KR101127599B1 - 원적외선 반사막을 포함한 태양전지, 그 태양전지를 포함한 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈을 포함한 태양광 발전 시스템 - Google Patents

원적외선 반사막을 포함한 태양전지, 그 태양전지를 포함한 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈을 포함한 태양광 발전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101127599B1
KR101127599B1 KR1020100004474A KR20100004474A KR101127599B1 KR 101127599 B1 KR101127599 B1 KR 101127599B1 KR 1020100004474 A KR1020100004474 A KR 1020100004474A KR 20100004474 A KR20100004474 A KR 20100004474A KR 101127599 B1 KR101127599 B1 KR 101127599B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
film
mit
far infrared
far
Prior art date
Application number
KR1020100004474A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100103348A (ko
Inventor
김현탁
채병규
김봉준
윤선진
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Publication of KR20100103348A publication Critical patent/KR20100103348A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101127599B1 publication Critical patent/KR101127599B1/ko

Links

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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • 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
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
    • 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
    • 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
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광 발전용 태양전지의 온도상승 방지를 위한 원적외선 반사막을 포함한 태양전지, 그 태양전지를 포함한 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈을 포함한 태양광 발전 시스템을 제공한다. 그 태양전지는 소정의 임계온도에서 급격한 금속-절연체 전이(Metal-Insulator Transition: MIT)가 발생하는 MIT 물질을 포함하고, 상기 MIT 물질에 의하여 상기 임계온도 이상에서 가시광선은 투과하고 원적외선은 반사하는 것을 특징으로 한다.

Description

원적외선 반사막을 포함한 태양전지, 그 태양전지를 포함한 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈을 포함한 태양광 발전 시스템{Solar cell comprising far-infrared reflection film, solar cell module and solar power generating system comprising the same solar cell}
본 발명은 태양전지에 관한 것으로, 특히 태양전지의 온도상승의 원인인 태양광에 있는 원적외선을 반사시켜 태양전지의 온도상승을 방지할 수 있는 태양전지에 관한 것이다. 본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다 [과제관리번호: 2008-F-025-02, 과제명: 전기적 점프(Current Jump)를 이용한 신소자 기술].
가까운 미래에 화석연료의 고갈이 우려되며, 화석연료의 소비에 따른 환경 오염이 인류의 미래에 심각한 위해를 끼칠 것으로 전망됨에 따라 태양에너지는 새로운 대체에너지, 청정에너지로 대두되고 있다. 선진국에서는 태양 에너지의 확보를 위해 태양광 발전소를 일사량이 큰 지역에 설치하고 있고, 유럽, 중동 국가 등의 일사량이 많은 나라 들에서도 태양에너지에 대한 기술개발 및 도입에 박차를 가하고 있다.
그러나 현재까지의 태양전지 경우, 태양광이 강할 때는 태양전지의 광전변환 효율이 아직 낮으며, 또한 태양전지의 흡수에너지 대역을 벗어나는 원적외선이 태양광 발전시스템을 가열시키는 효과가 발생하여 태양전지의 온도가 80 ~ 90℃까지 상승하게 된다. 태양광 발전 효율은 온도가 상승함에 따라 감소하는 특성을 가지므로 이와 같은 온도 상승 효과는 발전효율을 크게 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 이러한 현상은 태양광을 집속하여 사용하는 발전 시스템일수록 더 심각하게 나타난다. 그래서 효율 감소 현상을 방지하기 위하여 태양전지에 냉각수를 돌려서 전지를 식히고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 태양광 발전소에 설치된 태양전지의 온도상승을 방지하는 원적외선 반사막을 기존의 태양전지 구조에 추가하여 형성시킨 태양전지를 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 소정의 임계온도에서 급격한 금속-절연체 전이(Metal-Insulator Transition: MIT)가 발생하는 MIT 물질을 포함하고, 상기 MIT 물질에 의하여 상기 임계온도 이상에서 가시광선은 투과하고 원적외선은 반사하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 MIT 물질은 바나듐 옥사이드(VO2)일 수 있고, 이러한 MIT 물질은 상기 태양전지의 반사 방지막 대신에 사용되거나 상기 태양전지에 포함된 반사 방지막 상부에 증착되어 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 태양전지는, 하부 전극; 상기 하부 전극 상으로 형성된 광-유기 물질 복합체층; 상기 광-유기 물질 복합체층 상으로 형성된 반사 방지막; 상기 반사 방지막 상으로 상기 MIT 물질로 형성된 원적외선 반사막; 상기 원적외선 반사막 상으로 형성된 태양전지 보호막; 및 상기 태양전지 보호막, 원적외선 반사막 및 반사 방지막을 관통하여 상기 광-유기 물질 복합체층 상으로 형성된 상부 전극;을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광-유기 물질 복합체층은 p-형 반도체층 및 n-형 반도체층;를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 태양전지는, 하부 전극; 상기 하부 전극 상으로 형성된 광-유기 물질 복합체층; 상기 광-유기 물질 복합체층 상으로 상기 MIT 물질로 형성된 원적외선 반사막; 상기 원적외선 반사막 상으로 형성된 태양전지 보호막; 및 상기 태양전지 보호막, 원적외선 반사막 및 반사 방지막을 관통하여 상기 광-유기 물질 복합체층 상으로 형성된 상부 전극;을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 과제를 달성하기 위하여, 상기 태양전지가 적어도 2개 직렬로 연결되어 형성된 태양전지 모듈을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 태양전지는 상기 태양전지는 단결정 실리콘 태양전지, 폴리 실리콘 태양전지, 박막형 실리콘 태양전지, CIGS(Cupper Indium Gallium Diselenide) 박막형 태양전지, 및 집광형 화합물 반도체 태양전지 중 어느 하나일 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 태양전지 모듈을 포함하는 태양광 발전 시스템을 제공한다.
본 발명의 원적외선 반사막을 포함한 태양전지는 반사 방지막 대신 또는 반사 방지막 상부에 형성된 MIT 박막을 통해 임계온도 이상에서 가시광선은 투과하고 원적외선은 반사시킴으로써, 태양광에 의한 태양전지의 온도상승을 방지할 수 있고, 그에 따라 우수한 광전변환 효율을 달성시킬 수 있다.
또한, 그러한 태양전지들을 포함한 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈을 포함한 태양광 발전 시스템은 태양전지의 우수한 광전변환 효율에 기인하여 태양광 발전 효율을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 VO2 박막에서 측정된 저항의 온도 의존성 그래프이다.
도 2는 방사광을 이용하여 측정된 VO2의 에너지 갭과 에너지 스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 3은 VO2 박막에서 측정된 광학 전기전도도의 에너지 의존성 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 반사막을 포함한 태양전지에 대한 단면 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원적외선 반사막을 포함한 태양전지에 대한 단면 개념도이다.
태양전지의 온도를 올리는 주된 원인으로서, 태양광 중 파장이 10㎛이상인 원적외선이 있다. 따라서, 이러한 원적외선을 반사 등을 통해 태양전지에 흡수되지 않도록 하는 것이 요구되고 있다. 현재 가시광선만을 투과시키고 원적외선을 반사시킬 수 있는 태양전지는 아직 개발된 적이 없다. 본 발명에서는 일정온도 이상에서 선택적으로 원적외선의 반사율이 크게 증가하는 금속-절연체 전이 현상을 이용하여 상기 목적을 구현할 수 있는 태양전지를 제공한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
도 1은 VO2 박막에서 측정된 저항의 온도 의존성 그래프로서, X축은 온도를 나타내고 단위는 절도 온도(K)이며, Y축은 저항을 나타내고 단위는 옴(Ω)이다.
금속-절연체 전이(Metal-Insulator Transition: MIT) 박막은 여러 가지 물리적인 변화에 의해 금속-절연체 전이(MIT)가 발생하는 특성을 갖는다. 특히, 본 발명에서는 MIT 박막의 재료로서 바나듐 옥사이드(VO2) 이용하는데, 이러한 VO2로 형성된 MIT 박막은 임계온도 약 67℃에서 MIT를 겪으며, 에너지 갭은 1eV 이며, 이는 파장으로는 1.5 ㎛에 해당한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 이용되는 VO2 기반 MIT 박막이 임계온도, 즉 약 67℃ 미만에서는 절연체 혹은 반도체로서 특성을 가지다가 임계온도 이상에서는 급격한 MIT가 발생하여 금속으로서의 특성을 갖는다. 그래프 상 약 약 67℃ 근처에서 저항이 급격하게 감소되고 있음을 확인할 수 있다.
이러한, VO2 기반 MIT 박막은 임계 온도 미만에서는 절연체 혹은 반도체의 특성에 기인하여 1.5 ㎛ 근방의 근적외선만 반사하고 원적외선, 중적외선, 가시광선, 자외선을 투과시킨다. 따라서, 태양전지가 VO2 기반 MIT 박막을 포함하더라도 태양전지의 발전효율은 감소하지 않는다. 즉, 1.1 eV보다 큰 에너지를 갖는 가시광선 영역의 빛을 흡수하여 발전하는 기존의 태양전지의 발전효율이 MIT 박막의 존재로 의해 영향받지 않는다.
한편, 임계온도 이상이 되면 VO2 기반 MIT 박막은 MIT 통해 금속으로 전이하게 되고, 그에 따라, 원적외선과 중적외선의 90％를 반사시키며, 이보다 짧은 파장은 대부분 투과시킨다. 따라서, VO2 기반 MIT 박막을 기존 태양전지에 포함시킴으로써, 태양전지의 발전에 기여하지 못하는 원적외선을 효과적으로 차단시킬 수 있고, 결과적으로 원적외선 태양광에 의한 태양전지의 온도상승을 방지할 수 있다. 이와 같은 VO2 기반 MIT 박막의 온도에 따른 특정 파장의 반사와 투과 특성에 대해서는 도 2의 그래프를 통해 좀더 상세히 설명한다.
도 2는 방사광을 이용하여 측정된 VO2의 에너지 갭과 에너지 스펙트럼을 보여주는 그래프로서, X축은 결합 에너지(binding energy)를 나타내고 단위는 전자 볼트(eV)이며, Y축은 인텐서티(intenstiry)를 나타내고 단위는 상대적인 임의 단위(arb. units)이다. 여기서, EF는 페르미 에너지 준위를 의미한다.
도 2를 참조하면, 그래프는 V2O5, VO2, 및 V2O3 세 가지 물질에 대하여 방사광을 이용하여 측정된 에너지 갭과 에너지 스펙트럼을 보여주고 있다. 이중 VO2의 경우, 화살표로 표시된 에너지 갭의 왼쪽 2 ~ 3eV 영역은 가시광선 영역으로, A로 표시된 최소값 부분을 갖는다. 이러한 가시광선 영역의 경우 약간의 캐리어(carrier) 존재하여 빛이 약간 반사되나 대부분은 투과된다. 한편, 에너지 갭의 오른쪽 편으로 0.12eV 이하 영역은 원적외선 영역으로 이 영역에서는 캐리어가 거의 존재하지 않으므로 빛이 모두 투과된다. 본 그래프를 통해, 1eV의 에너지 갭에 해당하는 근적외선만을 제외하고 VO2가 거의 대부분의 빛을 투과시킴을 확인할 수 있다.
도 3은 VO2 박막에서 측정된 광학 전기전도도의 에너지 의존성 그래프로서, X축은 에너지를 나타내고 단위는 전자 볼트(eV)이며, Y축은 광학 전기전도도 나타내고, 단위는 지멘스퍼센티(S/cm)이다.
도 3을 참조하면, 점선 해칭된 하얀색은 360K 즉, 87℃에서, 그리고 검은색은 295K, 즉,상온 23℃에서 측정한 광학 전기전도도에 해당하는 그래프이다. 물질에서의 광학 전도도의 증가는 반사가 커지게 됨을 의미한다. 도시된 바와 같이 1 eV 이하에서, VO2 박막은 높은 온도, 즉 360K에서 광학 전기전도도가 증가하는 것을 확인할 수 있고, 이는 이 구간에서 큰 반사가 일어난다는 것을 의미한다.
상부의 화살표로 표시된 바와 같이 0.12 eV의 파장은 10㎛의 원적외선, 즉 열선에 해당된다. 열선은 0.12 eV 이하의 영역에 해당되며, VO2 박막은 점선 해칭된 하얀색 그래프를 통해 확인할 수 있듯이 그 영역에서 높은 광학 전기전도도를 보여준다. 이것은 원적외선 영역에서 VO2 박막이 큰 반사가 일으킨다는 것을 의미하며, 이는 또한, VO2 박막이 MIT를 통해 금속으로서 전이했다는 것을 의미한다.
한편, 95K에 해당하는 검은색 그래프의 경우는 0.12eV 이하에서 낮은 광학 전기전도도 보이는데, 이는 VO2 박막이 빛을 반사하지 않고 투과시킴을 의미하며, 이는 또한, VO2 박막이 절연체나 반도체 상태에 있음을 의미한다.
위와 같은 VO2 박막의 특성을 태양전지에 이용하여 태양전지 온도 상승 시에 원적외선을 차단한다는 것이 본 발명의 핵심내용이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 반사막을 포함한 태양전지에 대한 단면 개념도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 태양전지는 하부 전극(110), p형 반도체(120), n형 반도체(130), 반사 방지막(140), 원적외선 반사막(150), 보호막(160) 그리고 상부 전극(170)을 포함한다.
p형 반도체(120) 및 n형 반도체(130)는 하부 전극(110) 상으로 순차적으로 형성되는데, 이러한 p형 반도체(120) 및 n형 반도체(130)는 태양전지의 핵심인 광-유기 물질 복합체층을 형성한다. 이러한 광-유기 물질 복합체층으로 빛이 입사하게 되면, 본질적인 에너지 준위(Intrinsic Energy Level or Gap)에 있는 전자 및 정공이 상기 이동자가 되면서 전위차가 형성됨으로써 전기 에너지가 생성되게 된다. 한편, 광-유기 물질 복합체층이 p형 반도체(120) 및 n형 반도체(130)로 형성되었지만 그 사이에 진성(intrinsic) 반도체층을 더 포함할 수도 있다.
광-유기 물질 복합체층 상부로는 반사 방지막(140)이 형성되며, 이러한 반사 방지막(140)은 입사되는 태양광이 반사되지 않도록 하여 에너지 효율을 증가시키는 기능을 한다.
반사 방지막(140) 상으로는 본 발명의 핵심인 원적외선 반사막(150)이 형성된다. 원적외선 반사막(150)은 MIT 물질 예컨대, VO2 기반의 MIT 물질 박막으로 형성된다. 이러한 원적외선 반사막(150)은 전술한 바와 같이 태양전지가 소정 온도, 즉 임계 온도 이상 상승한 경우에 원적외선을 반사시켜 차단함으로써, 태양전지의 온도 상승을 방지하는 기능을 수행한다.
원적외선 방지막(150) 상으로는 전체 태양전지 보호 및 원적외선 반사막(150)을 보호를 위해 보호막(160)이 형성될 수 있다. 이러한 보호막(160)은 웨이퍼 기반 태양전지 또는 박막형 태양전지, substrate형 구조, superstrate 형 구조 등 해당 태양전지의 기본 구조에 따라 적절한 위치에 배치될 수 있다. 한편, 보호막(160)과는 별도로 원적외선 방지막(150) 자체 보호를 위해 별도의 원적외선 방지막 보호막이 더 형성될 수도 있다.
한편, 상부 전극(170)은 보호막(160), 원적외선 반사막(150), 및 반사 방지막(140)을 관통하여 광-유기 물질 복합체층 상부의 n형 반도체층과 컨택하도록 형성된다. 이와 같이 형성된 태양전지의 하부 전극(110) 및 상부 전극(160) 사이로 로드 저항(Load R)이 연결됨으로써 전위차가 발생하게 된다. 여기서, 태양광은 화살표로 표시된 바와 같이 보호막 상으로 입사됨은 물론이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원적외선 반사막을 포함한 태양전지에 대한 단면 개념도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 태양전지는 도 4의 태양전지와 유사하나, 반사 방지막이 존재하지 않는다는 점에서 차이가 있다. 본 실시예에서, 반사 방지막의 기능을 원적외선 반사막(160)이 수행한다. 즉, 원적외선 반사막(160)은 반사 방지 기능과 원적외선 반사 기능 모두를 수행한다. 원적외선 반사막(160)이 그러한 기능을 모두 수행할 수 있는 이유는 원적외선 반사막(160)이 MIT 특성을 가지고 있기 때문이다. 즉, 원적외선 반사막(160)이 MIT 발생하기 전에는 절연체 또는 반도체로서 입사되는 태양광을 투과하므로 반사 방지 기능을 수행하며, 만약 임계 온도 이상 상승 시에 MIT 발생을 통해 금속으로 전이되면서, 원적외선을 반사하여 차단하는 기능을 수행한다.
본 실시예에의 태양전지는 기존의 모든 태양전지에 원적외선 반사 방지막을 증착하여 형성함으로써, 구현 가능하다. 예컨대, 실리콘 단결정 태양전지, 폴리 실리콘 태양전지, CIGS(Cupper Indium Gallium Diselenide) 박막형 태양전지, 집광형 화합물 태양전지, 박막형 실리콘 태양전지 등의 태양전지에 원적외선 반사 방지막을 형성함으로써, 본 실시예의 태양전지를 구현할 수 있다.
이러한 본 실시예의 태양전지는 적어도 2개가 직렬 및 병렬 또는 직병렬로 연결됨으로써, 태양전지 모듈을 형성할 수 있다. 또한, 그러한 태양전지로 이루어진 태양전지 모듈들을 이용하여 일반적으로 태양광 발전소로 불리는 태양광 발전 시스템을 구축할 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 하부 전극 120: p-형 반도체
130: n-형 반도체 140: 반사 방지막
150: 원적외선 반사막 160: 보호막
170: 상부 전극

Claims (15)

  1. 소정의 임계온도에서 급격한 금속-절연체 전이(Metal-Insulator Transition: MIT)가 발생하는 MIT 물질을 포함하고,
    상기 MIT 물질에 의하여 상기 임계온도 이상에서 가시광선은 투과하고 원적외선은 반사하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 MIT 물질은 바나듐 옥사이드(VO2)인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 MIT 물질은 상기 태양전지의 반사 방지막 대신에 사용되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 MIT 물질은 상기 태양전지에 포함된 반사 방지막 상부에 증착되는 것을 특징으로 하는 원적외선을 반사하는 태양전지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 MIT 물질은 태양전지의 반사 방지막 상부에 증착되되, 상기 MIT 물질을 보호하는 보호막 하부에 증착되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 보호막은 웨이퍼 기반 태양전지, 박막형 태양전지, 기판(substrate)형 구조 태양전지, 및 슈퍼스트레이트(superstrate)형 구조 태양전지 중 어느 하나의 기본 구조에 따라 해당 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  7. 제 1 항에서
    상기 태양전지는 단결정 실리콘 태양전지, 폴리 실리콘 태양전지, 박막형 실리콘 태양전지, CIGS(Cupper Indium Gallium Diselenide) 박막형 태양전지, 및 집광형 화합물 반도체 태양전지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 태양전지는,
    하부 전극;
    상기 하부 전극 상으로 형성된 광-유기 물질 복합체층;
    상기 광-유기 물질 복합체층 상으로 형성된 반사 방지막;
    상기 반사 방지막 상으로 상기 MIT 물질로 형성된 원적외선 반사막;
    상기 원적외선 반사막 상으로 형성된 태양전지 보호막; 및
    상기 태양전지 보호막, 원적외선 반사막 및 반사 방지막을 관통하여 상기 광-유기 물질 복합체층 상으로 형성된 상부 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 광-유기 물질 복합체층은 p-형 반도체층 및 n-형 반도체층;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 p-형 반도체층은 상기 하부 전극 상에 형성되고,
    상기 n-형 반도체층은 상기 p-형 반도체층 상으로 형성되며,
    상기 n-형 및 n-형 반도체층 상으로 빛이 입사하여 본질적인 에너지 준위에 있는 전자 및 전공이 이동자가 되면서 전위차가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 태양전지는,
    하부 전극;
    상기 하부 전극 상으로 형성된 광-유기 물질 복합체층;
    상기 광-유기 물질 복합체층 상으로 상기 MIT 물질로 형성된 원적외선 반사막;
    상기 원적외선 반사막 상으로 형성된 태양전지 보호막; 및
    상기 태양전지 보호막, 원적외선 반사막 및 반사 방지막을 관통하여 상기 광-유기 물질 복합체층 상으로 형성된 상부 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  12. 제1 항의 태양전지가 적어도 2개 직렬로 연결되어 형성된 태양전지 모듈.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 MIT 물질은 바나듐 옥사이드(VO2)인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  14. 제 12 항에서,
    상기 태양전지는 단결정 실리콘 태양전지, 폴리 실리콘 태양전지, 박막형 실리콘 태양전지, CIGS(Cupper Indium Gallium Diselenide) 박막형 태양전지, 및 집광형 화합물 반도체 태양전지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈.
  15. 제12 항의 태양전지 모듈을 포함하는 태양광 발전 시스템.
KR1020100004474A 2009-03-12 2010-01-18 원적외선 반사막을 포함한 태양전지, 그 태양전지를 포함한 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈을 포함한 태양광 발전 시스템 KR101127599B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090021345 2009-03-12
KR1020090021345 2009-03-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100103348A KR20100103348A (ko) 2010-09-27
KR101127599B1 true KR101127599B1 (ko) 2012-03-22

Family

ID=43008129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100004474A KR101127599B1 (ko) 2009-03-12 2010-01-18 원적외선 반사막을 포함한 태양전지, 그 태양전지를 포함한 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈을 포함한 태양광 발전 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101127599B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180068151A (ko) 2016-12-13 2018-06-21 (주)이코존 세라믹판과 집광거울을 구비한 태양전지모듈 장비

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101307991B1 (ko) * 2011-12-26 2013-09-12 전자부품연구원 태양전지 모듈용 온도 상승 방지 시트
KR102013237B1 (ko) * 2017-11-17 2019-08-22 조유진 광전효과와 액정을 이용한 능동적 태양광 차단 시스템
KR102637202B1 (ko) * 2020-11-25 2024-02-16 고려대학교 산학협력단 태양전지 및 이의 제조 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100799591B1 (ko) 2006-12-07 2008-01-30 한국전자통신연구원 금속-절연체 전이층을 포함하는 전계발광소자
KR100825760B1 (ko) 2006-06-02 2008-04-29 한국전자통신연구원 급격한 ｍｉｔ 소자, 그 소자를 이용한 ｍｉｔ 센서 및 그ｍｉｔ 센서를 포함한 경보기 및 이차전지 폭발 방지 회로
KR100937871B1 (ko) 2007-08-09 2010-01-21 한국전자통신연구원 Ｍｉｔ 소자를 포함한 광 유도 스위칭 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100825760B1 (ko) 2006-06-02 2008-04-29 한국전자통신연구원 급격한 ｍｉｔ 소자, 그 소자를 이용한 ｍｉｔ 센서 및 그ｍｉｔ 센서를 포함한 경보기 및 이차전지 폭발 방지 회로
KR100799591B1 (ko) 2006-12-07 2008-01-30 한국전자통신연구원 금속-절연체 전이층을 포함하는 전계발광소자
KR100937871B1 (ko) 2007-08-09 2010-01-21 한국전자통신연구원 Ｍｉｔ 소자를 포함한 광 유도 스위칭 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180068151A (ko) 2016-12-13 2018-06-21 (주)이코존 세라믹판과 집광거울을 구비한 태양전지모듈 장비

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100103348A (ko) 2010-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8278549B2 (en) TCO-based hybrid solar photovoltaic energy conversion apparatus
KR100990114B1 (ko) 인터커넥터를 구비한 태양 전지 모듈 및 이의 제조 방법
Yamada et al. Maximization of conversion efficiency based on global normal irradiance using hybrid concentrator photovoltaic architecture
US20080236661A1 (en) Solar cell
KR20120070312A (ko) 박막 태양전지
KR101127599B1 (ko) 원적외선 반사막을 포함한 태양전지, 그 태양전지를 포함한 태양전지 모듈 및 태양전지 모듈을 포함한 태양광 발전 시스템
KR101327553B1 (ko) 태양전지
KR20160116745A (ko) 정션 박스 및 이를 포함하는 태양 전지 모듈
KR101833941B1 (ko) 박막 태양 전지
CN204243056U (zh) 太阳能电池模块及太阳光发电系统
KR101909143B1 (ko) 양면 수광형 태양전지
KR20110092706A (ko) 실리콘 박막 태양전지
Dobrozhan et al. Optical and recombination losses in thin film solar cells based on heterojunctions n-ZnS (n-CdS)/p-CdTe with current collecting contacts ITO and ZnO
US20110259421A1 (en) Photovoltaic module having concentrator
KR102101728B1 (ko) 태양 전지 모듈
KR20110120581A (ko) 태양 전지 모듈 및 그 제조 방법
KR20120019042A (ko) 태양전지 및 그 제조방법
KR101685350B1 (ko) 태양 전지 모듈
WO2010112129A1 (en) Bifacial multi-junction solar module
KR101868566B1 (ko) 태양 전지
KR20120043241A (ko) 태양전지 모듈
KR102660795B1 (ko) 태양광 모듈
KR101278916B1 (ko) 박막 태양광 모듈
KR101221870B1 (ko) 태양 전지
KR20100086597A (ko) 광기전력 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150313

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160309

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170309

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180309

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200303

Year of fee payment: 9