KR101128009B1 - Making method for transparency conductive oxide of thin film solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 기판에 먼저 충돌시켜 기판과 코팅될 투명성 전도박막 사이의 밀착력을 향상시켜 주고, 투명성 전도박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 박막층에 충돌시켜 박막의 밀도와 전기광학적 특성이 향상된 투명성 전도박막 형성이 이루어지도록 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell, and more particularly, before a conductive oxide is coated on a substrate, a plasma cation of argon and an oxygen mixed gas is first impinged on the substrate, and the substrate and the transparent conductive thin film to be coated. Manufacture of transparent conductive thin film for thin film solar cell which improves adhesion and improves thin film density and electro-optical properties by forming plasma transparent cations of argon and oxygen mixed gas while forming transparent conductive thin film layer. It is about a method.
투명성 전도박막은 빛을 투과시켜 투명하면서 동시에 전기전도도가 좋은 물리적 특성을 나타내는 재료를 일컬으며, 일반적으로 이러한 특성을 보이는 재료가 산화물 반도체(Oxide Semiconductor) 물질이기 때문에 산화물(Oxide)이라는 표현이 붙는다. 보통은 줄여서 TCO(Transparent Conductive Oxide), 우리말로는 투명성 전도박막 또는 투명전극이라는 용어를 사용한다.The transparent conductive thin film refers to a material that transmits light and is transparent and exhibits good electrical conductivity, and is generally referred to as an oxide because the material exhibiting such characteristics is an oxide semiconductor material. In general, the term TCO (Transparent Conductive Oxide), in Korean, is used as the term transparent conductive thin film or transparent electrode.
투명성 전도박막의 개념이 처음 도입된 것은 1880년대 Se을 사용한 태양전지의 전면 전극에 은(Ag), 백금(Pt)을 얇게 증착하여 사용하였고, 이 후 2차 세계대전이 진행되던 당시 비행기가 전쟁에 사용되면서, 비행기 유리창의 성에를 제거하기 위한 용도로 투명성 전도박막의 필요성이 제기되었다. 그 후, 태양전지 시장이 성장하고, 1990년대 후반부터 LCD, PDP를 필두로 FPD 시장이 폭발적으로 증가하면서 투명성 전도박막에 대한 수요도 증가하였고 현재까지도 연구 및 응용이 활발히 진행되고 있다. The concept of transparent conductive thin film was first introduced by depositing silver (Ag) and platinum (Pt) on the front electrode of a solar cell using Se in the 1880s, and then during the Second World War, the plane was warned. In use, the need for transparent conductive thin films has been raised for the purpose of eliminating the defrost of airplane windows. Since then, the solar cell market has grown, and since the late 1990s, as the FPD market has exploded, led by LCD and PDP, the demand for transparent conductive thin films has increased, and research and application have been actively conducted to this day.
투명성 전도박막은 LCD, OLED 및 PDP 등 평판디스플레이 분야 및 터치패널. 태양전지 등의 소자에서 산업전반에 걸쳐 다양하게 사용이 되고 있으며, 최근 정보 디스플레이 소자의 개발이 급격하게 진행됨에 따라 고기능성 투명성 전도박막에 대한 관심이 더욱 급증하고 있다. Transparent conductive thin films are used in flat panel displays and touch panels such as LCD, OLED, and PDP. BACKGROUND OF THE INVENTION In the solar cell and the like, various applications have been used throughout the industry. Recently, as the development of information display devices is rapidly progressed, interest in high-performance transparent conductive thin films is increasing.
투명성 전도박막의 종류로는 인듐-주석-산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐-아연-산화물(Indium Zinc Oxide, IZO), 주석-산화물(Tin Oxide, SnO), 아연-산화물(ZnO) 등과 같은 전도성 산화물 박막이 대표적이며, 지금까지 개발된 재료 중에는 인듐-주석-산화물이 가장 투명하면서 전기도 잘 통하고 생산성도 좋기 때문에, 디스플레이 산업분야에서는 인듐-주석-산화물을 투명성 전도박막의 재료로 주로 사용한다.Types of transparent conductive thin films include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide (SnO), zinc oxide (ZnO), and the like. The same conductive oxide thin film is typical, and among the materials developed so far, indium-tin-oxide is the most transparent, electrically conductive, and productive product. use.
인듐-주석-산화물은 인듐산화물(In2O3)과 주석산화물(SnO2)이 9 대 1 또는 9.7 대 0.3의 중량 비율로 혼합된 화합물로서, 인듐이 주성분이다. 인듐-주석-산화물 사용량의 증가는 인듐의 수요 증가를 이끌어 2003년 이후 인듐 잉곳의 가격이 급등하였다. LCD에 응용되는 금속재료 중에 인듐 가격은 2002년 대비 2005년에 1,000% 이상 상승하였다가 2007년 이후 500%로 하락하였지만 상대적으로 다른 금속재료들에 비해서 여전히 높은 가격으로 거래되고 있다. 이러한 인듐의 가격 상승폭은 동일한 기간 동안 다른 금속 재료와 비해 매우 크며, 단위 질량당 가격도 20배 이상 높은 수준이다. 인듐-주석-산화물의 주성분인 인듐의 이러한 가격의 급등 및 향후 인듐의 고갈 예상으로 인해 인듐-주석-산화물의 대체재 확보의 필요성이 증가되고 있다. Indium-tin-oxide is a compound in which indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ) are mixed in a weight ratio of 9 to 1 or 9.7 to 0.3, and indium is a main component. Increasing the use of indium-tin-oxide has led to an increase in demand for indium, and the price of indium ingots has soared since 2003. Among metal materials applied to LCD, indium price has increased more than 1,000% in 2005 compared to 2002 and has fallen to 500% since 2007, but is still trading at a relatively higher price than other metal materials. The price increase of indium is very large compared to other metal materials during the same period, and the price per unit mass is more than 20 times higher. The rising price of indium, the main component of indium-tin-oxide, and the prospect of depletion of indium in the future are increasing the need for securing an indium-tin-oxide substitute.
카드늄텔레라이드(CdTe) 박막태양전지, 비정질실리콘(amorphous silicon) 박막태양전지, 염료감응(dye sensitized) 박막태양전지, 유기물(organic) 박막태양전지 등은 유리기판 위에 투명성 전도박막을 제조하며, 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se), 황(S)으로 구성되는 5원계, 4원계 또는 3원계의 Cu(In1-xGax)(Se1-ySy)2, Cu(In1-xGax)Se2, CuInS 등(이하, CIGS라고 함)의 박막태양전지는 CIGS 공정 중에서 마지막 공정으로 투명성 전도박막을 제조한다. CdTe thin film solar cells, amorphous silicon thin film solar cells, dye-sensitized thin film solar cells, organic thin film solar cells, etc., manufacture a transparent conductive thin film on a glass substrate. Cu (In 1-x Ga x ) (Se 1-y Sy) of 5-, 4-, or 3-membered systems consisting of (Cu), indium (In), gallium (Ga), selenium (Se), and sulfur (S) ) 2, a thin film solar cell having a Cu (in 1-x Ga x) Se 2, CuInS, etc. (hereinafter referred to, CIGS) it is prepared transparent conductive thin film as the last step in a CIGS process.
박막태양전지에 사용되는 투명성 전도박막은 일반적인 전기광학적 특성뿐만 아니라 n-형 반도체 특성을 가져야 하며, 또한 상대적으로 저가의 물질이어야 한다. The transparent conductive thin film used in the thin film solar cell should have not only general electro-optic characteristics but also n-type semiconductor characteristics, and should be a relatively inexpensive material.
아연-산화물(ZnO)이 3.4eV 근처의 에너지띠(band gap)을 갖는 전형적인 n-형 반도체로서 광전소자로 사용하기 위한 투명 전도성 물질로 많은 장점을 가지고 있기 때문에 박막태양전지의 투명성 전도박막 재료로 광범위하게 사용되고 있다. 아연-산화물은 도핑이 용이하여 좁은 전도대역을 가지기 때문에 도핑물질에 따라 전기 광학적 성질의 조절이 용이하다. 저비용으로 제작 가능하며 높은 광투과성과 전도성을 가지므로 실용적인 투명성 전도박막 재료로 유망하다. 진성(intrinsic) 아연-산화물의 전기적인 성질은 거의 부도체에 가깝기 때문에 전도성을 부여하기 위한 별도의 공정이 필요하다. 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 붕소(B) 등의 불순물을 도핑함으로써 전하 농도 및 전기 전도도를 높여주고 환경이 안정적인 n-형 아연-산화물을 만드는 것으로 현재까지 다양한 연구 및 응용이 이루어지고 있다.Zinc-oxide (ZnO) is a typical n-type semiconductor with an energy band around 3.4 eV, and has many advantages as a transparent conductive material for use as an optoelectronic device. Widely used. Since zinc-oxide has a narrow conduction band due to easy doping, it is easy to control the electro-optic properties according to the doping material. It can be manufactured at low cost and has high light transmittance and conductivity, making it a promising practical transparent conductive thin film material. Since the electrical properties of intrinsic zinc-oxides are close to insulators, a separate process is required to impart conductivity. Doping impurities such as aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and boron (B) to increase charge concentration and electrical conductivity, and to make n-type zinc-oxide with stable environment. Application is being made.
현재 박막태양전지 제조에 사용되는 기판은 소다라임유리와 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리 등이며, 투명성 전도박막은 유리 위에 알루미늄-아연-산화물, 인듐-아연-산화물, 주석-산화물 등과 같은 산화물을 스퍼터링 방법으로 제조하고 있다. Currently, substrates used in the manufacture of thin-film solar cells are soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass or tempered glass, and the transparent conductive thin film is formed on the glass such as aluminum-zinc-oxide, indium-zinc-oxide, tin-oxide, etc. Oxides are produced by the sputtering method.
종래의 기술에 의한 투명성 전도박막의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 기판을 진공 챔버에 장입한 후 약 10-7 Torr의 초기 진공상태를 만들고, 약 200℃로 기판에 온도를 가한 후, 아르곤과 산소 혼합가스를 미량 주입하여 약 10-3 Torr의 진공상태를 만든다. 그 다음에 마그네트론 스퍼터링 방식으로 상기 전도성 산화물 타겟이 붙여진 구리음극에 RF(교류) 또는 DC(직류) 전원 인가하여 투명성 전도박막을 제조한다.The manufacturing method of the transparent conductive thin film by the prior art is as follows. First, the substrate is charged into a vacuum chamber, and then an initial vacuum state of about 10 -7 Torr is made, the temperature is applied to the substrate at about 200 ° C, and a small amount of argon and oxygen mixed gas is injected to vacuum about 10 -3 Torr. Make Then, a transparent conductive thin film is manufactured by applying RF (AC) or DC (DC) power to the copper cathode to which the conductive oxide target is attached by magnetron sputtering.
박막태양전지용 투명성 전도박막은 모듈 단위로 제작 및 운영되는 박막태양전지 특성 때문에 1,000 nm 이상 두껍게 만들어 전기적 특성을 좋게 해야 한다. 하지만 투명성 전도박막이 두꺼울수록 광투과율이 저하되는 단점을 가지고 있다. 또한 유리 등의 기판에 투명성 전도박막을 제조할 때 기판과 박막 사이의 밀착력이 좋지 않은 경우에 박리현상이 일어나게 된다. 광투과율 저하와 박리 현상은 박막태양전지의 에너지 변환효율에 심각한 부정적 효과로 나타나게 된다. The transparent conductive thin film for thin film solar cell should be thickened more than 1,000 nm because of the thin film solar cell's characteristics that are manufactured and operated in module units to improve electrical characteristics. However, the thicker the transparent conductive thin film has a disadvantage in that the light transmittance is lowered. In addition, when the transparent conductive thin film is manufactured on a substrate such as glass, a peeling phenomenon occurs when the adhesion between the substrate and the thin film is not good. The decrease in light transmittance and the peeling phenomenon have a serious negative effect on the energy conversion efficiency of the thin film solar cell.
이러한 문제를 해결하기 위하여 즉 전도성 산화물이 박막태양전지의 투명성 전도박막으로 사용되기 위해서는 상대적으로 더 좋은 전기광학적 특성을 갖는 밀도가 높은 박막으로 제작할 수 있는 새로운 제조방법과 기판과 박막 사이의 밀착력 특성을 향상시킬 수 있는 새로운 제조방법이 요구되는 상황이다. In order to solve this problem, that is, conductive oxide is used as a transparent conductive thin film of a thin film solar cell, a new manufacturing method that can be made into a dense thin film having relatively better electro-optic characteristics, and the adhesion property between the substrate and the thin film. There is a need for new manufacturing methods that can be improved.
본 발명은 상기한 상황을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 기판에 먼저 충돌시켜 기판과 코팅될 투명성 전도박막 사이의 밀착력을 향상시켜 주는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above situation, and before the conductive oxide is coated on the substrate, the plasma cations of the argon and oxygen mixed gas first impinge on the substrate to improve the adhesion between the substrate and the transparent conductive thin film to be coated. The main object of the present invention is to provide a method for manufacturing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell.
또한, 본 발명은 투명성 전도박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 박막층에 충돌시켜 박막의 밀도와 전기광학적 특성이 향상된 투명성 전도박막의 형성이 이루어지도록 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell to form a transparent conductive thin film to improve the density and electro-optical properties of the thin film by impinging the plasma cation of argon and oxygen mixed gas to the thin film layer while forming a transparent conductive thin film layer. The purpose is to provide.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, In order to achieve the above object,
기판이 장착된 캐리어를 진공 챔버 내로 이송하는 단계; 플라즈마 발생장치에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 이송된 상기 기판에 충돌시키는 단계; 상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 투명성 전도박막층 위에 충돌시키는 단계; 및 연속적으로 상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 투명성 전도박막층 위에 충돌시키는 단계를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법을 제공한다.Transferring a carrier on which the substrate is mounted into a vacuum chamber; Colliding the plasma cations of the argon and oxygen mixed gas generated in the plasma generator with the transferred substrate; Sputtering a conductive oxide on the substrate to form a transparent conductive thin film layer and impinge the plasma cations of the argon and oxygen mixed gas on the transparent conductive thin film layer; And continuously sputtering a conductive oxide on the substrate to form a transparent conductive thin film layer and impinging plasma cations of a mixture of argon and oxygen on the transparent conductive thin film layer.
상기 캐리어는 평판 형태로 형성되고, 상기 캐리어 상에는 상기 기판이 배치될 수 있다.The carrier may be formed in a flat plate shape, and the substrate may be disposed on the carrier.
상기 기판은 2 내지 10 mm의 두께를 가지는 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리를 포함할 수 있다.The substrate may include soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass, or tempered glass having a thickness of 2 to 10 mm.
상기 기판은 2 내지 10 mm의 두께를 가지며, 고굴절산화물과 저굴절산화물이 1회 또는 순차적으로 연속하여 코팅된 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리를 포함할 수 있다. 물론, 고굴절산화물과 저굴절산화물이 순차적으로 4회 이상 연속하여 코팅된 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리를 포함할 수도 있다.The substrate has a thickness of 2 to 10 mm, and may include soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass, or tempered glass coated with one or a sequence of high and low refractive oxides. Of course, the high refractive oxide and the low refractive oxide may include soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass or tempered glass coated in succession four or more times.
상기 고굴절산화물은 Nb2O5, Ti2O3, Ta2O5 또는 ZrO2를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 저굴절산화물은 SiO2, MgF2, BaF2 또는 AlF3를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The high refractive oxide may include Nb 2 O 5 , Ti 2 O 3 , Ta 2 O 5 or ZrO 2 , but is not limited thereto. The low refractive oxide may be SiO 2 , MgF 2 , BaF 2 or AlF 3 . It may include, but is not limited to.
상기 기판은 CIGS 박막태양전지의 경우에는 배면전극(Mo), 레이저 방식의 1차 패턴, 광흡수층(CIGS) 및 버퍼층으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 적층 코팅된 2 내지 10 mm의 두께를 가지는 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리를 포함할 수 있으며, 상기 버퍼층은 CdS 또는 ZnO를 포함할 수 있다.In the case of a CIGS thin film solar cell, at least one selected from the group consisting of a back electrode (Mo), a laser type first pattern, a light absorbing layer (CIGS), and a buffer layer has a thickness of 2 to 10 mm coated with a lamination. Soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass or tempered glass may be included, the buffer layer may comprise CdS or ZnO.
상기 전도성 산화물은 아연-산화물(ZnO)에 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 및 붕소(B)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질이 도핑된 아연-산화물을 포함할 수 있으며, 아연-산화물(ZnO)에 도핑되는 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 또는 붕소(B)는 전기적 특성의 향상을 위하여 2 내지 15 중량%의 함량으로 도핑될 수 있다.The conductive oxide may include a zinc oxide in which any one material selected from the group consisting of aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and boron (B) is doped with zinc-oxide (ZnO). Aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), or boron (B) doped with zinc oxide (ZnO) may be doped in an amount of 2 to 15 wt% to improve electrical properties.
또한, 상기 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO)을 포함할 수 있다.In addition, the conductive oxide may include indium tin oxide (ITO).
특히, 상기 기판 상에 전도성 산화물을 연속적으로, 예를들어 2회 내지 10회 연속적으로 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 투명성 전도박막층 위에 충돌시켜 박막층의 두께를 조절할 수 있다.In particular, the conductive oxide is sputtered on the substrate continuously, for example, 2 to 10 times in succession to form a transparent conductive thin film layer, while controlling the thickness of the thin film layer by colliding plasma cations of argon and oxygen mixed gas on the transparent conductive thin film layer. Can be.
본 발명의 제조방법에 따르면, 전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 기판에 먼저 충돌시켜 기판과 코팅될 투명성 전도박막 사이의 밀착력을 향상시켜 줄 수 있을 뿐 아니라, 투명성 전도박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 박막층에 충돌시켜 박막의 밀도와 전기광학적 특성이 향상될 수 있다.According to the manufacturing method of the present invention, the plasma cations of the argon and oxygen mixed gas may first collide with the substrate before the conductive oxide is coated on the substrate, thereby improving adhesion between the substrate and the transparent conductive thin film to be coated. While forming the transparent conductive thin film layer, the plasma cations of the argon and oxygen mixed gas may collide with the thin film layer to improve the density and electro-optical characteristics of the thin film.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막 제조방법을 수행하기 위한 진공코팅시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에서 사용되는 기판 및 캐리어의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 박막층에 충돌 시의 광학적 특성 변화율을 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an aluminum-zinc-oxide thin film as a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing the configuration of a vacuum coating system for performing a method of manufacturing an aluminum-zinc-oxide thin film, which is a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the configuration of a substrate and a carrier used in an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the configuration of an aluminum-zinc-oxide thin film as a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the rate of change of optical properties when a cation of plasma of argon and oxygen mixed gas collides with a thin film layer while forming an aluminum-zinc-oxide thin film layer which is a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an aluminum-zinc-oxide thin film as a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막 제조방법은, 기판이 장착된 캐리어(100)를 진공코팅시스템(10) 내로 이송하는 단계(S110), 플라즈마 발생장치에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 충돌시키는 단계(S120), 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 알루미늄-아연-산화물 박막층 위에 충돌시키는 단계(S130), 알루미늄-아연-산화물 박막층의 두께를 높이기 위하여 연속적으로 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 알루미늄-아연-산화물 박막층 위에 충돌시키는 단계(S140, S150, S160, S170, S180, S190, S200)를 포함한다. Referring to FIG. 1, in the method of manufacturing an aluminum-zinc-oxide thin film, which is a transparent conductive thin film, transferring a
또한, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막 제조방법을 수행하기 위한 진공코팅시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. In addition, Figure 2 is a view schematically showing the configuration of a vacuum coating system for performing the aluminum-zinc-oxide thin film manufacturing method of the transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막 제조방법을 수행하기 위해서는 다음과 같은 제조 설비를 마련한다. 2, in order to perform the aluminum-zinc-oxide thin film manufacturing method of the transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention, the following manufacturing facilities are prepared.
우선, 내부에 기판(300)에 대한 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 충돌, 스퍼터링에 의한 코팅과 같은 공정이 수행될 수 있도록 하는 공간을 제공하는 진공코팅시스템(10)을 준비한다. First, there is prepared a
상기 진공코팅시스템(10)은 기판 처리 대상인 기판(300)이 로딩 및 언로딩된다.In the
여기서, 진공코팅시스템(10)은 장착된 기판(300)을 이송하기 위한 캐리어(100)를 진공코팅시스템(10)으로 장입하는 로드락 챔버(11a), 고진공을 만드는 제1 및 제2 버퍼 챔버(12a, 12b), 코팅을 하기 위한 프로세스 챔버(30) 및 기판(300)을 진공코팅시스템(10) 밖으로 배출하는 언로딩 챔버(11b)를 포함한다. Here, the
또한, 프로세스 챔버(30)는 프로세스 챔버(30)로의 기판 입구와 기판 출구에 각각 설치되는 제1 및 제2 전송 챔버(13a, 13b)를 더 포함한다.In addition, the
또한, 프로세스 챔버(30)는 제1 내지 제9 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i)를 포함한다. In addition, the
여기서, 캐리어(100)와 이에 관련된 구성에 대해서는 후술하기로 한다. Here, the
또한, 진공코팅시스템(10) 밖으로 배출된 기판이 장착된 캐리어(100)를 진공코팅시스템(10)으로 연속적으로 재장입하기 위하여 컨베이어(19)가 설치된다. In addition, a
또한, 제1 및 제2 버퍼 챔버(12a,12b)에는 고진공을 만들기 위하여 터보분자펌프(TMP)(20)를 설치된다. 제1 내지 제9 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i)에는 아르곤과 산소 혼합가스 주입을 위한 가스 유량 제어기(Mass Flow Controller; MFC)(16)를 설치한다. 아르곤 가스의 주입에 의해, 제1 내지 제9 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i)에서는 코팅 공정의 수행할 수 있다. In addition, turbo molecular pumps (TMPs) 20 are installed in the first and
투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막을 코팅하기 위하여 제1 프로세스 챔버(14a)에는 플라즈마 발생장치(Plasma Gun)(17)가 설치되고, 제2 내지 제9 프로세스 챔버(14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i)에는 알루미늄-아연-산화물 타겟이 장착된 마그네트론 스퍼터링 건(Magnetron Sputtering Gun)(18)과 플라즈마 발생장치(17)가 설치한다.In order to coat the aluminum-zinc-oxide thin film, which is a transparent conductive thin film, a
로드락 챔버(11a), 버퍼 챔버(12a), 제1 및 제2 전송 챔버(13a, 13b) 및 제1 내지 제9 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i)에는 기판(300)에 대하여 소정의 열을 인가할 수 있도록 히터(15)가 각각 설치된다.
이와 같은 구조의 장치를 일반적으로 인라인 마그네트론 스퍼터링 장치라 일컫는다. 이와 같은 구성은 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.Devices of such a structure are generally referred to as inline magnetron sputtering devices. Such a configuration is well known in the art and thus detailed description thereof will be omitted.
도 3은 본 발명에서 사용되는 기판 캐리어의 구성을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing the configuration of a substrate carrier used in the present invention.
도 3을 참조하면, 캐리어(100)는 기판(300)을 진공코팅시스템(10) 내로 로딩하거나, 진공코팅시스템(10)에서 언로딩할 때 기판을 지지한다.Referring to FIG. 3, the
캐리어(100)는 소정의 면적을 갖는 평판 형태로 형성된다. 캐리어(100) 상에 기판 잡게(200)가 복수개로 배치되고, 기판 잡게(200)의 일측면에는 635 mm×1,245 mm 크기의 기판 2장이 배치된다. The
여기서, 기판(300)은 10 mm 이하의 두께를 가지는 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리를 포함할 수 있다.Here, the
상기 기판(300)은 CIGS 박막태양전지의 경우에 배면전극(Mo), 레이저 방식의 1차 패턴, 광흡수층(CIGS), 버퍼층인 CdS 및 ZnO 등이 적층 코팅된 2 내지 10 mm의 두께를 가지는 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리를 포함할 수 있다.In the case of the CIGS thin film solar cell, the
다시, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 제조 방법을 설명하기로 한다. Again, a manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 3에는 기판(300) 장착 상태의 일실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 캐리어(100) 상에는 복수의 기판을 배치할 수 있다.3 illustrates an embodiment of a mounting state of the
도 3을 참조하면, 캐리어(100) 상에는 기판 잡게(200)가 배치되어 있고, 기판 잡게(200) 상에는 635mm×1,245 mm 크기의 기판 2장을 배치한다. 여기서, 기판의 크기 및 배치 개수는 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.Referring to FIG. 3, a
기판(300)이 장착된 캐리어(100)를 진공코팅시스템(10)으로 장입하기 전에 먼저 로드락 챔버(11a)에 장입시킨다. 이후, 터보분자펌프(20)를 이용하여 로드락 챔버(11a) 내부를 약 10-3 Torr의 진공 상태로 만든다. 로드락 챔버(11a)를 이용하여 캐리어(100)를 진공코팅시스템(10) 내로 장입시킨다.The
캐리어(100)가 장입되는 진공코팅시스템(10), 프로세스 챔버(30)는 다음과 같은 상태로 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable to set the
즉, 히터(15)를 작동시켜 진공코팅시스템(10) 내부를 전체적으로 약 50℃로 가열한다. 그리고, 터보분자펌프(20)를 이용하여 제1 버퍼 챔버(12a)와 제1 및 제2 전송 챔버(13a, 13b)와 제1 내지 제9 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i) 내부는 약 10-7 Torr의 진공상태로 설정한다.That is, the
이후, 진공코팅시스템(10) 내부의 온도는 전체적으로 약 200℃로 가열되고, 제2 버퍼 챔버(12b)는 약 10-7 Torr의 진공 상태로 설정하며, 언로딩 챔버(11b)의 내부는 약 10-3 Torr의 진공 상태로 설정한다. Thereafter, the temperature inside the
그리고, 코팅공정의 용이한 수행을 위하여 제1 및 제2 전송 챔버(13a, 13b)와 제1 내지 제9 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i) 내로는 가스 유량 제어기(16)를 통하여 아르곤과 산소 혼합가스를 주입하여 약 10-3 Torr의 진공상태로 설정한다. And into the first and
전도성 산화물인 알루미늄-아연-산화물 타겟이 장착된 제2 내지 제9 프로세스 챔버(14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i)의 스퍼터링 건(18)에 전원을 공급하여 타켓 표면에 묻어있는 이물질을 스퍼터링하여 제거한다. The sputtering
로드락 챔버(11a)를 벤팅하고 기판이 장착된 캐리어를 로드락 챔버(11a)에 장입하고, 일반적인 저진공용 진공펌프인 로타리와 부스터 펌프를 이용하여 약 10-3 Torr의 진공상태를 만든다. 캐리어(100)는 제1 버퍼 챔버(12a)로 이송되면 제1 버퍼 챔버(12a)를 터보분자펌프(20)를 이용하여 약 10-7 Torr의 진공상태를 설정한 후, 소정량의 아르곤 가스를 주입하여 약 10-3 Torr의 진공상태로 설정한다. Venting the load lock chamber (11a) and loading the carrier on which the substrate is mounted in the load lock chamber (11a), a vacuum of about 10 -3 Torr is made by using a rotary and booster pump, which is a general low vacuum vacuum pump. When the
위와 같이 진공코팅시스템(10) 내부의 설정이 완료되면, 캐리어(100)를 제1 전송 챔버(13a), 제1 내지 제9 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i) 및 제2 전송 챔버(13b)로 일정한 속도로 이송하면서 알루미늄-아연-산화물 박막을 제조한다. When the setting inside the
우선, 진공코팅시스템(10)에 포함되어 있는 제1 프로세스 챔버(14a)로 기판(300)을 이송(S110)한 후, 제1 프로세스 챔버(14a) 내에서 플라즈마 발생장치(17)에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온를 기판에 충돌시키는 단계(S120)를 수행한다.First, the
소정 시간 동안 상기 단계(S120)를 수행한 후, 제2 프로세스 챔버(14b)로 기판(300)을 이송한다. 제2 프로세스 챔버(14b)에서는 알루미늄-아연-산화물 타겟이 장착된 스퍼터링 건(18)를 이용하여 알루미늄-아연-산화물 타겟을 스퍼터링 시켜 기판(300) 표면에 알루미늄-아연-산화물 층을 형성하는 단계를 수행한다(S130). 이와 동시에 플라즈마 발생장치(17)에서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 생성시켜, 이를 코팅되고 있는 알루미늄-아연-산화물 층에 충돌시키는 단계(S130)를 수행한다. After the step S120 is performed for a predetermined time, the
상기 투명성 전도박막 제작용 전도성 산화물은 아연-산화물(ZnO)에 알루미늄(Al)이 2내지 15 중량%로 도핑된 알루미늄-아연-산화물이다.The conductive oxide for preparing the transparent conductive thin film is aluminum-zinc-oxide doped with zinc (ZnO) in an amount of 2 to 15 wt% of aluminum (Al).
그리고 상기 투명성 전도박막 제작용 전도성 산화물은 아연-산화물(ZnO)에 갈륨(Ga), 인듐(In), 또는 붕소(B)가 도핑된 것 중 하나일 수도 있다.The conductive oxide for manufacturing the transparent conductive thin film may be one of zinc-oxide (ZnO) doped with gallium (Ga), indium (In), or boron (B).
이때, 도핑되는 갈륨(Ga), 인듐(In) 또는 붕소(B)의 함량은 전기적 특성의 향상을 위하여 2 내지 15 중량% 일 수 있다.In this case, the content of the doped gallium (Ga), indium (In) or boron (B) may be 2 to 15% by weight in order to improve the electrical properties.
또한, 상기 투명성 전도박막 제작용 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO)을 포함할 수 있다. In addition, the conductive oxide for manufacturing the transparent conductive thin film may include indium tin oxide (ITO).
상기 단계(S130)가 완료되면, 알루미늄-아연-산화물 박막층의 두께를 높이기 위하여 기판(300)을 제3 프로세스 챔버(14c), 제4 프로세스 챔버(14d), 제5 프로세스 챔버(14e), 제6 프로세스 챔버(14f), 제7 프로세스 챔버(14g), 제8 프로세스 챔버(14g), 제9 프로세스 챔버(14i)로 연속적으로 이송하면서 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 알루미늄-아연-산화물 박막층 위에 충돌시키는 단계(S140, S150, S160, S170, S180, S190, S200)를 수행한다. When the step S130 is completed, in order to increase the thickness of the aluminum-zinc-oxide thin film layer, the
상기한 공정의 수행에 의해 다음과 같은 알루미늄-아연-산화물 박막이 형성되었다. The following aluminum-zinc-oxide thin film was formed by performing the above process.
도 4는 본 발명에 의해 제조된 알루미늄-아연-산화물 박막의 구성을 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the configuration of an aluminum-zinc-oxide thin film produced by the present invention.
도 4를 참조하면, 기판(300) 상에는 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층(310)이 하나의 층으로 형성되어 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the aluminum-zinc-oxide
일반적으로 전도성 산화물인 알루미늄-아연-산화물 타겟을 스퍼터링시켜 코팅을 하면서 동시에 플라즈마 발생장치에서 생성된 플라즈마의 양이온를 코팅되고 있는 알루미늄-아연-산화물 박막층에 충돌시키는 것을 플라즈마 보조증착이라 부른다. Generally, sputtering a coating of an aluminum-zinc-oxide target, which is a conductive oxide, and simultaneously bombarding the cations of the plasma generated in the plasma generator to the coated aluminum-zinc-oxide thin film layer is called plasma assisted deposition.
여기서, 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층(310)은 900 내지 1,000 nm 사이의 두께로 제조되었다.Here, the aluminum-zinc-oxide
기판(300) 상에 투명성 전도박막 형성이 완료되면, 약 10-7 Torr의 진공상태를 유지하고 있는 제2 버퍼챔버(12b)에 미량의 아르곤과 산소 혼합가스를 주입하여 약 10-3 Torr의 진공상태를 만든 후, 캐리어(100)를 제2 전송 챔버(13b)에서 제2 버퍼 챔버(12b)로, 그 다음에 언로딩 챔버(111b)로 이송한다. 그리고, 챔버 내부를 벤트한 후, 기판(300)이 배치된 캐리어(100)를 진공코팅시스템(10) 밖으로 배출하는 단계를 거친다. When the transparent conductive thin film is formed on the
캐리어(100) 위에 배치된 기판(300)을 제거한 후에 컨베이어(19)를 이용하여 캐리어(100)를 로드락 챔버(11a) 앞으로 이송하면 한 번의 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막 제조가 끝남과 동시에 새로운 기판을 캐리어에 장착하여 상기의 단계를 반복적으로 실행하면 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막을 반복적으로 제조할 수 있다.After removing the
하기 표 1은 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물(AZO) 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 박막층에 충돌 시의 변화율을 나타내는 표이다.Table 1 is a table showing the rate of change when the cations of the plasma of the argon and oxygen mixed gas collides with the thin film layer while forming the aluminum-zinc-oxide (AZO) thin film layer which is a transparent conductive thin film.
[nm]thickness
[nm]
[Ω/sq]Cotton resistance
[Ω / sq]
[%, at 400-800 nm]Average transmittance
[%, at 400-800 nm]
(플라즈마 미처리)Plasma + AZO
(Non-plasma treatment)
플라즈마 처리Plasma + AZO +
Plasma treatment
또한, 도 5는 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 박막층에 충돌 시의 광학적 특성 변화율을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the rate of change of optical properties when the cations of the plasma of argon and oxygen mixed gas collide with the thin film layer while forming the aluminum-zinc-oxide thin film layer which is a transparent conductive thin film.
도 5에서 b는 제1 프로세스 챔버(14a)에서 플라즈마 발생장치(17)에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 충돌시키는 단계(S120)를 수행하고, 제2 프로세스 챔버(14b), 제3 프로세스 챔버(14c), 제4 프로세스 챔버(14d), 제5 프로세스 챔버(14e), 제6 프로세스 챔버(14f), 제7 프로세스 챔버(14g)로 연속적으로 이송하면서 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 알루미늄-아연-산화물 박막층 위에 충돌시키는 단계(S130, S140, S150, S160, S170, S180)를 수행한 것이며, 알루미늄-아연-산화물의 박막의 두께는 900nm, 면저항은 9.70Ω/sq, 투과율은 74.02%이었다.In FIG. 5, b performs a step (S120) of colliding the cations of the plasma of the argon and oxygen mixed gas generated in the
도 5에서 a는 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 플라즈마 양이온을 알루미늄-아연-산화물 박막층 위에 충돌시키는 단계없이 수행한 것이며, 알루미늄-아연-산화물의 박막의 두께는 1,000nm, 면저항은 12.70Ω/sq, 투과율은 71.19%이었다.In FIG. 5, a is performed without colliding a plasma cation onto the aluminum-zinc-oxide thin film layer while forming the aluminum-zinc-oxide thin film layer, wherein the thickness of the aluminum-zinc-oxide thin film is 1,000 nm, and the sheet resistance is 12.70 Ω / sq, transmittance was 71.19%.
일반적으로 알루미늄-아연-산화물 박막의 면저항은 두께가 두꺼울수록 낮아지고 또한 광투과율은 높아진다. 도 5의 b와 같이 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 알루미늄-아연-산화물 박막층 위에 충돌시켰을 때 도 5의 a보다 상대적으로 두께가 낮음에도 면저항이 낮은 값을 얻었다. 이는 플라즈마 양이온을 알루미늄-아연-산화물 박막층 위에 충돌시켰을 때 알루미늄-아연-산화물이 더 밀도가 높은 박막으로 제조되었음을 알 수 있다. 이것은 알루미늄-아연-산화물 박막이 박막태양전지의 투명성 전도박막으로 사용되기 위해서 온도 안정성을 가짐을 의미하며, 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 박막층에 충돌시키는 새로운 제조방법에 의해 알루미늄-아연-산화물 박막의 밀도와 전기적 특성이 향상된 결과 얻었음을 발견할 수 있다.In general, the thicker the thickness of the aluminum-zinc-oxide thin film, the lower the thickness and the higher the light transmittance. When forming the aluminum-zinc-oxide thin film layer as shown in b of FIG. 5 and colliding the plasma cations of the argon and oxygen mixed gas on the aluminum-zinc-oxide thin film layer, the sheet resistance is lower than the thickness of FIG. Got it. It can be seen that the aluminum-zinc-oxide was made into a denser thin film when the plasma cation was impinged on the aluminum-zinc-oxide thin film layer. This means that the aluminum-zinc-oxide thin film has temperature stability in order to be used as the transparent conductive thin film of the thin-film solar cell. The aluminum-zinc-oxide thin film forms an aluminum-zinc-oxide thin film layer and imparts a cation of plasma of argon and oxygen mixed gas to the thin film layer. It can be found that the new manufacturing method results in improved density and electrical properties of the aluminum-zinc-oxide thin film.
따라서, 본 발명에 따르면 알루미늄-아연-산화물 박막의 두께가 낮아지면서 광투과율은 높아지는 광학적 특성이 향상된 결과를 얻을 수 있었다.Therefore, according to the present invention, as the thickness of the aluminum-zinc-oxide thin film was decreased, the optical properties such that the light transmittance was improved could be obtained.
또한, 알루미늄-아연-산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 먼저 충돌시킨 후에 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서 플라즈마의 양이온을 박막층에 충돌시키는 새로운 제조방법으로 제조된 알루미늄-아연-산화물 박막은 밀착력 시험 결과, 알루미늄-아연-산화물 박막층이 기판으로부터 박리되는 현상이 없음을 발견하였다. In addition, before coating the aluminum-zinc-oxide on the substrate, the plasma cations of the argon-oxygen mixed gas are first impinged on the substrate, followed by the formation of the aluminum-zinc-oxide thin film layer while the cations of the plasma collide with the thin film layer. As a result of the adhesion test, the aluminum-zinc-oxide thin film prepared as was found to have no phenomenon that the aluminum-zinc-oxide thin film layer was peeled off from the substrate.
이는 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 먼저 충돌시켜 기판과 코팅될 알루미늄-아연-산화물 박막 간의 밀착력이 향상되었음을 의미하는 것이다.
This means that the adhesion between the substrate and the aluminum-zinc-oxide thin film to be coated is improved by first impinging the cation of the plasma of argon and oxygen mixed gas on the substrate before coating the aluminum-zinc-oxide, which is a transparent conductive thin film, onto the substrate. .
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
10: 진공 코팅 시스템
11a: 로드락 챔버
11b: 언로딩 챔버
12a, 12b: 제1 및 제2 버퍼 챔버
13a, 13b: 제1 및 제2 전송 챔버
14a: 제1 프로세스 챔버
14b, 14c, 14d, 14e: 제2, 제3, 제4 및 제5 프로세스 챔버
14f, 14g, 14h, 14i: 제6, 제7, 제8 및 제9 프로세스 챔버
15: 히터
16: 가스 유량 제어기
17: 플라즈마 발생 장치
18: 마그네트론 스퍼터링 건
19: 컨베이어
20: 터보분자펌프
30: 프로세스 챔버
100: 캐리어
200: 기판잡게
300: 기판
310: 알루미늄-아연-산화물 박막층10: vacuum coating system
11a: load lock chamber
11b: unloading chamber
12a, 12b: first and second buffer chambers
13a, 13b: first and second transfer chambers
14a: first process chamber
14b, 14c, 14d, 14e: second, third, fourth and fifth process chambers
14f, 14g, 14h, 14i: sixth, seventh, eighth, and ninth process chambers
15: heater
16: gas flow controller
17: plasma generator
18: Magnetron Sputtering Gun
19: conveyor
20: turbomolecular pump
30: process chamber
100: carrier
200: substrate holding
300: substrate
310: aluminum-zinc-oxide thin film layer
Claims (9)
플라즈마 발생장치에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 이송된 상기 기판에 충돌시키는 단계;
상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 제1투명성 전도박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 상기 제1투명성 전도박막층 위에 충돌시키는 단계; 및
연속적으로 상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 제2투명성 전도박막층을 형성하면서 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 상기 제2투명성 전도박막층 위에 충돌시키는 단계
를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.Transferring a carrier on which the substrate is mounted into a vacuum chamber;
Colliding the plasma cations of the argon and oxygen mixed gas generated in the plasma generator with the transferred substrate;
Sputtering a conductive oxide on the substrate to form a first transparent conductive thin film layer while impinging a plasma cation of an argon and oxygen mixed gas on the first transparent conductive thin film layer; And
Continuously sputtering a conductive oxide on the substrate to form a second transparent conductive thin film layer while impinging a plasma cation of an argon and oxygen mixed gas on the second transparent conductive thin film layer.
Transparent conductive thin film manufacturing method for a thin film solar cell comprising a.
상기 캐리어는 평판 형태로 형성되고, 상기 캐리어 상에는 상기 기판이 배치되는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
The carrier is formed in the form of a flat plate, the substrate is disposed on the carrier transparent conductive thin film manufacturing method for thin film solar cells.
상기 기판은 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리인 것을 특징으로 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
The substrate is a method for manufacturing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell, characterized in that the soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass or tempered glass.
상기 기판은 고굴절산화물과 저굴절산화물이 1회 또는 순차적으로 연속하여 코팅된 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리인 것을 특징으로 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
The substrate is a method for manufacturing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell, characterized in that the high refractive oxide and low refractive oxide is soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass or tempered glass coated in succession or sequentially.
상기 고굴절산화물은 Nb2O5, Ti2O3, Ta2O5 또는 ZrO2인 것을 특징으로 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 4, wherein
The high refractive oxide is Nb 2 O 5 , Ti 2 O 3 , Ta 2 O 5 or ZrO 2 characterized in that the transparent conductive thin film manufacturing method for thin film solar cells.
상기 저굴절산화물은 SiO2, MgF2, BaF2 또는 AlF3인 것을 특징으로 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 4, wherein
The low refractive oxide is SiO 2 , MgF 2 , BaF 2 or AlF 3 Transparent conductive thin film manufacturing method for a thin film solar cell, characterized in that.
상기 기판은 CIGS 박막태양전지의 경우 배면전극, 레이저 방식의 1차 패턴, 광흡수층 및 버퍼층으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 적층 코팅된 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리인 것을 특징으로 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
In the case of CIGS thin film solar cell, at least one selected from the group consisting of a back electrode, a laser type primary pattern, a light absorbing layer, and a buffer layer is a lamination coated soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass or tempered glass. Transparent conductive thin film manufacturing method for thin film solar cells, characterized in that.
상기 전도성 산화물은 아연-산화물(ZnO)에 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 및 붕소(B)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질이 도핑된 아연-산화물인 것을 특징으로 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
The conductive oxide is zinc-oxide doped with any one material selected from the group consisting of aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In) and boron (B) on zinc-oxide (ZnO). Transparent conductive thin film manufacturing method for thin film solar cell.
상기 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO)인 것을 특징으로 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.
The method of claim 1,
The conductive oxide is indium-tin-oxide (ITO) characterized in that the transparent conductive thin film manufacturing method for thin film solar cells.
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