KR101154597B1 - 태양광 발전장치 - Google Patents
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Abstract
태양광 발전장치가 개시된다. 태양광 발전장치는 제 1 셀; 상기 제 1 셀 상에 배치되는 제 2 셀; 및 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀 사이에 개재되고, 오픈 영역을 포함하는 보조 전극;을 포함한다. 태양광 발전장치는 보조 전극에 의해서 향상된 전기적인 특성 및 광-전 변환 효율을 가진다.
Description
실시예는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다.
특히, 유리기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 윈도우층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.
실시예는 향상된 전기적인 특성을 가지는 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 제 1 셀; 상기 제 1 셀 상에 배치되는 제 2 셀; 및 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀 사이에 개재되고, 오픈 영역을 포함하는 보조 전극;을 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 보조 전극에 의해서, 제 1 셀 및 제 2 셀 사이의 접속 저항을 감소시킬 수 있다. 즉, 보조 전극에 의해서, 제 1 셀의 n형 투명 도전층 및 제 2 셀의 p형 투명 도전층 사이의 면저항이 감소될 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 직렬저항을 감소시킬 수 있고, 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 보조 전극의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 3은 보조 전극의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 4 내지 도 10은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 도면들이다.
도 2는 보조 전극의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 3은 보조 전극의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 4 내지 도 10은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 도면들이다.
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 1은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 보조 전극의 일 예를 도시한 평면도이다. 도 3은 보조 전극의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 지지기판(100), 제 1 셀(200), 제 2 셀(300) 및 보조 전극(400)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 제 1 셀(200), 상기 제 2 셀(300) 및 상기 보조 전극(400)을 지지한다.
또한, 상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
상기 제 1 셀(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 제 1 셀(200)은 외부의 광을 입사받아 전기에너지로 변환시킨다. 더 자세하게, 상기 제 1 셀(200)은 상기 제 2 셀(300)을 통과한 광을 입사받아 전기에너지로 변환시킬 수 있다.
상기 제 1 셀(200)은 이면전극층(210), 제 1 광 흡수층(220), 제 1 버퍼층(230), 제 1 고저항 버퍼층(240) 및 제 1 n형 윈도우층(250)을 포함한다.
상기 이면전극층(210)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 이면전극층(210)은 도전층이다. 상기 이면전극층(210)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴(Mo) 등의 금속을 들 수 있다.
또한, 상기 이면전극층(210)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 광 흡수층(220)은 상기 이면전극층(210) 상에 배치된다. 상기 제 1 광 흡수층(220)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 제 1 광 흡수층(220)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 제 1 광 흡수층(220)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.
상기 제 1 버퍼층(230)은 상기 제 1 광 흡수층(220) 상에 배치된다. 상기 제 1 버퍼층(230)은 상기 제 1 광 흡수층(220)에 직접 접촉한다. 상기 제 1 버퍼층(230)은 황화 카드뮴을 포함한다. 상기 제 1 버퍼층(230)의 에너지 밴드갭은 약 1.9eV 내지 약 2.3eV일 수 있다.
상기 제 1 고저항 버퍼층(240)은 상기 제 1 버퍼층(230) 상에 배치된다. 상기 제 1 고저항 버퍼층(240)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 제 1 고저항 버퍼층(240)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV일 수 있다.
상기 제 1 n형 윈도우층(250)은 상기 제 1 광 흡수층(220) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 제 1 n형 윈도우층(250)은 상기 제 1 고저항 버퍼층(240) 상에 배치된다. 상기 제 1 n형 윈도우층(250)은 도전층이다. 더 자세하게, 상기 제 1 n형 윈도우층(250)은 제 1 도전형을 가진다. 즉, 상기 제 1 n형 윈도우층(250)은 n형 투명 도전층이다.
상기 제 1 n형 윈도우층(250)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO;AZO) 등과 같은 n형 산화물 등을 들 수 있다.
또한, 상기 제 1 n형 윈도우층(250)의 두께는 약 100㎚ 내지 약 500㎚일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 n형 윈도우층(250)의 두께는 약 100㎚ 내지 약 250㎚일 수 있다.
상기 제 2 셀(300)은 상기 제 1 셀(200) 상에 배치된다. 상기 제 2 셀(300)은 상기 제 1 셀(200)에 전기적으로 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 2 셀(300)은 상기 제 1 셀(200)에 직렬로 연결될 수 있다.
상기 제 2 셀(300)은 외부로부터 광을 입사받아 전기에너지로 변환시킨다. 상기 제 2 셀(300)은 태양광을 직접 입사받아 전기에너지로 변환시킬 수 있다.
상기 제 2 셀(300)은 p형 투명 도전층(310), 제 2 광 흡수층(320), 제 2 버퍼층(330), 제 2 고저항 버퍼층(340) 및 제 2 n형 윈도우층(350)을 포함한다.
상기 p형 투명 도전층(310)은 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 배치된다. 상기 p형 투명 도전층(310)은 상기 제 1 도전형과 다른 제 2 도전형을 가진다. 상기 p형 투명 도전층(310)은 투명하며, 도전층이다.
상기 p형 투명 도전층(310)은 상기 보조 전극(400)을 덮는다. 상기 p형 투명 도전층(310)은 상기 제 1 n형 윈도우층(250)에 직접 접촉될 수 있다.
상기 p형 투명 도전층(310)으로 사용되는 물질의 예로서는 p형 인듐 틴 옥사이드 또는 틴 옥사이드 등과 같은 p형 산화물 등을 들 수 있다.
또한, 상기 p형 투명 도전층(310)의 두께는 약 100㎚ 내지 약 500㎚일 수 있다. 더 자세하게, 상기 p형 투명 도전층(310)의 두께는 약 100㎚ 내지 약 250㎚일 수 있다.
상기 제 2 광 흡수층(320)은 상기 이면전극층(210) 상에 배치된다. 상기 제 2 광 흡수층(320)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 제 2 광 흡수층(320)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 제 2 광 흡수층(320)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.
상기 제 2 버퍼층(330)은 상기 제 2 광 흡수층(320) 상에 배치된다. 상기 제 2 버퍼층(330)은 상기 제 2 광 흡수층(320)에 직접 접촉한다. 상기 제 2 버퍼층(330)은 황화 카드뮴을 포함한다. 상기 제 2 버퍼층(330)의 에너지 밴드갭은 약 1.9eV 내지 약 2.3eV일 수 있다.
상기 제 2 고저항 버퍼층(340)은 상기 제 2 버퍼층(330) 상에 배치된다. 상기 제 2 고저항 버퍼층(340)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 제 2 고저항 버퍼층(340)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV일 수 있다.
상기 제 2 n형 윈도우층(350)은 상기 제 2 광 흡수층(320) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 제 2 n형 윈도우층(350)은 상기 제 2 고저항 버퍼층(340) 상에 배치된다. 상기 제 2 n형 윈도우층(350)은 도전층이다. 더 자세하게, 상기 제 2 n형 윈도우층(350)은 제 1 도전형을 가진다. 즉, 상기 제 2 n형 윈도우층(350)은 n형 투명 도전층이다.
상기 제 2 n형 윈도우층(350)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO;AZO) 등을 들 수 있다. 상기 제 2 n형 윈도우층(350)의 두께는 약 1㎛일 수 있다.
상기 보조 전극(400)은 상기 제 1 셀(200) 및 상기 제 2 셀(300) 사이에 개재된다. 더 자세하게, 상기 보조 전극(400)은 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 및 상기 p형 투명 도전층(310) 사이에 개재된다. 상기 보조 전극(400)은 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 및 상기 p형 투명 도전층(310)에 직접 접촉된다.
상기 보조 전극(400)은 오픈 영역(OA)을 포함한다. 상기 오픈 영역(OA)은 광이 용이하게 통과할 수 있는 영역이다. 즉, 상기 보조 전극(400)은 상기 오픈 영역(OA)을 통하여, 상기 제 1 n형 윈도우층(250)의 상면을 노출한다. 따라서, 상기 p형 투명 도전층(310)은 상기 오픈 영역(OA)을 통하여 상기 제 1 n형 윈도우층(250)에 직접 접촉된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보조 전극(400)은 평면에서 보았을 때, 그리드(grid) 형상 또는 메쉬(mesh) 형상을 가질 수 있다.
즉, 상기 보조 전극(400)은 제 1 방향으로 연장되는 다수 개의 제 1 보조 전극들(410) 및 제 2 방향으로 연장되는 다수 개의 제 2 보조 전극들(420)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 1 보조 전극들(410)은 서로 이격되고, 상기 제 2 보조 전극들(420)은 서로 이격된다. 이에 따라서, 상기 제 1 보조 전극들(410) 사이의 영역 및 상기 제 1 보조 전극들(410) 사이의 영역이 상기 오픈 영역(OA)에 해당된다.
상기 제 1 보조 전극들(410) 및 상기 제 2 보조 전극들(420)은 서로 연결된다. 즉, 상기 제 1 보조 전극들(410) 및 상기 제 2 보조 전극들(420)은 서로 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 1 보조 전극들(410) 및 상기 제 2 보조 전극들(420)은 서로 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 보조 전극들(410) 및 상기 제 2 보조 전극들(420)의 폭(W)은 약 1㎛ 내지 약 1㎜일 수 있다. 또한, 상기 제 1 보조 전극들(410) 및 상기 제 2 보조 전극들(420)의 두께(T)는 약 100㎚ 내지 약 1000㎚일 수 있다.
또한, 상기 제 1 보조 전극들(410) 사이의 간격(S1)은 약 1㎜ 내지 약 10㎜일 수 있다. 상기 제 2 보조 전극들(420) 사이의 간격(S2)은 약 1㎜ 내지 약 10㎜일 수 있다.
상기 제 1 보조 전극들(410) 사이의 간격(S1) 및 상기 제 2 보조 전극들(420) 사이의 간격(S2)은 상기 p형 투명 도전층(310)의 두께에 반비례한다.
예를 들어, 상기 p형 투명 도전층(310)의 두께가 약 100㎚일 때, 상기 제 1 보조 전극들(410)의 간격 및 상기 제 2 보조 전극들(420)의 간격은 약 2㎜일 수 있다. 또한, 상기 p형 투명 도전층(310)의 두께가 약 500㎚일 때, 상기 제 1 보조 전극들(410)의 간격(S1) 및 상기 제 2 보조 전극들(420)의 간격(S2)은 약 10㎜일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보조 전극(401)은 다수 개의 제 3 보조 전극들(411)로 구성될 수 있다. 상기 제 3 보조 전극들(411)은 제 1 방향으로 연장된다. 상기 제 3 보조 전극들(411)은 서로 이격된다. 이때, 상기 제 3 보조 전극들(411) 사이의 영역이 상기 오픈 영역(OA)에 해당된다.
상기 제 3 보조 전극들(411)의 폭은 약 1㎛ 내지 약 1㎜일 수 있다. 또한, 상기 제 3 보조 전극들(411)의 두께는 약 100㎚ 내지 약 1000㎚일 수 있다. 또한, 상기 제 3 보조 전극들(411) 사이의 간격은 약 1㎜ 내지 약 10㎜일 수 있다.
상기 제 3 보조 전극들(411) 사이의 간격은 상기 p형 투명 도전층(310)의 두께에 반비례한다. 예를 들어, 상기 p형 투명 도전층(310)의 두께가 약 100㎚일 때, 상기 제 3 보조 전극들(411)의 간격은 약 2㎜일 수 있다. 또한, 상기 p형 투명 도전층(310)의 두께가 약 500㎚일 때, 상기 제 3 보조 전극들(411)의 간격은 약 10㎜일 수 있다.
상기 보조 전극(400)의 구조 및 형상은 도 2 및 도 3에 한정되지 않고, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 보조 전극(400)은 평면에서 보았을 때, 허니콤(honeycomb) 형상을 가질 수 있다.
상기 보조 전극(400)은 낮은 저항을 가진다. 상기 보조 전극(400)으로 금속 등이 사용될 수 있다. 상기 보조 전극(400)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴, 크롬, 텅스텐, 은 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다.
상기 보조 전극(400)은 상기 제 1 셀(200) 및 상기 제 2 셀(300)에 직접 접속된다. 더 자세하게, 상기 보조 전극(400)은 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 및 상기 p형 투명 도전층(310)에 직접 접촉한다. 또한, 상기 보조 전극(400)은 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 및 상기 p형 투명 도전층(310)에 직접 접속된다.
이에 따라서, 상기 제 1 n형 윈도우층(250)은 상기 p형 투명 도전층(310)에 직접 접속되기도 하지만, 상기 보조 전극(400)을 통하여 상기 p형 투명 도전층(310)에 접속된다. 즉, 상기 제 1 셀(200)은 상기 보조 전극(400)을 통하여 상기 제 2 셀(300)에 접속된다.
따라서, 상기 p형 투명 도전층(310) 및 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 사이의 접속 특성은 상기 보조 전극(400)에 의해서 향상된다. 따라서, 상기 보조 전극(400)은 상기 제 1 셀(200) 및 상기 제 2 셀(300) 사이의 면저항을 감소시킨다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 전체적으로 직렬 저항을 감소시키고, 향상된 전기적인 특성을 가진다. 결국, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
도 4 내지 도 10은 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 도면들이다. 본 제조방법에서는 앞서 설명한 태양전지를 참고하여 설명한다. 본 제조방법에 대한 설명에, 앞선 태양전지에 관한 설명은 본질적으로 결합될 수 있다.
도 4를 참조하면, 지지기판(100) 상에 스퍼터링 공정에 의해서 몰리브덴 등과 같은 금속이 증착되고, 이면전극층(210)이 형성된다. 상기 이면전극층(210)은 공정 조건이 서로 다른 두 번의 공정들에 의해서 형성될 수 있다.
상기 지지기판(100) 및 상기 이면전극층(210) 사이에는 확산 방지막과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 이면전극층(210) 상에 제 1 광 흡수층(220)이 형성된다.
상기 제 1 광 흡수층(220)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 광 흡수층(220)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.
금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 이면전극(200) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다.
이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층이 형성된다.
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.
이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층이 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제 1 광 흡수층(220) 상에 제 1 버퍼층(230), 제 1 고저항 버퍼층(240) 제 1 n형 윈도우층(250)이 형성된다.
상기 제 1 버퍼층(230)은 화학 용액 증착 공정(chemical bath deposition;CBD)에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 광 흡수층(220)이 형성된 후, 상기 제 1 광 흡수층(220)은 황화 카드뮴을 형성하기 위한 물질들을 포함하는 용액에 침지되고, 상기 제 1 광 흡수층(220) 상에 황화 카드뮴을 포함하는 상기 제 1 버퍼층(230)이 형성된다.
이후, 상기 제 1 버퍼층(230) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 제 1 고저항 버퍼층(240)이 형성된다.
이후, 상기 제 1 고저항 버퍼층(240) 상에 제 1 n형 윈도우층(250)이 형성된다.
상기 제 1 n형 윈도우층(250)을 형성하기 위해서, 상기 제 1 고저항 버퍼층(240) 상에 투명한 도전물질이 적층되어, 제 1 n형 윈도우층(250)이 형성된다. 상기 투명한 도전물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 등과 같은 n형 산화물 등을 들 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 보조 전극(400)이 형성된다. 상기 보조 전극(400)은 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 직접 형성된다.
예를 들어, 상기 보조 전극(400)을 형성하기 위해서, 다수 개의 금속 도전입자들을 포함하는 페이스트가 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 프린팅될 수 있다. 상기 페이스트는 용매, 상기 다수 개의 금속 입자들, 무기 바인더 및 유기 바인더를 포함할 수 있다.
이후, 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 프린팅된 페이스트는 열처리되고, 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 상기 보조 전극(400)이 형성될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 보조 전극(400)은 증착 공정에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 보조 전극(400)을 형성하기 위해서, 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 증착 마스크를 통하여, 선택적으로 금속 물질이 증착될 수 있다. 이때, 상기 증착 마스크는 형성하고자하는 보조 전극(400)의 형상에 대응되는 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 보조 전극(400)을 증착 공정에 의해서 형성하는 다른 예로서, 포토리소그라피 공정과 같은 패터닝 공정을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 증착 공정에 의해서, 금속층이 형성된다. 이후, 상기 금속층 상에 포토레지스트 필름이 형성되고, 상기 포토레지스트 필름은 노광 및 현상 공정에 의해서 패터닝된다. 이후, 상기 패터닝된 포토레지스트 필름을 식각 마스크로 사용하여, 상기 금속층은 식각되고, 상기 보조 전극(400)이 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 보조 전극(400)이 형성된 후, 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에 p형 투명 도전층(310)이 형성된다.
상기 p형 투명 도전층(310)을 형성하기 위해서, 상기 제 1 n형 윈도우층(250) 상에, 상기 보조 전극(400)을 덮도록, p형 인듐 틴 옥사이드 또는 틴 옥사이드 등과 같은 p형 산화물이 증착될 수 있다. 즉, 상기 p형 투명 도전층(310)은 상기 제 1 n형 윈도우층(250)의 상면, 상기 보조 전극(400)의 측면 및 상면에 형성될 수 있다.
상기 p형 투명 도전층(310)은 상기 p형 산화물을 포함하는 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 등에 의해서 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 p형 투명 도전층(310) 상에 제 2 광 흡수층(320)이 형성된다.
상기 제 2 광 흡수층(320)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2 광 흡수층(320)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.
금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 p형 투명 도전층(310) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다.
이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층이 형성된다.
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.
이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층이 형성될 수 있다.
이후, 상기 제 2 광 흡수층(320) 상에 제 2 버퍼층(330) 및 제 2 고저항 버퍼층(340)이 형성된다.
상기 제 2 버퍼층(330)은 화학 용액 증착 공정(chemical bath deposition;CBD)에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 광 흡수층(320)이 형성된 후, 상기 제 2 광 흡수층(320)은 황화 카드뮴을 형성하기 위한 물질들을 포함하는 용액에 침지되고, 상기 제 2 광 흡수층(320) 상에 황화 카드뮴을 포함하는 상기 제 2 버퍼층(330)이 형성된다.
이후, 상기 제 2 버퍼층(330) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 제 2 고저항 버퍼층(340)이 형성된다.
도 10을 참조하면, 상기 제 2 고저항 버퍼층(340) 상에 제 2 n형 윈도우층(350)이 형성된다.
상기 제 2 n형 윈도우층(350)을 형성하기 위해서, 상기 제 2 고저항 버퍼층(340) 상에 투명한 도전물질이 적층되어, 제 2 n형 윈도우층(350)이 형성된다. 상기 투명한 도전물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 등과 같은 n형 산화물 등을 들 수 있다.
이와 같이, 향상된 전기적인 특성 및 향상된 광-전 변환 효율을 가지는 태양광 발전장치가 제공될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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.
Claims (10)
- 제 1 셀;
상기 제 1 셀 상에 배치되는 제 2 셀; 및
상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀 사이에 개재되고, 오픈 영역을 포함하는 보조 전극;을 포함하고,
상기 보조 전극은
서로 이격되며 제 1 방향으로 연장되는 다수 개의 제 1 보조 전극들;을 포함하고,
상기 오픈 영역은 상기 제 1 보조 전극들 사이에 정의되고,
상기 오픈 영역은 상기 제 1 셀의 상면을 노출시키는 태양광 발전장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 보조 전극은 그리드 형상을 가지는 태양광 발전장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 보조 전극들의 폭은 5㎛ 내지 1㎜인 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보조 전극은
상기 제 1 보조 전극들과 교차하고, 상기 제 1 보조 전극들에 연결되는 다수 개의 제 2 보조 전극들을 포함하는 태양광 발전장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 셀은 제 1 도전형의 투명층을 포함하고,
상기 제 2 셀은 제 2 도전형의 투명층을 포함하고,
상기 제 1 도전형의 투명층 및 상기 제 2 도전형의 투명층은 상기 보조 전극과 직접 접촉하는 태양광 발전장치. - 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 도전형의 투명층은 p형 인듐 틴 옥사이드 또는 틴 옥사이드를 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 도전형의 투명층 및 상기 제 2 도전형의 투명층은 상기 오픈 영역을 통하여 서로 직접 접촉하는 태양광 발전장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 도전형의 투명층의 두께는 100㎚ 내지 250㎚ 이고,
상기 제 2 도전형의 투명층의 두께는 100㎚ 내지 250㎚ 인 태양광 발전장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 보조 전극은 몰리브덴, 크롬, 텅스텐 또는 은을 포함하는 태양광 발전장치.
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