따라 비정질 실리콘층(110)의 결정화가 발생할 수 있다.
반면에, 본 발명의 일실시예와 같이 투명전극(120)과 비정질 실리콘층(110)의 사이에 금속 버퍼층(130)을 배치하게 되면, 투명전극(120)의 스퍼터링 시에 스퍼터링 원자의 운동에너지가 비정질 실리콘층(110)에 전달되는 것을 방지할 수 있고, 아울러 투명전극(120)을 구성하는 재질의 전기 음성도와 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 차이로 인해 비정질 실리콘층(110)에서 금속 Hydride 결합(Me-H) 또는 Hydroxy 결합(Me-OH)이 생성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 비정질 실리콘층(110)의 일부가 결정화되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
아울러, 금속 버퍼층(130)의 재질은 투명전극(120)과 비정질 실리콘층(110)의 사이에 배치됨으로써 비정질 실리콘층(110)의 결정화를 방지할 수 있는 금속 재질인 것을 제외하고는 특별히 제한되지 않으나, 제조의 용이성, 제조 단가, 전기 음성도 등을 고려할 때 In, Sn, B, Al, Ga 및 Zn 중 어느 하나 또는 적어도 두 가지 이상을 포함하는 것이 가능하다.
도 4는 금속 버퍼층의 두께에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4에는 금속 버퍼층의 두께(t1)가 0.05nm~130.0nm에서 광 투과율과 결정화 방지에 대한 데이터가 도시되어 있다. 여기서, ◎ 표시는 광 투과율이 충분히 높거나 비정질 실리콘층의 결정화가 충분히 방지될 수 있어서 매우 양호함을 나타내고, ○ 표시는 상대적으로 양호함을 나타내고, X 표시는 광 투과율이 과도하게 낮거나 비정질 실리콘층의 결정화를 충분히 방지할 수 없어서 매우 불량함을 나타낸다.
먼저, 광 투과율의 측면에서는 금속 버퍼층의 두께(t1)가 대략 130.0nm인 경우에는 광 투과율이 매우 불량함을 알 수 있다. 이러한 경우에는, 금속 버퍼층의 두께(t1)가 과도하게 두꺼워서 광 투과율이 과도하게 저하될 수 있고, 이에 따라 비정질 실리콘층에 도달하는 광의 양이 과도하게 감소함으로써 광전 변환 효율이 저하될 수 있다.
반면에, 금속 버퍼층의 두께(t1)가 대략 0.05nm~80.0nm인 경우에는 광 투과율의 측면에서 매우 양호함을 알 수 있다. 이러한 경우에는, 금속 버퍼층의 두께(t1)가 충분히 얇아서 광 투광율이 충분히 높을 수 있고, 이에 따라 비정질 실리콘층에 도달하는 광의 양이 충분히 많아서 광전 변화 효율이 향상될 수 있다.
금속 버퍼층은 그 재질이 금속 재질이지만 투명전극을 형성하는 과정 또는 그 이후의 열처리 과정에서 금속 버퍼층의 일부 또는 전체가 금속 산화물로 바뀜으 로써 광 투과율이 증가할 수 있다. 이에 따라, 투명전극과 비정질 실리콘층의 사이에 금속 재질의 금속 버퍼층을 배치하더라도 금속 버퍼층의 두께(t1)가 대략 0.05nm~80.0nm정도로 유지하는 경우에는 광 투과율을 충분히 높은 수준으로 유지할 수 있는 것이다.
아울러, 금속 버퍼층의 두께(t1)가 대략 100.0nm인 경우에는 광 투과율의 측면에서 상대적으로 양호함을 수 있다.
다음, 비정질 실리콘층의 결정화 방지의 측면에서는 금속 버퍼층의 두께(t1)가 대략 0.05nm인 경우에는 매우 불량함을 알 수 있다. 이러한 경우에는, 금속 버퍼층의 두께(t1)가 과도하게 얇아서 투명전극의 스퍼터링 시에 스퍼터링 원자의 운동에너지가 비정질 실리콘층에 전달되는 것을 충분히 방지하는 것이 어렵고, 아울러 투명전극을 구성하는 재질의 전기 음성도와 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 차이로 인해 비정질 실리콘층에서 금속 Hydride 결합(Me-H) 또는 Hydroxy 결합(Me-OH)이 생성되는 것을 충분히 방지하기 어렵기 때문에 비정질 실리콘층의 일부가 결정화될 수 있다.
반면에, 금속 버퍼층의 두께(t1)가 대략 5.0nm~130.0nm인 경우에는 비정질 실리콘층의 결정화 방지의 측면에서 매우 양호함을 알 수 있다. 이러한 경우에는, 금속 버퍼층의 두께(t1)가 충분히 두꺼워서 투명전극의 스퍼터링 시에 스퍼터링 원자의 운동에너지가 비정질 실리콘층에 전달되는 것을 방지할 수 있고, 아울러 투명전극(120)을 구성하는 재질의 전기 음성도와 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 차이로 인해 비정질 실리콘층에서 금속 Hydride 결합(Me-H) 또는 Hydroxy 결합(Me- OH)이 생성되는 것을 방지할 수 있어서 비정질 실리콘층의 일부가 결정화되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 금속 버퍼층의 두께(t1)가 대략 0.1nm~1.5nm인 경우에는 비정질 실리콘층의 결정화 방지의 측면에서 상대적으로 양호함을 수 있다.
상기한 도 4의 데이터를 고려할 때, 금속 버퍼층의 두께(t1)는 0.1nm~100.0nm인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 금속 버퍼층의 두께(t1)는 5.0nm~80.0nm일 수 있다.
도 5 내지 도 6은 금속 버퍼층의 재질에 대해 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5를 살펴보면 비정질 실리콘층을 구성하는 실리콘 재질(Si)과 다양한 재질의 전기 음성도(Electronegtivity)의 크기에 대한 데이터가 도시되어 있다.
실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 크기가 대략 1.90이고, 임의의 P1 재질은 전기 음성도가 3.60이고, 임의의 P2 재질은 전기 음성도가 2.92고, 임의의 P3 재질은 전기 음성도가 2.65이고, 임의의 P4 재질은 전기 음성도가 3.44이고, 임의의 P5 재질은 전기 음성도가 1.96일 수 있다.
실리콘 재질(Si)의 전기 음성도와 비정질 실리콘층의 상부에 배치되는 금속 버퍼층을 이루는 재질의 전기 음성도가 크면 클수록 비정질 실리콘층에서 Si-H 결합을 끊고 금속 Hydride 결합(Me-H) 또는 Hydroxy 결합(Me-OH)을 생성시킴으로서 비정질 실리콘층(110) 내의 H의 농도가 감소할 수 있다. 이러한 경우에는 비정질 실리콘층의 결정화로 인해 태양전지의 광전 특성이 저하될 수 있다.
따라서 금속 버퍼층은 실리콘 재질(Si)과의 전기 음성도의 차이가 상대적으 로 작은 재질로 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 결국, 상기한 도 5에서의 P1~P5 재질 중에서 실리콘 재질(Si)과의 전기 음성도의 차이가 가장 작은 P5 재질이 금속 버퍼층의 재질로서 바람직할 수 있는 것이다.
아울러, 투명전극의 전기 음성도 및 비정질 실리콘층의 전기 음성도를 함께 고려하여 금속 버퍼층의 재질을 설정하는 것도 가능하다.
여기서, 금속 버퍼층이 포함하는 재질을 제 1 재질이라 하고, 투명전극이 포함하는 재질을 제 2 재질이라 가정하자.
이러한 경우에, 제 1 재질의 전기 음성도의 크기는 제 2 재질의 전기 음성도의 크기와 실리콘 재질(Si) 전기 음성도의 크기 사이 값을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
아울러, 제 1 재질의 전기 음성도와 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 차이는 제 1 재질의 전기 음성도와 제 2 재질의 전기 음성도의 차이보다 작은 것이 바람직할 수 있다.
예를 들면, 도 6의 (a)의 경우와 같이 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도가 대략 1.90인 경우에 금속 버퍼층이 포함하는 제 1 재질(X)의 전기 음성도는 대략 2.0이고, 투명전극이 포함하는 제 2 재질(Y)의 전기 음성도는 대략 3.44일 수 있다. 또는, 도 6의 (b)의 경우와 같이 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도가 대략 1.90인 경우에 금속 버퍼층이 포함하는 제 1 재질(X)의 전기 음성도는 대략 1.81이고, 투명전극이 포함하는 제 2 재질(Y)의 전기 음성도는 대략 1.65일 수 있다.
이러한 경우에는, 전기 음성도의 차이로 인해 비정질 실리콘층에서 금속 Hydride 결합(Me-H) 또는 Hydroxy 결합(Me-OH)이 생성되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
또는, 도 6의 (c)의 경우와 같이 제 1 재질(X)의 전기 음성도의 크기(1.96)가 제 2 재질(Y)의 전기 음성도의 크기(1.65)와 실리콘 재질(Si) 전기 음성도의 크기(1.90) 사이 값을 갖지는 않지만, 제 1 재질(X)의 전기 음성도와 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 차이(1.96-1.90=0.06)는 제 1 재질(X)의 전기 음성도와 제 2 재질(Y)의 전기 음성도의 차이(1.96-1.65=0.31)보다 작은 경우도 가능하다. 이러한 경우에도, 비정질 실리콘층의 결정화를 방지하는 것이 가능하다.
상기한 사항들을 고려할 때, 금속 버퍼층의 재질은 In, Sn, B, Al, Ga 및 Zn 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
아울러, 전기 음성도의 차이를 고려할 때 투명전극이 인듐 주석 산화물(ITO) 재질을 포함하는 경우, 금속 버퍼층은 In 및 Sn 중 적어도 하나의 재질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 또는, 투명전극이 아연 산화물(ZnO) 재질을 포함하는 경우에는 금속 버퍼층은 B, Al, Ga 및 Zn 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
또는, 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도는 대략 1.90이며, 주석(Stannum, Sn)의 전기 음성도가 대략 1.96인 것을 고려하면, 금속 버퍼층은 주석(Sn) 재질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 태양전지의 또 다른 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 7을 살펴보면 본 발명에 따른 태양전지(100)는 수광면에 요철이 형성될 수 있다. 자세하게는, 베이스 실리콘층(200)의 전면에 요철이 형성되고, 이에 따라 베이스 실리콘층(200)의 전면에 형성되는 비정질 실리콘층(110), 금속 버퍼층(130), 투명전극(120)이 각각 요철을 포함하는 형상을 갖는 것이 가능하다.
이와 같이, 태양전지(100)의 수광면에 요철이 형성되는 경우에는 수광면의 면적이 증가함으로써 광전 변환 효율을 향상될 수 있다.
다음, 도 8을 살펴보면 베이스 실리콘층(200)과 후면전극(220)의 사이에는 또 다른 비정질 실리콘층(800)이 배치될 수 있다. 금속 버퍼층(130)과 베이스 실리콘층(200)의 사이에 배치된 비정질 실리콘층(110)을 제 1 비정질 실리콘층(110)이라 하면, 베이스 실리콘층(200)과 후면전극(220) 사이에 배치된 또 다른 비정질 실리콘층(800)은 제 2 비정질 실리콘층(800)이라 할 수 있다.
이러한 제 2 비정질 실리콘층(800)은 베이스 실리콘층(200)과 동일한 종류의 실리콘 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베이스 실리콘층(200)이 p형 실리콘 재질로 이루어지는 경우에, 제 2 비정질 실리콘층(800)도 p형 실리콘 재질로 이루어지는 것이다.
이와 같이, 제 2 비정질 실리콘층(800)이 더 구비되는 경우에는 실리콘층의 전기장을 강화시켜 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
다음, 도 9의 경우와 같이 후면전극을 또 다른 투명전극(910)으로 대체할 수 있다. 베이스 실리콘층(200)의 전면에 배치되는 투명전극(120)을 제 1 투명전극(120)이라 할 때, 후면전극을 대체하는 또 다른 투명전극(910)을 제 2 투명전 극(910)이라 할 수 있다.
이와 같이, 베이스 실리콘층(200)의 배면에 제 2 투명전극(910)이 배치되는 경우에는 제 2 투명전극(910)과 전기적으로 연결되는 또 다른 그리드 전극(920)이 제 2 투명전극(910)의 상부에 배치되는 것이 가능하다.
아울러, 도 9의 경우와 같이 베이스 실리콘층(200)의 배면에 제 2 비정질 실리콘층(800)이 배치되며 아울러 제 2 투명전극(910)이 배치되는 경우에는 제 2 비정질 실리콘층(800)과 제 2 투명전극(910)의 사이에 또 다른 금속 버퍼층(900)이 배치될 수 있다.
이러한 또 다른 금속 버퍼층(900)은 제 1 투명전극(120)과 제 1 비정질 실리콘층(110)의 사이에 배치되는 금속 버퍼층(130)과 실질적으로 동일할 수 있다.
다음, 도 10의 경우와 같이 비정질 실리콘층(110)과 베이스 실리콘층(200)의 사이에는 진성(intrinsic) 실리콘층(1000), 즉 i형 실리콘층(1000)이 더 배치되는 경우도 가능하다. 도시하지는 않았지만, 도 8 내지 도 9의 경우와 같이 제 2 비정질 실리콘층(800)이 구비되는 경우에는 제 2 비정질 실리콘층(800)과 베이스 실리콘층(200)의 사이에도 i형 실리콘층이 배치되는 것도 가능하다.
이와 같이, i형 실리콘층이 배치되면 비정질 실리콘층(110)과 베이스 실리콘층(200)의 사이의 계면 특성이 향상될 수 있다.
다음, 도 11의 경우와 같이 투명전극(120)의 상부에 반사방지층(1100)이 더 구비되는 것도 가능할 수 있다.
이러한 반사방지층(1110)은 외부로부터 입사되는 광의 반사를 억제하여 태양 전지의 광 반사율을 낮춤으로써, 광전 변환 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 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 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 태양전지의 구조에 대해 설명하기 위한 도면.
도 4는 금속 버퍼층의 두께에 대해 설명하기 위한 도면.
도 5 내지 도 6은 금속 버퍼층의 재질에 대해 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 태양전지의 또 다른 구조에 대해 설명하기 위한 도면.
Claims (10)
- 제 1 불순물이 도핑된 결정질 실리콘 재질의 베이스 실리콘층;상기 베이스 실리콘층의 상부에 일면이 위치되는 비정질 실리콘층;상기 비정질 실리콘층의 타면에 일면이 위치되는 금속 버퍼층(Metal Buffer Layer);일면이 상기 금속 버퍼층의 타면에 위치되는 광투과성의 투명전극; 및상기 투명전극의 타면에 부분적으로 배치되어 상기 투명 전극과 전기적으로 연결된 그리드전극; 및상기 베이스 실리콘층의 상부와 반대면인 후면에 배치되는 후면 전극;을 포함하며상기 금속 버퍼층이 포함하는 재질을 제 1 재질이라 하고, 상기 투명전극이 포함하는 재질을 제 2 재질이라 할 때,상기 제 1 재질의 전기 음성도(Electronegativity)의 크기는 상기 제 2 재질의 전기 음성도의 크기와 실리콘 재질(Si) 전기 음성도의 크기 사이 값을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 버퍼층은 상기 투명전극 및 상기 비정질 실리콘층과 각각 접하며, 상기 투명전극과 상기 비정질 실리콘층을 분할하는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 버퍼층의 두께는 상기 투명전극의 두께보다 얇거나 같은 태양전지.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 버퍼층이 포함하는 재질을 제 1 재질이라 하고, 상기 투명전극이 포함하는 재질을 제 2 재질이라 할 때,상기 제 1 재질의 전기 음성도(Electronegativity)와 실리콘 재질(Si)의 전기 음성도의 차이는 상기 제 1 재질의 전기 음성도와 상기 제 2 재질의 전기 음성도의 차이보다 작은 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 버퍼층의 두께는 0.1nm ~ 10nm인 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 버퍼층의 재질은 In, Sn, B, Al, Ga 및 Zn 중 적어도 하나를 포함하는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 투명전극이 인듐 주석 산화물(ITO) 재질을 포함하는 경우,상기 금속 버퍼층은 In 및 Sn 중 적어도 하나의 재질을 포함하는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 투명전극이 아연 산화물(ZnO) 재질을 포함하는 경우,상기 금속 버퍼층은 B, Al, Ga 및 Zn 중 적어도 하나를 포함하는 태양전지.
- 삭제
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