KR101081058B1 - 태양전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

태양전지 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

실시예에 따른 태양전지는 기판 상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 형성된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성된 제2전극; 및 상기 제2전극 상에 형성된 색 변환층을 포함한다.
다른 실시예에 따른 기판 상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 형성된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성된 제2전극; 및 상기 제2전극 상에 형성된 광 조절층을 포함한다.
태양전지

Description

태양전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지들에 대한 개발이 진행되고 있다.
특히, 유리 기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.
또한, 태양전지의 광전 변환 효율이 개선됨에 따라, 태양광 발전 모듈을 구비한 많은 태양광 발전 시스템이 주거 용도 뿐 아니라, 상업 건물의 외부에 설치되기에 이르렀다.
이러한 태양전지의 성능을 향상시키기 위해서, 입광 효율을 향상시키기 위한 연구들이 진행 중이며, 또한 태양전지의 외관 및 표시 기능이 중요하게 대두되고 있다.
실시예는 투과율을 조절할 수 있으며, 태양전지의 투명개구부로 다양한 색상을 구현할 수 있는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공한다.
실시예에 따른 태양전지는 기판 상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 형성된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성된 제2전극; 및 상기 제2전극 상에 형성된 색 변환층을 포함한다.
실시예에 따른 기판 상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 형성된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성된 제2전극; 및 상기 제2전극 상에 형성된 광 조절층을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계; 상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 제2전극을 형성하는 단계; 및 상기 제2전극 상에 색 변환층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계; 상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 제2전극을 형성하는 단계; 및 상기 제2전극 상에 광 조절층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법은 태양전지 셀 상에 제1색변환층을 형성하여, 온도에 따라 적외선을 유입 또는 차단 시킬 수 있어, 제1색변환층을 포함하는 태양전지를 채용하는 건물 등의 내부가 과도하게 가열되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1색변환층의 색이 변함에 따라 태양전지의 투명개구부에 제1색변환층의 색이 표현되므로, 다양한 색을 표현할 수 있는 태양전지를 구현할 수 있다.
그리고, 태양전지 셀 상에 전계에 따라 색이 변화되는 제2색변환층을 형성하여, 각 전극 사이에 전계를 인가하면 제2색변환층의 색이 변화함에 따라 태양전지의 투명개구부에 제2색변환층의 색이 표현되어 다양한 색을 표현할 수 있는 태양전지를 구현할 수 있다.
또한, 태양전지 셀 상에 전계에 따라 투과되는 광의 양을 조절할 수 있는 광 조절층을 형성하여, 태양전지 셀로 유입되는 광의 양을 조절할 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1 내지 도 7은 제1실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 제1전극(201)을 형성한다.
상기 기판(100)은 유리(glass)가 사용되고 있으며, 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 티타늄기판 또는 폴리머 기판 등도 사용될 수 있다.
유리 기판으로는 소다라임 유리(sodalime glass)를 사용할 수 있으며, 폴리머 기판으로는 폴리이미드(polyimide)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다.
상기 제1전극(201)은 금속 등의 도전체로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1전극(201)은 몰리브덴(Mo) 타겟을 사용하여, 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 형성될 수 있다.
이는, 몰리브덴(Mo)이 가진 높은 전기전도도, 광 흡수층과의 오믹(ohmic) 접합, Se 분위기 하에서의 고온 안정성 때문이다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1전극(201)은 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.
상기 제1전극(201)이 복수개의 층으로 형성될 때, 상기 제1전극(201)을 이루는 층들은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1전극(201)에 패터닝 공정을 진행하여 제1전극 패턴(200)을 형성한다.
또한, 상기 제1전극 패턴(200)은 스트라이프(stripe) 형태 또는 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있으며, 각각의 셀에 대응할 수 있다.
그러나, 상기 제1전극 패턴(200)은 상기의 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1전극(201) 상에 광 흡수층(300), 버퍼층(400)을 형성한다.
상기 광 흡수층(300)은 Ⅰb-Ⅲb-Ⅵb계 화합물로 형성될 수 있다.
더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)Se2, CIGS계) 화합물을 포함한다.
이와는 다르게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-셀레나이드계(CuInSe2, CIS계) 화합물 또는 구리-갈륨-셀레나이드계(CuGaSe2, CIS계) 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서, 구리 타겟, 인듐 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하여, 상기 제1전극 패턴(200) 상에 CIG계 금속 프리커서(precursor)막이 형성된다.
이후, 상기 금속 프리커서막은 셀레니제이션(selenization) 공정에 의해서, 셀레늄(Se)과 반응하여 CIGS계 광 흡수층(300)이 형성된다.
또한, 상기 금속 프리커서막을 형성하는 공정 및 셀레니제이션 공정 동안에, 상기 기판(100)에 포함된 알칼리(alkali) 성분이 상기 제1전극 패턴(200)을 통해 서, 상기 금속 프리커서막 및 상기 광 흡수층(300)에 확산된다.
알칼리(alkali) 성분은 상기 광 흡수층(300)의 그레인(grain) 크기를 향상시키고, 결정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 광 흡수층(300)은 구리,인듐,갈륨,셀레나이드(Cu, In, Ga, Se)를 동시증착법(co-evaporation)에 의해 형성할 수도 있다.
상기 광 흡수층(300)은 외부의 광을 입사받아, 전기 에너지로 변환시킨다. 상기 광 흡수층(300)은 광전효과에 의해서 광 기전력을 생성한다.
상기 버퍼층(400)은 적어도 하나의 층으로 형성되며, 상기 제1전극 패턴(200)이 형성된 상기 기판(100) 상에 황화 카드뮴(CdS), ITO, ZnO, i-ZnO 중 어느 하나 또는 이들의 적층으로 형성될 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 투명한 전극으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 버퍼층(400)은 n형 반도체 층이고, 상기 광 흡수층(300)은 p형 반도체 층이다. 따라서, 상기 광 흡수층(300) 및 버퍼층(400)은 pn 접합을 형성한다.
즉, 상기 광 흡수층(300)과 제2전극은 격자상수와 에너지 밴드 갭의 차이가 크기 때문에, 밴드갭이 두 물질의 중간에 위치하는 상기 버퍼층(400)을 삽입하여 양호한 접합을 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 한 개의 버퍼층을 상기 광 흡수층(300) 상에 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 상기 버퍼층은 두 개 이상의 층으로 형성될 수도 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300) 및 버퍼층(400)을 관통하는 콘택패턴(310)을 형성한다.
상기 콘택패턴(310)은 기계적(Mechanical)인 방법으로 형성하거나, 레이저(laser)를 조사(irradiate)하여 형성할 수 있으며, 상기 콘택패턴(310)의 형성으로 상기 제1전극 패턴(200)의 일부가 노출된다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼층(400) 상에 투명한 도전물질을 적층하여 제2전극인 제2전극(500) 및 접속배선(350)을 형성한다.
상기 투명한 도전물질을 상기 버퍼층(400) 상에 적층시킬 때, 상기 투명한 도전물질이 상기 콘택패턴(310)의 내부에도 삽입되어, 상기 접속배선(350)을 형성할 수 있다.
상기 제1전극 패턴(200)과 제2전극(500)은 상기 접속배선(350)에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 제2전극(500)은 상기 기판(100) 상에 스퍼터링 공정을 진행하여 알루미늄 또는 알루미나로 도핑된 산화 아연으로 형성된다.
상기 제2전극(500)은 상기 광 흡수층(300)과 pn접합을 형성하는 윈도우(window)층으로서, 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 하기 때문에 광투과율이 높고 전기 전도성이 좋은 산화 아연(ZnO)으로 형성된다.
이때, 상기 산화 아연에 알루미늄 또는 알루미나를 도핑함으로써 낮은 저항값을 갖는 전극을 형성할 수 있다.
상기 제2전극(500)인 산화 아연 박막은 RF 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학 증착법 등으로 형성될 수 있다.
또한, 전기광학적 특성이 뛰어난 ITO(Indium tin Oxide) 박막을 산화 아연 박막 상에 층착한 2중 구조를 형성할 수도 있다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300) 및 버퍼층(400)을 관통하는 분리패턴(320)을 형성한다.
상기 분리패턴(320)은 기계적(Mechanical)인 방법으로 형성하거나, 레이저(laser)를 조사(irradiate)하여 형성할 수 있으며, 상기 제1전극 패턴(200)의 상면이 노출되도록 형성될 수 있다.
상기 버퍼층(400) 및 제2전극(500)은 상기 분리패턴(320)에 의해 구분될 수 있으며, 상기 분리패턴(320)에 의해 각각의 셀(C1, C2)은 서로 분리될 수 있다.
상기 분리패턴(320)에 의해 상기 제1버퍼층(400), 버퍼층(400) 및 광 흡수층(300)은 스트라이프 형태 또는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
상기 분리 패턴(300)은 상기의 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이때, 상기 분리패턴(320)의 폭을 크게 하여, 태양전지의 투명개구부를 넓게 형성할 수 있다.
상기 분리패턴(320)에 의해 상기 제1전극 패턴(200), 광 흡수층(300), 제1버퍼층(400), 버퍼층(400) 및 제2전극(500)을 포함하는 셀(C1, C2)이 형성된다.
이때, 상기 접속배선(350)에 의해 각각의 셀(C1, C2)은 서로 연결될 수 있다. 즉, 상기 접속배선(350)은 제2셀(C2)의 제1전극 패턴(200)과 상기 제2셀(C2)에 인접하는 상기 제1셀(C1)의 제2전극(500)을 전기적으로 연결한다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 분리패턴(320)을 포함하는 상기 제2전극(500) 상에 제1색변환층(600)을 형성한다.
상기 제1색변환층(600)은 상기 분리패턴(320)의 내부에도 삽입될 수 있다.
상기 제1색변환층(600)은 열(thermal)에 의해 색이 변화될 수 있는 물질로 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1색변환층(600)은 온도에 따라 각 물질의 구조가 변화되는, 화합물의 상변화로 색이 변화될 수 있는, Ag2HgI4, Cu2HgI4, 산화 바나듐(VO2), W-doped VO2 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
이때, Ag2HgI4는 50 ℃에서 노란색에서 주황색으로 변화하며, Cu2HgI4는 67 ℃에서 붉은색에서 보라색으로 변화할 수 있다.
또한, 산화 바나듐(VO2)은 68 ℃보다 낮은 경우에는 가시광선과 적외선에 대해서 모두 투과시키지만, 68 ℃보다 높아지는 경우 가시광선은 투과시키나 적외선을 반사시킬 수 있다.
그리고, W-doped VO2은 18~25 ℃를 기준으로 낮은 온도에서는 가시광선과 적외선에 대해서 투과시키고, 높은 온도에서는 적외선을 반사시킬 수 있다.
즉, 온도에 따라 적외선을 유입 또는 차단 시킬 수 있어, 상기 제1색변환층(600)을 포함하는 태양전지를 채용하는 건물 등의 내부가 과도하게 가열되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1색변환층(600)의 색이 변함에 따라 태양전지의 투명개구부에 상기 제1색변환층(600)의 색이 표현되므로, 다양한 색을 표현할 수 있는 태양전지를 구현할 수 있다.
그리고 도시하지는 않았지만, 상기 제3전극(740) 상에 글라스 기판을 추가로 형성할 수 있다.
도 8은 제2실시예에 따른 태양전지의 제조방법이다.
상기 기판(100) 상에 분리패턴(320)이 형성된 상기 제2전극(500)까지 형성하는 과정은 제1실시예와 동일하므로, 이전 공정은 생략하도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 분리패턴(320)을 포함하는 상기 제2전극(500) 상에 제2색변환층(700)을 형성한다.
상기 제2색변환층(700)은 전기화학적인 산화-환원 반응에 의한 색 변화가 일어날 수 있는 구조로 형성되며, 제1EC층(electrochromic layer)(710), 전해질(Electrolyte, 720), 제2EC층(730) 및 제3전극(740)을 차례대로 적층하여 형성된다.
상기 제2색변환층(700)은 상기 분리패턴(320)의 내부에도 삽입될 수 있으며, 상기 제1EC층(710)이 상기 분리패턴(320)의 내부에 삽입될 수도 있다.
상기 제1EC층(710)은 WO3, MoO3, TiO3, Nb2O5 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 전해질(720)은 H+ 또는 알칼리금속이온(Li+)을 포함하는 액상전해질, 겔타입 전해질 또는 고상 전해질로 형성될 수 있으며, 상기 제2EC층(730)은 V2O5, IrO2, Rh2O2, NiO 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2전극(500)과 제3전극(740)에 +와 -전압이 교대로 인가되면, 상기 제1EC층(710)과 제2EC층(730)의 착색(coloring)과 탈색(bleaching)이 가역적으로 변화된다.
즉, 환원착색 물질인 상기 제1EC층(710)으로 Li+이나 H+와 같은 양이온과 전자가 주입되면 착색되고, 방출되면 투명하게 된다.
반대로, 산화착색 물질인 상기 제2EC층(730)으로 Li+이나 H+와 같은 양이온과 전자가 방출되면 착색되고, 주입되면 투명하게 된다.
즉, 상기 제1EC층(710)은 WO3+Lix ++xe-(투명:transparent)↔LixWO2(blue)의 반응을 하고, 상기 제2EC층(730)은 Lix+yNiO2(투명:transparent)↔LiyNiO2+Lix ++xe-의 반응을 할 수 있다.
이때, 상기 제2EC층(730)으로부터 형성된 Lix ++xe-가 상기 제1EC층(710)으로 이동을 함으로써 반응이 일어날 수 있다.
즉, 상기 제2전극(500)과 제3전극(740)에 전계를 인가하면, 상기 전해 질(720)에 포함된 리튬 이온(Li+) 등이 이동하여 전기 변색물질인 WO3와 반응하여 전기 변색이 된다.
상기 제2전극(500)과 제3전극(740)에 전계가 인가되면, 상기 제2색변환층(700)의 색이 변화함에 따라 태양전지의 투명개구부에 상기 제2색변환층(700)의 색이 표현되므로 다양한 색을 표현할 수 있는 태양전지를 구현할 수 있다.
상기 제3전극(740)은 투명전극으로 형성될 수 있으며, 상기 제2EC층(730)상에 스퍼터링 공정을 이용하여 알루미늄 또는 알루미나로 도핑된 산화 아연으로 형성된다.
또한, 전기광학적 특성이 뛰어난 ITO(Indium tin Oxide) 박막을 산화 아연 박막 상에 층착한 2중 구조를 형성할 수도 있다.
그리고 도시하지는 않았지만, 상기 제3전극(740) 상에 글라스 기판을 추가로 형성할 수 있다.
도 9 내지 도 10은 제3실시예에 따른 태양전지의 제조방법이다.
상기 기판(100) 상에 분리패턴(320)이 형성된 상기 제2전극(500)까지 형성하는 과정은 제1실시예와 동일하므로, 이전 공정은 생략하도록 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 분리패턴(320)을 포함하는 상기 제2전극(500) 상에 제1광조절층(800)을 형성한다.
상기 제1광조절층(800)은 부유 입자(suspended particles, 805)를 포함하는 부유층(820)을 포함하여, 제1전도층(810), 부유층(820), 제2전도층(830) 및 제4전극(840)을 차례로 적층하여 형성된다.
상기 제1광조절층(800)은 상기 분리패턴(320)의 내부에도 삽입될 수 있으며, 상기 제1전도층(810)이 상기 분리패턴(320)의 내부에 삽입될 수도 있다.
이때, 상기 제2전극(500)과 제4전극(840)의 전계가 0일 경우, 상기 부유 입자들은 브라운 운동(brownian motion)으로 인해 불규칙한 방향을 갖게 되며, 이러한 무작위성은 상기 부유층(820)을 통한 광 투과를 감소시키거나 차단하는 효과를 가진다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제2전극(500)과 제4전극(840)에 전계를 인가하면, 상기 부유 입자(805)들이 전계에 평행한 상태로 정렬하여, 이로 인해 광이 상기 부유층(820)을 통과할 수 있게 된다.
상기 부유층(820)은 전계에 반응하는 염료, 즉 배향성(orientation)을 가지는 염료로 형성하여, 전계에 따라 상기 부유 입자(805)가 정렬된다.
상기 부유 입자(805)는 편광입자로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제2전극(500)과 제4전극(840)에 전계를 인가하여, 상기 제1광조절층(800)에 투과되는 광의 양을 조절할 수 있다.
상기 제4전극(840)은 투명전극으로 형성될 수 있으며, 상기 제2전도층(830)상에 스퍼터링 공정을 이용하여 알루미늄 또는 알루미나로 도핑된 산화 아연으로 형성된다.
또한, 전기광학적 특성이 뛰어난 ITO(Indium tin Oxide) 박막을 산화 아연 박막 상에 층착한 2중 구조를 형성할 수도 있다.
그리고 도시하지는 않았지만, 상기 제4전극(840) 상에 글라스 기판을 추가로 형성할 수 있다.
도 11 내지 도 12는 제4실시예에 따른 태양전지의 제조방법이다.
상기 기판(100) 상에 분리패턴(320)이 형성된 상기 제2전극(500)까지 형성하는 과정은 제1실시예와 동일하므로, 이전 공정은 생략하도록 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 분리패턴(320)을 포함하는 상기 제2전극(500) 상에 제2광조절층(900)을 형성한다.
상기 제2광조절층(900)은 액정(liquid crystal) 화합물에 비등방성(anisotropy) 입자(905)를 포함하는 액정층(910)과 제5전극(920)을 포함하여 형성된다.
상기 제2광조절층(900)은 상기 분리패턴(320)의 내부에도 삽입될 수 있으며, 상기 액정층(910)의 일부가 상기 분리패턴(320)의 내부에 삽입될 수도 있다.
상기 액정 화합물은 동일한 방향으로 분자를 정렬하는 성향을 가지고 있어, 상기 액정 화합물에 전계를 인가하여 분자의 배향을 조절할 수 있다.
즉, 상기 제2전극(500)과 제5전극(920)의 사이에 인가된 전계가 0일 경우, 상기 비등방성 입자(905)는 임의의 브라운 운동(brownian motion)을 하므로, 셀을 통과하는 광은 입자의 특성과 농도, 광의 에너지 함량에 따라 반사, 투과 또는 흡수 된다.
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제2전극(500)과 제5전극(920) 사이에 전계가 인가되면, 상기 비등방성 입자(905)들이 정렬되어 대부분의 광이 상기 액정층(910)을 통과할 수 있다.
상기 비등방성 입자(905)는 상기 제2전극(500)의 표면에 수직배향될 수 있다.
따라서, 상기 제2전극(500)과 제5전극(920) 사이에 전계를 인가하여, 상기 제2광조절층(900)에 투과되는 광의 양을 조절할 수 있다.
상기 제5전극(920)은 투명전극으로 형성될 수 있으며, 상기 액정층(910)상에 스퍼터링 공정을 이용하여 알루미늄 또는 알루미나로 도핑된 산화 아연으로 형성된다.
또한, 전기광학적 특성이 뛰어난 ITO(Indium tin Oxide) 박막을 산화 아연 박막 상에 층착한 2중 구조를 형성할 수도 있다.
그리고 도시하지는 않았지만, 상기 제5전극(920) 상에 글라스 기판을 추가로 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법은 태양전지 셀 상에 제1색변환층을 형성하여, 온도에 따라 적외선을 유입 또는 차단 시킬 수 있어, 제1색변환층을 포함하는 태양전지를 채용하는 건물 등의 내부가 과도하게 가열되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1색변환층의 색이 변함에 따라 태양전지의 투명개구부에 제1색변환 층의 색이 표현되므로, 다양한 색을 표현할 수 있는 태양전지를 구현할 수 있다.
그리고, 태양전지 셀 상에 전계에 따라 색이 변화되는 제2색변환층을 형성하여, 각 전극 사이에 전계를 인가하면 제2색변환층의 색이 변화함에 따라 태양전지의 투명개구부에 제2색변환층의 색이 표현되어 다양한 색을 표현할 수 있는 태양전지를 구현할 수 있다.
또한, 태양전지 셀 상에 전계에 따라 투과되는 광의 양을 조절할 수 있는 광 조절층을 형성하여, 태양전지 셀로 유입되는 광의 양을 조절할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 내지 도 12는 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도이다.

Claims (13)

  1. 기판 상에 형성된 제1전극;
    상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 형성된 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 형성된 제2전극; 및
    상기 제2전극 상에 형성된 색 변환층을 포함하는 태양전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 색 변환층은 Ag2HgI4, Cu2HgI4, 산화 바나듐(VO2), W-doped VO2 중 어느 하나의 물질을 포함하는 태양전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 색 변환층은,
    상기 제2전극 상에 형성된 제1EC층(Electrochromic layer);
    상기 제1EC층 상에 형성된 전해질(Electrolyte)층;
    상기 전해질층 상에 형성된 제2EC층; 및
    상기 제2EC층 상에 형성된 제3전극을 포함하는 태양전지.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2전극과 제3전극 사이에 전계를 인가하여 상기 색 변환층에 색 변화 가 일어나는 것을 포함하는 태양전지.
  5. 기판 상에 형성된 제1전극;
    상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 형성된 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 형성된 제2전극; 및
    상기 제2전극 상에 형성된 광 조절층을 포함하는 태양전지.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광 조절층은,
    상기 제2전극 상에 형성된 제1전도층;
    상기 제1전도층 상에 부유입자(suspended particles)를 포함하여 형성된 부유층;
    상기 부유층 상에 형성된 제2전도층; 및
    상기 제2전도층 상에 형성된 제4전극을 포함하는 태양전지.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2전극과 제4전극 사이에 인가되는 전계에 따라 상기 부유입자가 정렬되는 것을 포함하는 태양전지.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 광 조절층은,
    상기 제2전극 상에 비등방성(anisotropy) 입자를 포함하여 형성된 액정층; 및
    상기 액정층 상에 형성된 제5전극;
    을 포함하는 태양전지.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제2전극과 제5전극 사이에 인가되는 전계에 따라 상기 비등방성 입자가 상기 제2전극의 표면에 대해 수직배향되는 것을 포함하는 태양전지.
  10. 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계;
    상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 상에 제2전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제2전극 상에 색 변환층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 색 변환층은 열(thermal)에 의해 색이 변화될 수 있는 물질로 형성되며, Ag2HgI4, Cu2HgI4, 산화 바나듐(VO2), W-doped VO2 중 어느 하나의 물질로 형성되는 태양전지의 제조방법.
  11. 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계;
    상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 상에 제2전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제2전극 상에 색 변환층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 색 변환층은, 상기 제2전극 상에 제1EC층(Electrochromic layer), 전해질(Electrolyte)층, 제2EC층 및 제3전극이 적층되어 형성된 태양전지의 제조방법.
  12. 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계;
    상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 상에 제2전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제2전극 상에 광 조절층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 광 조절층은 상기 제2전극 상에 제1전도층, 부유입자(suspended particles)를 포함하는 부유층, 제2전도층 및 제4전극이 적층되어 형성된 태양전지의 제조방법.
  13. 기판 상에 제1전극을 형성하는 단계;
    상기 제1전극이 형성된 상기 기판 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 상에 제2전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제2전극 상에 광 조절층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 광 조절층은, 상기 제2전극 상에 비등방성 입자를 포함하는 액정층, 제5전극이 적층되어 형성되며,
    상기 제2전극과 제5전극 사이에 인가되는 전계에 따라 상기 비등방성 입자가 상기 제2전극의 표면에 대해 수직배향되는 것을 포함하는 태양전지의 제조방법.
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