KR101100111B1 - 인플렉서블 또는 플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 광기전력 장치의 제조 방법은 제1 전극이 형성된 기판을 준비하는 단계, 상기 제1 전극으로부터 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층, 진성 실리콘층 및 제2 도전성 실리콘층을 포함하는 제1 단위전지를 제1 제조시스템에서 형성하는 단계, 상기 제1 단위전지 상에 형성되는 중간반사막의 일부, 또는 상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층을 대기에 노출시키는 단계, 상기 노출된 중간반사막의 일부의 표면 또는 상기 노출된 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층의 표면을 드라이 에칭하는 단계, 상기 중간반사막의 나머지를 제2 제조시스템에서 형성하거나 상기 중간반사막의 전체를 상기 제2 제조시스템에서 상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층 상에 형성하는 단계 및 상기 중간반사막 상에 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층, 진성 실리콘층 및 제2 도전성 실리콘층을 포함하는 제2 단위전지를 상기 제2 제조시스템에서 형성하는 단계를 포함한다.

Description

인플렉서블 또는 플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치 및 이의 제조 방법{PHOTOVOLTAIC DEVICE INCLUDING AN INFLEXIBLE OR A FLEXIBLE SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 실시예는 기판 또는 플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 과도한 CO2 배출량으로 기후온난화와 고 유가로 인하여 에너지가 앞으로 인류의 삶을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 풍력, 바이오 연료, 수소/연료전지 등 많은 신재생 에너지 기술들이 있으나, 모든 에너지의 근원인 태양에너지는 거의 무한한 청정에너지이기 때문에 태양광을 이용하는 광기전력 장치가 각광받고 있다.
지구 표면에 입사되는 태양광은 120,000TW에 해당하기 때문에, 이론적으로 10% 광-전 변환효율(conversion efficiency)의 광기전력 장치로 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, 광기전력 장치 시장의 90%는 단결정(single-crystalline)이나 다결정(multi-crystalline or poly-crystalline) 실리콘과 같은 벌크(bulk)형 실리콘 광기전력 장치가 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 박막 실리콘 광기전력 장치는 벌크형 실리콘 광기전력 장치에 비해서 실리콘의 두께를 100분의 1이하로 줄일 수 있을 뿐 아니라, 대면적 저가 생산이 가능하다.
한편, 단일접합(single-junction) 박막 실리콘 광기전력 장치는 달성할 수 있는 성능의 한계가 있기 때문에, 복수의 단위 전지를 적층한 이중접합 박막 실리콘 광기전력 장치나, 삼중접합 박막 실리콘 광기전력 장치가 개발되어 고 안정화 효율(stabilized efficiency)의 달성을 추구하고 있다.
이중접합 또는 삼중접합 박막 실리콘 광기전력 장치를 탄뎀형 광기전력 장치라 하고, 탄뎀형 광기전력 장치의 개방전압은 각 단위전지의 합이고 단락전류는 각 단위전지의 단락전류 중 최소값에 의하여 결정된다.
탄템형 광기전력 장치의 경우, 단위 전지들 사이에 내부 반사를 강화하여 효율을 높일 수 있는 중간반사막에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 서로 다른 제1 제조시스템 및 제2 제조시스템을 통하여 제조된 중간반사막을 포함하는 광기전력 장치 및 이의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 광기전력 장치의 제조 방법은 제1 전극이 형성된 기판을 준비하는 단계, 상기 제1 전극으로부터 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층, 진성 실리콘층 및 제2 도전성 실리콘층을 포함하는 제1 단위전지를 제1 제조시스템에서 형성하는 단계, 상기 제1 단위전지 상에 형성되는 중간반사막의 일부, 또는 상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층을 대기에 노출시키는 단계, 상기 노출된 중간반사막의 일부의 표면 또는 상기 노출된 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층의 표면을 드라이 에칭하는 단계, 상기 중간반사막의 나머지를 제2 제조시스템에서 형성하거나 상기 중간반사막의 전체를 상기 제2 제조시스템에서 상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층 상에 형성하는 단계 및 상기 중간반사막 상에 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층, 진성 실리콘층 및 제2 도전성 실리콘층을 포함하는 제2 단위전지를 상기 제2 제조시스템에서 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 광기전력 장치는 플렉서블 기판, 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 위치하며, 상기 제1 전극으로부터 순차적으로 적층된 n 타입 실리콘층, 진성 실리콘층 및 p 타입 실리콘층을 포함하는 제1 단위전지, 상기 제1 단위전지와 상기 제2 전극 사이에 위치하며, 상기 제1 단위전지로부터 순차적으로 적층된 n 타입 실리콘층, 진성 실리콘층 및 p 타입 실리콘층을 포함하는 제2 단위전지 및 상기 제1 단위전지 및 상기 제2 단위전지 사이에 위치하며, 상기 기판에서 멀어질수록 작아지는 비실리콘계 원소의 농도를 지닌 중간반사막을 포함하며, 상기 중간반사막은 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질이나 수소화된 비정질 실리콘계 물질을 포함한다.
본 발명은 서로 분리된 제1 제조시스템 및 제2 제조시스템을 통하여 형성되는, 중간반사막이 포함된 광기전력 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 서로 분리된 제1 제조시스템 및 제2 제조시스템을 통하여 형성될 때 대기에 노출된 부분을 에칭함으로써 광기전력 장치의 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 대기에 노출된 부분을 드라이 에칭함으로써 플렉서블 기판 및 중간반사막을 포함하는 광기전력 장치를 서로 분리된 제1 제조시스템 및 제2 제조시스템을 통하여 형성할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치를 제조하기 위한 제1 제조시스템 및 제2 제조시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 중간반사막의 농도 프로파일을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스들의 유량 변화를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스들의 또다른 유량 변화를 나타낸다.
도 5는 롤투롤 타입 제조시스템에서 형성되는 중간반사막을 나타낸다.
도 6은 제2 제조시스템의 공정챔버를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 중간반사막의 라만 분석을 나타낸다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
광기전력 장치는 이중접합구조와 삼중접합구조 등을 지닐 수 있으나, 도 1a 및 도 1b에서는 이중접합구조인 광기전력 장치를 그 예로 하여 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치를 제조하기 위한 제1 제조시스템 및 제2 제조시스템을 나타낸다. 도 1a는 스텝핑 롤 타입 (stepping roll type) 제조시스템을 나타내고, 도 1b는 클러스터 타입 (cluster type) 제조시스템을 나타낸다. 스텝핑 롤 타입 제조시스템은 금속 포일(foil)이나 폴리머 기판과 같은 플렉서블(flexible) 기판에 광기전력 장치를 형성하기 위한 것이고, 클러스터 타입 제조시스템은 유리 기판과 같이 인플렉서블(inflexible) 기판에 광기전력 장치를 형성하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법은 도 1a 및 도 1b에 도시된 제조시스템 외에 롤투롤 타입 (roll to roll type) 제조시스템과 같은 다양한 제조시스템에 적용할 수 있다.
제1 제조시스템(SYS1) 및 제2 제조시스템(SYS2)에 포함된 공정챔버들(CH1, CH21~CH23, CH3, CH4, CH5, CH61~CH63, CH7)은 대기로부터 격리되어 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110)이 형성된 기판(100)이 준비된다. 제1 단위전지(200)가 제1 제조시스템(SYS1)에서 형성된다. 이 때 제1 단위전지(200)는 제1 전극(110)으로부터 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층(210), 진성 실리콘층(230) 및 제2 도전성 실리콘층(250)을 포함한다.
제1 도전성 실리콘층(210), 진성 실리콘층(230) 및 제2 도전성 실리콘층(250) 각각은 제1 제조시스템(SYS1)의 공정챔버들(CH1, CH21~CH23, CH3)에서 형성된다. 진성 실리콘층(230)의 두께가 제1 도전성 실리콘층(210) 및 제2 도전성 실리콘층(230)의 두께보다 크므로 진성 실리콘층(230)을 형성하기 위한 공정챔버들(CH21~CH23)의 개수는 제1 도전성 실리콘층(210) 또는 제2 도전성 실리콘층(230)을 형성하기 위한 공정챔버들의 개수보다 클 수 있다.
제1 도전성 실리콘층(210) 및 제2 도전성 실리콘층(250)이 각각 p 타입 실리콘층 및 n 타입 실리콘층인 경우 공정챔버(CH1) 및 공정챔버(CH3)에는 수소 가스 및 실란 가스와 함께 3족 불순물 및 5족 불순물이 각각 유입될 수 있다. 또한 제1 도전성 실리콘층(210) 및 제2 도전성 실리콘층(250)이 각각 n 타입 실리콘층 및 p 타입 실리콘층인 경우 공정챔버(CH1) 및 공정챔버(CH3)에는 수소 가스 및 실란 가스와 함께 5족 불순물 및 3족 불순물이 각각 유입될 수 있다. 이와 같은 불순물의 유입은 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310) 및 제2 도전성 실리콘층(350)의 형성에도 적용될 수 있다.
이 때 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)은 수소화된 나노 결정질 실리콘이나 수소화된 비정질 실리콘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)이 n 타입 실리콘층인 경우, 제2 도전성 실리콘층(250)은 수소화된 n 타입 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 실리콘을 포함할 수 있다. 또한 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)이 p 타입 실리콘층인 경우, 제2 도전성 실리콘층(250)은 수소화된 p 타입 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
제1 단위전지(200) 상에 형성되는 중간반사막(400)의 일부, 또는 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)이 대기에 노출된다. 즉, 도면에는 도시되지 않았으나 본 발명의 실시예에서는 중간반사막(400)의 일부가 제1 제조시스템(SYS1)의 공정챔버(CH3)에서 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250) 상에 형성되고, 중간반사막(400)의 나머지가 제2 제조시스템(SYS2)의 공정챔버(CH4)에서 형성될 수 있다. 또한 중간반사막(400)이 2회에 거쳐 형성되는 것이 아니라 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 중간반사막(400) 전체가 제2 제조시스템(SYS2)의 공정챔버(CH4)에서 형성될 수도 있다.
이 때 중간반사막(400)은 수소화된 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 실리콘계 물질을 포함할 수 있다.
한편, 제1 제조시스템(SYS1)과 제2 제조시스템(SYS2)이 분리 없이 하나의 시스템으로 이루어질 경우 제1 제조시스템(SYS1)과 제2 제조시스템(SYS2) 전체가 진공 상태를 유지해야 하므로 제조시스템의 가격 및 유지 비용이 상승할 수 있다. 또한 제1 제조시스템(SYS1)과 제2 제조시스템(SYS2)이 분리되어 있지 않으므로 전체 제조시스템의 부피가 커질 수 있다.
반면에 도 1a 및 도 1b의 제1 제조시스템(SYS1)과 제2 제조시스템(SYS2)은 서로 분리되어 있다. 이에 따라 제1 단위전지(200)가 형성된 기판(100)이 제2 제조시스템(SYS2)으로 이송되기 위하여 제1 단위전지(200) 또는 중간반사막(400)의 일부가 대기에 노출된다. 제1 제조시스템(SYS1)과 제2 제조시스템(SYS2)의 분리로 인하여 광기전력 장치의 제조시 비용이 절감될 수 있고 제조시스템들(SYS1, SYS2)의 운용 다양성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 제조시스템들(SYS1, SYS2)이 설치되는 공간의 활용이 효율적으로 이루어질 수 있다.
제1 단위전지(200) 또는 중간반사막(400)의 일부가 대기에 노출된 후, 중간반사막(400)의 나머지가 이 제2 제조시스템(SYS2)의 공정챔버(CH4)에서 이미 형성된 중간반사막(400)의 일부 상에 형성될 수 있다. 또한 중간반사막(400) 전체가 제2 제조시스템(SYS2)의 공정챔버(CH4)에서 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250) 상에 형성될 수 있다.
이 때, 중간반사막(400)의 형성은 두 가지 방법에 의하여 이루어질 수 있으며, 공정챔버(400)는 중간반사막(400)을 증착시키거나 비실리콘계 원소를 확산시킬 수 있다.
첫 번째 방법은 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250) 상에 소정 두께의 중간반사막(400)이 증착될 수 있다. 중간반사막(400)이 증착시 수소 가스, 실란 가스 및 불순물 가스와 더불어 비실리콘계 원소를 포함하는 가스가 공정챔버(CH3) 또는 공정챔버(CH4)로 유입된다.
두 번째 방법은 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)을 형성한 후 비실리콘계 원소를 제2 도전성 실리콘층(250)에 확산시키는 것으로 비실리콘계 원소가 확산된 영역이 중간반사막(400)의 역할을 수행할 수 있다. 공정챔버(CH3) 또는 공정챔버(CH4) 내부의 플라즈마는 비실리콘계 원소를 포함하는 가스를 분해하여 산소 원자, 탄소 원자 또는 질소 원자와 같은 비실리콘계 원소를 확산시킨다.
중간반사막(400) 형성시 3족 또는 5족 불순물 가스를 비실리콘계 원소를 포함하는 가스와 같이 섞어주면 수소화된 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 실리콘계 물질을 포함하는 중간반사막(400)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 단위전지(200)가 제1 전극(110)으로부터 순차적으로 적층된 p 타입 실리콘층(210), 진성 실리콘층(230) 및 n 타입 실리콘층(250)을 포함할 경우, 중간반사막(400) 형성시 5족 불순물 가스가 공정챔버(CH4)에 유입될 수 있다. 이에 따라 중간반사막(400)은 수소화된 n 타입 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 실리콘계 물질을 포함할 수 있다. 또한 제1 단위전지(200)가 제1 전극(110)으로부터 순차적으로 적층된 n 타입 실리콘층(210), 진성 실리콘층(230) 및 p 타입 실리콘층(250)을 포함할 경우, 중간반사막(400) 형성시 3족 불순물 가스가 공정챔버(CH4)에 유입될 수 있다. 이에 따라 중간반사막(400)은 수소화된 p 타입 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 실리콘계 물질을 포함할 수 있다.
이 때 중간반사막(400)의 비실리콘계 원소의 농도는 일정하게 유지되도록 프로파일되거나 빛이 입사되는 측에서 멀어질수록 비실리콘계 원소의 농도가 커지도록 프로파일될 수 있다.
빛이 입사되는 측에서 멀어질수록 비실리콘계 원소의 농도가 커지는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 중간반사막(400)의 전체 두께가 T이고 중간반사막(400)의 t2 지점이 중간반사막(400)의 t1 지점보다 빛이 입사되는 측에서 멀 경우 중간반사막(400)의 t2 지점에서의 비실리콘계 원소의 농도는 중간반사막(400)의 t1 지점에서의 비실리콘계 원소의 농도보다 클 수 있다.
예를 들어, p-i-n 타입의 광기전력 장치의 경우, 빛은 기판(100) 및 제1 전극(110)을 통하여 입사되므로 중간반사막(400)의 비실리콘계 원소의 농도는 기판(100)에서 멀어질수록 비실리콘계 원소의 농도가 커지도록 프로파일된다. 또한 n-i-p 타입의 광기전력 장치의 경우, 빛은 제2 전극(120)과 같은 기판(100)의 맞은 편에서 입사되므로 중간반사막(400)의 비실리콘계 원소의 농도는 기판(100)의 맞은 편에서 멀어질수록 비실리콘계 원소의 농도가 커지도록 프로파일된다.
본 발명의 실시예에서 비실리콘계 원소는 산소, 탄소 또는 질소일 수 있다. 이에 따라 중간반사막(400)은 수소화된 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 산화실리콘, 수소화된 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 실리콘 카바이드, 또는 수소화된 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 질화실리콘을 포함할 수 있다. 공정챔버(CH4) 내로 유입되는 산소를 포함하는 가스는 CO2 또는 O2가 사용될 수 있으며, 탄소를 포함하는 가스로 CH4, C2H4, 또는 C2H2가 사용될 수 있으며, 질소를 포함하는 가스로 NH4, N2O, 또는 NO 가 사용될 수 있다.
중간반사막(400)이 형성된 후 제2 단위전지(330)가 형성되며, 제2 단위전지(330)는 중간반사막(400) 상에 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층(310), 진성 실리콘층(330) 및 제2 도전성 실리콘층(350)을 포함한다. 이 때 제1 도전성 실리콘층(310) 및 제2 도전성 실리콘층(350)은 각각은 공정챔버(CH5) 및 공정챔버(CH7)에서 형성되고, 진성 실리콘층(330)은 공정챔버들(CH61~CH63)에서 형성된다.
본 발명의 실시예에서와 같이 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(210)이 수소화된 나노 결정질 실리콘을 포함하고, 중간반사막(400)이 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함하는 경우, 제2 도전성 실리콘층(210)과 중간반사막(400)의 계면에서 결정체적분율의 급격한 저하가 방지되어 수직 전기적 전도도의 저하가 방지된다. 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(210)의 두께는 5 nm 이상 30 nm 이하일 수 있다. 제2 도전성 실리콘층(210)의 두께는 5 nm 이상인 경우 광기전력 장치의 곡선 인자 (fill factor)가 과도하게 낮아지는 것이 방지되고, 제2 도전성 실리콘층(210)의 두께는 30 nm 이상인 경우 빛이 제2 도전성 실리콘층(210)에 의하여 과도하게 흡수되는 것이 방지될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서와 같이 중간반사막(400)이 수소화된 비정질 실리콘계 물질을 포함하는 경우, 중간반사막(400)의 증착속도가 증가하여 제조 공정 시간이 단축될 수 있다.
아울러 빛 입사측에서 멀어질수록 중간반사막(400)의 비실리콘계 원소가 커지도록 프로파일되므로 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250) 과 중간반사막(400) 경계면에서 굴절률이나 광학적 밴드갭이 연속적으로 변화한다. 따라서 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)과 중간반사막(400) 사이의 이종접합 경계면에서 결함 밀도(defect density)가 급격하게 증가하는 것이 방지되어 중간반사막(40)에서의 광 흡수가 최소화된다.
제1 단위전지(200)의 생성 후 중간반사막(400)의 일부 또는 제1 단위전지(200)가 대기에 노출될 때 중간반사막(400)의 일부나 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)이 오염될 수 있다. 따라서 제2 제조시스템(SYS2)의 공정챔버(CH4)에서 중간반사막(400)이 형성되기 이전에 오염된 영역을 제거하기 위한 드라이 에칭 (dry etching) 공정이 이루어질 수 있다.
이에 따라 중간반사막(400)의 일부가 대기에 노출된 후 중간반사막(400)의 일부의 표면을 드라이 에칭될 수 있다. 또한 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)이 대기에 노출된 후 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)의 표면이 드라이 에칭될 수 있다.
드라이 에칭 공정은 플렉서블 기판(100)에 대한 영향을 줄일 수 있다. 즉, 화학적 에칭(chemical etching)의 경우 폴리머나 금속 포일로 이루어진 플렉서블 기판(100)이 손상되거나 기판 외형이 변형될 수 있다. 반면에 드라이 에칭 공정은 플렉서블 기판(100)에 대한 영향이 적으므로 광기전력 장치의 동작이 안정적으로 이루어질 수 있다.
드라이 에칭 공정은 수소 플라즈마에 의하여 이루어질 수 있다. 에칭 공정은 중간반사막(400)이 형성되는 공정챔버(CH4)나 별도의 공정챔버에서 이루어질 수 있다. 에칭 공정이 중간반사막(400)이 형성되는 공정챔버(CH4)에서 이루어질 경우 제2 제조시스템(SYS2)을 간단하게 구성할 수 있다. 이에 따라 에칭 공정과 중간반사막(400)의 나머지의 형성은 하나의 공정챔버에서 형성될 수 있다. 또한 에칭 공정과 중간반사막(400) 전체의 형성은 하나의 공정챔버에서 형성될 수도 있다.
드라이 에칭 공정이 이루어지는 동안 공정챔버에 불순물 가스가 유입될 수 있다. 에칭 공정이 이루어지면 수소플라즈마에 의하여 제1 단위전지(200)의 제2 도전성 실리콘층(250)에 있는 불순물이 유출되어 제1 단위전지(200)의 전기 전도도가 감소할 수 있다. 따라서 에칭 공정시 불순물 가스가 유입되면 에칭 공정으로 인하여 유출되는 불순물을 보상할 수 있다.
에칭 공정, 중간반사막(400) 형성 및 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)의 형성시 공정 시간의 증가를 최소화하기 위하여 하나의 공정챔버에 도 3과 같이 가스들이 공급될 수 있다. 즉, 도 1a 및 도 1b에서는 중간반사막(400)과 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)이 각각 공정챔버(CH4)와 공정챔버(CH5)에서 형성되었으나 하나의 공정챔버에서 에칭 공정, 중간반사막(400) 형성 및 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)의 형성이 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법을 위한 가스 유량의 변화를 나타낸다. 도 3은 비실리콘계 원소의 확산에 의하여 중간반사막(400)이 형성될 경우의 유량 변화를 나타낸다. 수소 가스를 플라즈마로 형성하기 위한 플라즈마 파워가 구간1에서 공정챔버에 공급되고 수소 가스가 공정챔버에 유입된다. 이에 따라 에칭 공정이 이루어진다. 이 때 에칭 공정시 유출되는 제2 도전성 실리콘층(250)의 불순물을 보상하기 위하여 불순물1이 공정챔버에 유입될 수 있다. 불순물1은 제2 도전성 실리콘층(250)이 n 타입 실리콘층일 경우 5족 원소일 수 있고, 제2 도전성 실리콘층(250)이 p 타입 실리콘층일 경우 3족 원소일 수 있다.
구간 2에서 플라즈마 파워가 턴오프되고 불순물1은 계속하여 공급된다. 불순물 1은 중간반사막(400)이 형성되는 과정 중에 필요하므로 구간2에서도 계속하여 유입된다. 또한 구간2에서 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 공급이 시작된다. 구간2에서 비실리콘계 원소를 포함하는 가스가 공급되는 이유는 구간3에서 비실리콘계 원소의 확산을 위한 플라즈마 파워 공급시 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 급격한 유량변화를 방지하기 위해서이다.
구간3에서 플라즈마 파워가 턴온되고 불순물1은 계속하여 공급된다. 이 때 불순물1의 유량은 구간 1에서 공급된 불순물1의 유량과 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 또한 비실리콘계 원소를 포함하는 가스가 공정챔버로 유입된다. 도 3에서는 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량이 구간3에서 일정하게 유지될 수 있다. 또한 앞서 설명된 바와 같이 비실리콘계 원소의 농도가 중간반사막(400) 내부의 위치에 따라 달라지도록 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량은 구간3에서 변할 수 있다.
확산에 의한 중간반사막(400)의 형성이 완료된 후 구간4에서 플라즈마 파워가 턴오프되고 불순물1 및 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유입이 중단된다. 또한 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)을 형성하기 위하여 수소가스, 실란가스와 불순물2가 공정챔버로 유입된다. 구간4에서 수소가스, 실란가스와 불순물2가 유입되는 이유는 구간5에서 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)이 형성될 때 공정챔버 내에서 가스들의 급격한 유량변화를 방지하기 위해서이다.
구간5에서 플라즈마 파워가 턴온되고 수소가스, 실란가스와 불순물2가 유입됨으로써 중간반사막(400) 상에 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)이 증착된다. 중간반사막(400)은 600 nm 파장에서 1.7 이상 2.5 이하의 평균 굴절률을 가질 수 있다. 중간반사막(40)의 굴절률이 1.7 이상이면, 전도도(conductivity)가 커져 다중 접합 광기전력 장치의 FF (Fill Factor)가 향상되어 효율이 높아진다. 또한 중간반사막(40)의 굴절률이 2.5 이하이면 600 nm 파장 이하 영역의 빛을 원활하게 반사하여 단락 전류가 증가하므로 효율이 높아진다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스들의 또다른 유량 변화를 나타낸다. 도 4는 증착에 의하여 하나의 공정챔버에서 에칭공정, 중간반사막(400) 및 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)이 형성될 경우의 유량 변화를 나타낸다.
수소 가스를 플라즈마로 형성하기 위한 플라즈마 파워가 구간1에서 공정챔버에 공급되고 수소 가스가 공정챔버에 유입된다. 이에 따라 에칭 공정이 이루어진다. 이 때 에칭 공정시 유출되는 제2 도전성 실리콘층(250)의 불순물을 보상하기 위하여 불순물1이 공정챔버에 유입될 수 있다.
구간 2에서 플라즈마 파워가 턴오프되고 불순물1 및 수소 가스는 계속하여 공급된다. 불순물 1은 중간반사막(400)이 형성되는 과정 중에 필요하므로 구간2에서도 계속하여 유입된다. 구간 2에서 비실리콘계 원소를 포함하는 가스, 실란가스의 공급이 시작된다. 제2 구간에서 수소 가스, 실란 가스 및 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 공급은 구간3에서 증착에 의하여 중간반사막(400)이 형성될 때 급격한 유량의 변화를 방지하기 위해서이다.
구간 3에서 플라즈마 파워가 턴온되고 불순물1은 계속하여 공급된다. 이 때 불순물1의 유량은 구간 1에서 공급된 불순물1의 유량과 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 또한 비실리콘계 원소를 포함하는 가스, 실란가스 및 수소 가스가 공정챔버로 유입된다. 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량이 구간 3에서 일정하게 유지될 수 있다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 비실리콘계 원소의 농도가 중간반사막(400) 내부의 위치에 따라 달라지도록 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량은 구간 3에서 변할 수 있다.
비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량이 변하는 것은 앞서 설명된 바와 같이 중간반사막(400)의 비실리콘계 원소의 농도가 빛이 입사되는 측에서 멀어질수록 커지게 하기 위해서이다. 도 4에서 점진적으로 변하는 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량은 롤루롤 타입의 제조시스템(SYS2)에는 적용하기 힘들 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 롤루롤 타입의 제조시스템은 공정챔버들이 분리되어 있지 않으므로 기판(100)이 계속하여 이송된다.
이에 따라 롤루롤 타입의 제조시스템(SYS2)에서 중간반사막(400)의 비실리콘계 원소의 농도가 변하기 위해서는 공정챔버(CH4)의 출구(OUT)에 인접한 영역에서의 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량이 공정챔버(CH4)의 입구(IN)에 인접한 영역에서의 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량보다 클 수 있다. 이와 같은 유량 변화를 위하여 공정챔버(CH4)의 출구(OUT)에 인접한 노즐(500)의 유량이 공정챔버(CH4)의 입구(IN)에 인접한 노즐(500)의 유량보다 클 수 있다.
아울러 도면에는 도시되지 않았으나 공정챔버(CH4)의 출구(OUT)에 인접한 노즐(500)의 유량이 공정챔버(CH4)의 입구(IN)에 인접한 노즐(500)의 유량보다 작을 수도 있다.
이와 같이 공정챔버(CH4)의 입구(IN) 및 출구(OUT)에 인접한 영역들에서의 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량들의 크기는 p-i-n 또는 n-i-p 타입 광기전력 장치에 따라 달라질 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나 롤투롤 타입 제조시스템이 중간반사막(400)의 형성을 위한 복수 개의 공정챔버를 포함하고, 각 공정챔버에 유입되는 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유량이 서로 다르게 됨으로써 중간반사막(400)의 비실리콘계 원소의 농도가 빛이 입사되는 측에서 멀어질수록 커지게 할 수도 있다.
증착에 의한 중간반사막(400)의 형성이 완료된 후 구간 4에서 플라즈마 파워가 턴오프되고 불순물1 및 비실리콘계 원소를 포함하는 가스의 유입이 중단된다. 또한 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)을 형성하기 위하여 수소가스, 실란가스와 불순물2가 공정챔버로 유입된다. 구간4에서 수소가스, 실란가스와 불순물2가 유입되는 이유는 구간5에서 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)이 형성될 때 공정챔버 내에서 가스들의 급격한 유량변화를 방지하기 위해서이다.
구간5에서 플라즈마 파워가 턴온되고 수소가스, 실란가스와 불순물2이 유입됨으로써 중간반사막(400) 상에 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)이 증착된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 공정챔버에서 중간반사막(400) 및 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)이 형성되기 위해서 중간반사막(400) 및 제2 단위전지(300)의 제1 도전성 실리콘층(310)이 형성 동안 공정챔버 내부의 압력은 일정하게 유지될 수 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 공정챔버 내부의 압력이 일정하게 유지되기 위하여 컨트롤러는 복수의 유량조절기들(MFC1 ~ MFC5) 및 가스 배출 밸브(VAL)를 제어하여 공정챔버로 유입되는 가스들의 유량과 배출되는 가스의 유량의 차가 일정하게 유지되도록 한다. 이에 따라 공정챔버 내부의 압력은 일정하게 유지될 수 있다. 이 때 복수의 유량조절기들(MFC1 ~ MFC5)은 수소가스, 실란가스, 비실리콘계 원소를 포함하는 가스, 불순물1 및 불순물2의 유량을 제어한다. 또한 가스 배출 밸브(VAL)는 공정챔버로부터 배출되는 가스의 유량을 제어한다. 진공펌프(VP)는 가스 배출 밸브(VAL)와 연결되어 공정챔버로부터 가스가 배출되도록 한다.
이와 같은 과정을 거쳐 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치는 플렉서블 기판(100), 제1 전극(110), 제2 전극(120), 제1 단위전지(200), 제2 단위전지(300), 및 중간반사막(400)을 포함한다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 플렉서블 기판(100) 상에 위치한다.
제1 단위전지(200)는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 사이에 위치하며, 제1 전극(110)으로부터 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층(210), 진성 실리콘층(230) 및 제2 도전성 실리콘층(250)을 포함한다.
제2 단위전지(300)는 제1 단위전지(200)와 제2 전극(120) 사이에 위치하며, 제1 단위전지(200)로부터 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층(310), 진성 실리콘층(330) 및 제2 도전성 실리콘층(350)을 포함한다.
중간반사막(400)은 제1 단위전지(200) 및 제2 단위전지(300) 사이에 위치하며, 빛이 입사되는 측에서 멀어질수록 커지는 비실리콘계 원소의 농도를 지닌다. 이 때 중간반사막(400)은 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질이나 수소화된 비정질 실리콘계 물질을포함할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이 대기 노출로 인한 오염된 부분을 제거하기 위하여 이루어지는 드라이 에칭은 플렉서블 기판(100)에 대한 영향이 적다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법은 복수의 단위전지(200, 300), 중간반사막(400) 및 플렉서블 기판(100)을 포함하는 광기전력 장치를 제조하는데 적용 가능하다.
중간반사막(400) 은 600 nm 파장에서 1.7 이상 2.5 이하의 평귤 굴절률을 가질 수 있다. 중간반사막(40)의 굴절률이 1.7 이상이면, 전도도(conductivity)가 커져 다중 접합 광기전력 장치의 FF (Fill Factor)가 향상되어 효율이 높아진다. 또한 중간반사막(40)의 굴절률이 2.5 이하이면 600 nm 파장 이하 영역의 빛을 원활하게 반사하여 단락 전류가 증가하므로 효율이 높아진다.
중간반사막(400)이 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 중간반사막(400)의 평균 비실리콘계 원소의 함량은 5 atomic % 이상 50 atomic % 이하일 수 있다. 중간반사막(400)의 평균 비실리콘계 원소의 함량이 5 atomic % 이상일 경우 굴절률이 600 nm 파장에서 2.5 이하가 되므로 내부반사의 약화가 방지된다. 중간반사막(400)의 평균 비실리콘계 원소의 함량이 50 atomic % 이하인 경우 전기전도도의 감소가 방지되어 광전변환효율이 줄어드는 것이 방지된다.
수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 중간반사막(400)의 경우, 중간반사막(400)은 비실리콘계 원소과 더불어 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질에 의하여 600 nm 파장에서 1.7 이상 2.5 이하의 평귤 굴절률을 가질 수 있다. 중간반사막(400)이 수소화된 비정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 중간반사막(400)의 굴절률은 비실리콘계 원소에 영향을 많이 받는다. 따라서 600 nm 파장에서 1.7 이상 2.5 이하의 평귤 굴절률을 갖기 위하여 평균 비실리콘계 원소의 함량이 증가할 수 있으며, 중간반사막(400)의 평균 비실리콘계 원소의 함량은 30 atomic % 이상 70 atomic % 이하일 수 있다.
중간반사막(400)의 평균 수소 함량은 10 atomic % 이상 25 atomic % 이하일 수 있다. 중간반사막(400)의 평균 수소 함량이 10 atomic % 이상인 경우 미결합손 (dangling bond)의 패시베이션이 이루어져 재결합이 감소한다. 중간반사막(400)의 평균 수소 함량이 25 atomic % 이하인 경우, 중간반사막(400)이 과도하게 결함이 증가하는 것이 방지될 수 있다.
중간반사막(400)의 결정체적분율은 4 % 이상 30 % 이하일 수 있다. 중간반사막(400)의 결정체적분율이 4 % 이상인 경우, 중간반사막(400)의 과도한 비정질화에 따른 저항 증가를 막을 수 있다. 중간반사막(400)의 결정체적분율이 30 % 이하인 경우, 600 nm 에서 2.5 이하의 굴절률을 가진 중간반사막(400)이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 중간반사막(400) 전체의 두께는 10 nm 이상 200 nm 이하일 수 있다. 중간반사막(400)의 두께가 10 nm 이상인 경우 내부 반사가 이루어지고, 중간반사막(400)의 두께가 200 nm 이하인 경우 빛이 중간반사막(400)에서 과도하게 흡수되는 것이 방지될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이 중간반사막(400)은 두 가지 방법에 의하여 형성될 수 있다. 즉, 중간반사막(400)은 중간반사막(400)의 나머지가 중간반사막(400)의 일부 상에 증착됨으로써 형성되거나 중간반사막(400) 전체가 제2 도전성 실리콘층(250) 상에 형성될 수 있다. 중간반사막(400)의 굴절률, 평균 비실리콘계 원소의 함량, 평균 수소 함량 및 결정체적분율은 이와 같은 두 가지 방법 중 하나에 의하여 형성된 중간반사막(400)의 특징들이다.
도 7은 결정체적분율 계산하는 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
결정체적분율은 다음의 수학식과 같다.
결정체적분율 (%) = [(A510 + A520)/(A480 + A510 + A520)] * 100
이 때 Ai는 i cm-1 근처의 component peak의 면적이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 중간반사막(400)에 대하여 라만(Raman) 측정이 이루어지면 도 7과 같이 3가지 peak로 분해할 수 있다. 즉, 480 cm-1 근처의 component peak의 면적은 비정질 실리콘 TO 모드의 가우시안 정점분석(Gaussian peak fitting)에 의하여 구하여지고, 510 cm-1 근처의 근처의 component peak의 면적은 작은 그레인(grain)이나 결정입계결함 (grain boundary defect)에 의한 로렌티안 정점분석(Lorentian peak fitting)에 의하여 구해지며, 520 cm-1 근처의 근처의 component peak의 면적은 결정질 실리콘 TO 모드의 로렌티안 정점분석에 의하여 구하여진다.
이상에서 설명된 바와 같이 제1 단위전지(200)가 형성된 기판(100)을 대기에 노출한 후 별도의 제조시스템에서 제2 단위전지(300)가 형성되므로 본 발명의 실시예의 경우 중간반사막을 포함하는 광기전력 장치의 제조시스템의 운용을 효율적으로 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 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 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.
SYS1, SYS2 : 제1 및 제2 제조시스템
CH1, CH21~CH23, CH3, CH4, CH5, CH61~CH63, CH7 : 공정챔버
100 : 기판 110 : 제1 전극
120 : 제2 전극 200, 300 : 제1 단위전지 및 제2 단위 전지
210, 310 : 제1 도전성 실리콘층 230, 330 : 진성 실리콘층
250, 350 : 제2 도전성 실리콘층 400 : 중간반사막

Claims (32)

  1. 제1 전극이 형성된 기판을 준비하는 단계;
    상기 제1 전극으로부터 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층, 진성 실리콘층 및 제2 도전성 실리콘층을 포함하는 제1 단위전지를 제1 제조시스템에서 형성하는 단계;
    상기 제1 단위전지 상에 형성되는 중간반사막의 일부, 또는 상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층을 대기에 노출시키는 단계;
    상기 노출된 중간반사막의 일부의 표면 또는 상기 노출된 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층의 표면을 드라이 에칭하는 단계;
    상기 중간반사막의 나머지를 제2 제조시스템에서 형성하거나 상기 중간반사막의 전체를 상기 제2 제조시스템에서 상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층 상에 형성하는 단계; 및
    상기 중간반사막 상에 순차적으로 적층된 제1 도전성 실리콘층, 진성 실리콘층 및 제2 도전성 실리콘층을 포함하는 제2 단위전지를 상기 제2 제조시스템에서 형성하는 단계
    를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막의 비실리콘계 원소의 농도는 빛이 입사되는 측에서 멀어질수록 커지게 프로파일되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층은 수소화된 나노 결정질 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막은 상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층 상에 증착되거나 상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층에 비실리콘계 원소를 확산시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막은 수소화된 나노 결정질 또는 수소화된 비정질 실리콘계 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질은 수소화된 나노 결정질 실리콘 카바이드, 수소화된 나노 결정질 산화 실리콘 또는 수소화된 나노 결정질 질화실리콘이고,
    상기 수소화된 비정질 실리콘계 물질은 수소화된 비정질 실리콘 카바이드, 수소화된 비정질 산화 실리콘 또는 수소화된 비정질 질화실리콘인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층이 n 타입 실리콘층인 경우 상기 중간반사막은 수소화된 n 타입 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함하고,
    상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층이 p 타입 실리콘층인 경우 상기 중간반사막은 수소화된 p 타입 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 드라이 에칭은 수소 플라즈마에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 드라이 에칭이 이루어지는 동안 불순물 가스가 유입되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 드라이 에칭 공정 및 상기 중간반사막의 나머지의 형성은 하나의 공정챔버에서 형성되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 드라이 에칭 공정 및 상기 중간반사막 전체의 형성은 하나의 공정챔버에서 형성되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 드라이 에칭 공정, 상기 중간반사막 형성 및 상기 제2 단위전지의 제1 도전성 실리콘층 형성은 하나의 공정챔버에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 중간반사막 및 상기 제2 단위전지의 제1 도전성 실리콘층이 형성되는 동안 상기 하나의 공정챔버의 압력은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 드라이 에칭 공정, 상기 중간반사막 형성 및 상기 제2 단위전지의 제1 도전성 실리콘층형성이 이루어지는 동안 상기 하나의 공정챔버의 압력은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제2 도전성 실리콘층이 n 타입 실리콘층일 경우 상기 불순물 가스는 5족 원소를 포함하고,
    상기 제2 도전성 실리콘층이 p 타입 실리콘층일 경우 상기 불순물 가스는 3족 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막은 600 nm 의 파장에서 1.7 이상 2.5 이하의 평균 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막이 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 상기 중간반사막의 평균 비실리콘계 원소의 함량은 5 atomic % 이상 50 atomic % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막이 수소화된 비정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 상기 중간반사막의 평균 비실리콘계 원소의 함량은 30 atomic % 이상 70 atomic % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막의 평균 수소 함량은 10 atomic % 이상 25 atomic % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막의 결정체적분율은 4 % 이상 30 % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막 전체의 두께는 10 nm 이상 200 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위전지의 제2 도전성 실리콘층의 두께는 5 nm 이상 30 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  25. 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 위치하며, 상기 제1 전극으로부터 순차적으로 적층된 n 타입 실리콘층, 진성 실리콘층 및 p 타입 실리콘층을 포함하는 제1 단위전지;
    상기 제1 단위전지와 상기 제2 전극 사이에 위치하며, 상기 제1 단위전지로부터 순차적으로 적층된 n 타입 실리콘층, 진성 실리콘층 및 p 타입 실리콘층을 포함하는 제2 단위전지; 및
    상기 제1 단위전지 및 상기 제2 단위전지 사이에 위치하며, 상기 기판에서 멀어질수록 작아지는 비실리콘계 원소의 농도를 지닌 중간반사막을 포함하며,
    상기 중간반사막은 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질이나 수소화된 비정질 실리콘계 물질을 포함하는 광기전력 장치.
  26. 삭제
  27. 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막이 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 단위전지의 p타입 실리콘층은 수소화된 p 타입 나노 결정질 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  28. 삭제
  29. 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막이 수소화된 나노 결정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 상기 중간반사막의 평균 비실리콘계 원소의 함량은 5 atomic % 이상 50 atomic % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막이 수소화된 비정질 실리콘계 물질로 이루어진 경우, 상기 중간반사막의 평균 비실리콘계 원소의 함량은 30 atomic % 이상 70 atomic % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막 전체의 두께는 10 nm 이상 200 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  32. 제25항에 있어서,
    상기 제1 단위전지의 p 타입 실리콘층의 두께는 5 nm 이상 30 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
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