KR101222055B1 - 세정장치 및 이를 이용한 ｃｉｇｓ 태양전지의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 상에 후면전극을 형성하는 공정; 알칼리 성분을 포함하는 세정액을 이용하여 상기 후면전극을 세정함과 더불어 상기 후면전극 상에 상기 알칼리 성분을 잔존시키는 공정; 상기 알칼리 성분이 잔존하는 후면전극 상에 전구체를 형성하는 공정; 및 상기 전구체를 열처리하여 상기 알칼리 성분이 함유된 광흡수층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 CIGS 태양전지의 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 세정공정을 통해서 후면전극 상의 파티클을 제거함과 더불어 상기 후면전극 상에 알칼리 성분이 잔존하도록 할 수 있기 때문에, 종래와 같이 별도의 알칼리 원소 확산층을 형성할 필요가 없어 공정이 단순해지고 공정시간이 단축되어 생산성이 향상된다.
본 발명에 따르면, 세정공정을 통해서 후면전극 상의 파티클을 제거함과 더불어 상기 후면전극 상에 알칼리 성분이 잔존하도록 할 수 있기 때문에, 종래와 같이 별도의 알칼리 원소 확산층을 형성할 필요가 없어 공정이 단순해지고 공정시간이 단축되어 생산성이 향상된다.
Description
본 발명은 CIGS 태양전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광흡수층에 알칼리 원소가 포함된 CIGS 태양전지에 관한 것이다.
태양전지(Solar Cell)는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 태양전지는 시계나 계산기 등 휴대용 전자기기의 전원으로부터 넓은 개활지에 설치된 산업용 발전설비까지 폭넓게 이용된다. 또한, 최근 친환경 대체 에너지의 필요성이 증가함에 따라 태양전지에 대한 관심이 더욱 고조되고 있다.
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다.
상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체층을 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.
상기 박막형 태양전지는 Si 박막형 태양전지와 화합물 박막형 태양전지로 나눌 수 있고, 그 중 화합물 박막형 태양전지는 Ⅱ-Ⅵ형, CIGS형, CdTe형 등으로 분류할 수 있다.
그 중에서 CIGS 박막형 태양전지는 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se)의 4가지 원소가 합쳐져서 구성되는 화합물을 이용한 것으로 빛 에너지를 전기 에너지로 전환시켜주는 PN 혼합구조를 박막형으로 구현한 것이다.
상기 CIGS 박막형 태양전지는 기판 상에 차례로 형성된 후면 전극, CIGS로 이루어진 광흡수층, 버퍼층 및 전면 전극을 포함하여 이루어진다.
이와 같은 CIGS 박막형 태양전지에서, 상기 광흡수층에 Na과 같은 알칼리 성분이 포함된 경우 태양전지의 에너지 변환 효율이 향상될 수 있음이 알려져 있고, 따라서, 태양전지의 에너지 변환 효율을 향상시키기 위해 광흡수층에 알칼리 성분을 효과적으로 확산시키기 위한 기술이 연구되어 왔다.
도 1a 내지 도 1d는 알칼리 성분을 광흡수층에 확산시킨 종래 기술에 따른 CIGS 태양전지의 제조방법을 도시한 공정 단면도로서, 이는 기판(10) 상에 후면전극(20) 및 광흡수층(50)을 형성하는 공정까지만 도시하였다.
우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 도전성 물질을 적층한 후 스크라이빙 공정을 수행하여 후면전극(20)을 패턴 형성한다.
다음, 도 1b에서 알 수 있듯이, 상기 후면전극(20) 상에 알칼리층(30)을 형성한다.
상기 알칼리층(30)은 Na과 같은 알칼리 원소 또는 알칼리 화합물과 같은 알칼리 성분으로 구성된다.
다음, 도 1c에서 알 수 있듯이, 상기 알칼리층(30) 상에 전구체층(40)을 형성한다.
상기 전구체층(40)은 Cu, In, 및 Ga을 포함하여 이루어진다.
다음, 도 1d에서 알 수 있듯이, 상기 전구체층(40)을 열처리하여 CIGS형 광흡수층(50)을 형성한다.
상기 전구체층(40)를 열처리하면 상기 알칼리층(30)에 포함된 알칼리 성분이 광흡수층(50)에 흡수된다.
그러나, 이와 같은 종래의 CIGS 태양전지는, 광흡수층(50)에 알칼리 성분이 흡수되도록 하기 위해서 알칼리 성분으로 구성된 알칼리층(30)을 별도로 형성해야 한다. 따라서, 그만큼 공정이 복잡해지고 공정시간이 증가되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래의 태양전지의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 공정이 단순하고 공정시간이 단축되어 생산성이 향상될 수 있는 CIGS 태양전지의 제조방법 및 그 제조방법에 사용하기에 적당한 세정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판 상에 후면전극을 형성하는 공정; 알칼리 성분을 포함하는 세정액을 이용하여 상기 후면전극을 세정함과 더불어 상기 후면전극 상에 상기 알칼리 성분을 잔존시키는 공정; 상기 알칼리 성분이 잔존하는 후면전극 상에 전구체를 형성하는 공정; 및 상기 전구체를 열처리하여 상기 알칼리 성분이 함유된 광흡수층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 CIGS 태양전지의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 세정 대상이 되는 기판이 로딩되는 로딩부; 상기 로딩부와 연결되어 있으며, 상대적으로 큰 입자로 이루어진 잔유물을 제거하는 제1 세정부; 상기 제1 세정부와 연결되어 있으며, 상대적으로 작은 입자로 이루어진 잔유물을 제거하는 제2 세정부; 상기 제2 세정부와 연결되어 있으며, 상기 기판을 건조하는 건조부; 및 세정이 완료된 기판이 언로딩되는 언로딩부를 포함하여 이루어진 세정장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 세정공정을 통해서 후면전극 상의 파티클을 제거함과 더불어 상기 후면전극 상에 알칼리 성분이 잔존하도록 할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 별도의 알칼리 원소 확산층을 형성할 필요가 없어 공정이 단순해지고 공정시간이 단축되어 생산성이 향상된다.
도 1a 내지 도 1d는 알칼리 성분을 광흡수층에 확산시킨 종래 기술에 따른 CIGS 태양전지의 제조방법을 도시한 공정 단면도이다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조공정을 도시한 공정 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조에 사용되는 세정장치의 개략도이다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조공정을 도시한 공정 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조에 사용되는 세정장치의 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조공정을 도시한 공정 단면도이다.
우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 후면전극층(120a)을 형성한다.
상기 기판(100)으로는 유리 기판, 소다 라임 유리(soda lime glass; SLG) 기판 또는 투명한 플라스틱을 이용할 수 있다. 상기 소다 라임 유리(soda lime glass; SLG) 기판은 자체적으로 Na를 함유하고 있어 알칼리 공급원으로 작용할 수 있다. 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 세척액에 알칼리 원소가 포함되어 있기 때문에 상기 기판(100)으로 SLG 외에 알칼리 성분을 포함하지 않는 유리기판을 사용할 수 있다.
한편, 기판(100)으로 소다 라임 유리 기판을 이용하는 경우, 소다 라임 유리 기판 내에 포함된 Na이 추후 열처리 공정에서 불균일하게 확산될 가능성이 있으므로, 상기 소다 라임 유리 기판 상에 배리어(Barrier)층을 형성하고, 상기 배리어층 상에 상기 후면전극층(120a)을 형성할 수도 있다. 상기 배리어층은 질화규소, 질화 티탄, 산화 알루미늄, 또는 SiO2 등의 물질을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 후면전극층(120a)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 등과 같은 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
특히, CIGS 박막형 태양전지의 기판(100)으로 유리를 사용할 경우 상기 후면전극층(120a)의 재료로서 몰리브덴(Mo)을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 몰리브덴은 유리와의 접착성이 뛰어나고 낮은 비저항을 가지고 있으며, 특히, 후술하는 열처리 공정에서 고온이 가해지는 경우에 기판(100)과 후면 전극(120) 사이의 열팽창계수 차이로 인한 박리 현상이 일어나지 않는 장점이 있기 때문이다.
한편, 추후 설명할 후면전극 세정 단계에서 세정액이 상기 후면전극층(120a)의 표면에 용이하게 잔존하도록 하기 위해서 상기 후면전극층(120a)에 텍스처(texturing) 가공공정을 추가로 수행할 수 있다.
상기 텍스처 가공공정이란 물질 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성하여 마치 직물의 표면과 같은 형상으로 가공하는 공정으로서, 포토리소그라피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학용액을 이용한 이방성 식각공정(anisotropic etching), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)을 이용한 홈 형성 공정 등을 통해 수행할 수 있다.
이와 같은 텍스처 가공공정을 상기 후면전극층(120a)에 수행할 경우 세정액이 요철구조의 홈에 잔존하게 되어 광흡수층을 형성하는 단계에서 알칼리 원소가 광흡수층에 효과적으로 흡수될 수 있다.
다음, 도 2b에서 알 수 있듯이, 상기 후면전극층(120a)을 패터닝하여, 후면전극(120)을 형성한다. 후면전극(120)은 상기 기판(100) 상에서 소정의 간격으로 이격되도록 형성된다.
상기 후면전극층(120a)의 패터닝 공정은 레이저 스크라이빙 공정 또는 기계적 스크라이빙 공정을 이용하여 수행할 수 있다.
다음, 도 2c에서 알 수 있듯이, 소정의 세정액을 이용하여 상기 후면전극(120)을 세정한다. 즉, 상기 후면전극층(120a)의 패터닝을 위해서 레이저 또는 기계적 스크라이빙 공정을 수행하면 후면전극층(120a)의 크고 작은 파티클들이 잔유물로 남게 되므로, 상기 패터닝 공정 이후에 소정의 세정액을 이용한 세정 공정을 수행하는 것이다.
이때, 상기 세정액은 알칼리 원소 또는 알칼리 화합물과 같은 알칼리 성분을 포함하여 이루어지며, 이와 같은 알칼리 성분이 상기 후면전극(120) 상에 잔존할 수 있도록 상기 세정공정을 조절한다. 즉, 상기 세정공정이 끝난 이후에 후면전극(120)에 남아있는 세정액을 제거하지 않음으로써, 세정액에 포함된 알칼리 성분이 상기 후면전극(120) 상에 잔존하도록 한다. 상기 후면전극(120) 상에 잔존하는 알칼리 성분은 이후 광흡수층에 흡수되어 태양전지의 효율을 높이는 역할을 한다.
상기 세정액은 알칼리 원소 또는 알칼리 화합물을 포함하는 수용액으로 이루어지며, 상기 알칼리 원소는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K) 등의 주기율표 상의 1족 원소(알칼리 금속)를 포함한다. 상기 알칼리 화합물은 나트륨을 예로 들면 Na2S·9H20, Na2SeO3·5H20, Na2SO3·7H20, NaCl 을 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 세정공정을 통해서 후면전극(120) 상의 파티클을 제거함과 더불어 상기 후면전극(120) 상에 알칼리 성분이 잔존할 수 있도록 해야 하며, 따라서, 일반적인 세정장치와는 상이한 세정장치를 이용하여 일반적인 세정공정과는 상이한 세정공정이 적용된다. 이하, 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조에 사용되는 세정장치의 개략도이다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조에 사용되는 세정장치는, 로딩부(210), 제1 세정부(220), 제2 세정부(230), 건조부(240), 언로딩부(250), 및 이송부(260)를 포함하여 이루어진다.
상기 로딩부(210)는 세정 대상이 되는 기판이 로딩되는 곳이다.
상기 제1 세정부(220)는 상기 로딩부(210)와 연결되어 있어, 상기 로딩부(210)에서 로딩된 기판에 대한 제1 세정을 수행하는 것이다.
상기 제1 세정부(220)는 상대적으로 큰 입자로 이루어진 잔유물을 제거하는 역할을 하는 것으로서, 브러쉬(Brush)를 포함하고 있다. 따라서, 브러쉬를 이용하여 상기 후면전극(120) 상에 잔류하는 잔유물을 제거할 수 있다.
한편, 상기 브러쉬를 이용하여 상기 후면전극(120) 상에 잔류하는 잔유물을 제거할 때, 상기 브러쉬의 재료 및 상기 브러쉬의 강도 등을 적절히 조절함으로써 상기 후면전극(120)의 표면에 미세한 홈을 형성할 수도 있다. 이와 같이, 상기 후면전극(120)의 표면에 미세한 홈이 형성되면 추후 공정에서 세정액이 상기 미세한 홈에 용이하게 잔존할 수 있다.
상기 제2 세정부(230)는 상기 제1 세정부(220)와 연결되어 있다.
상기 제2 세정부(230)는 상대적으로 작은 입자로 이루어진 잔유물을 제거하는 역할을 하는 것으로서, 세정액을 이용하여 상기 후면전극(120) 상에 잔류하는 잔유물을 제거하게 된다. 상기 세정액은 전술한 바와 동일하므로 그에 대한 반복설명은 생략하기로 한다.
상기 세정액을 이용한 세정 공정은 케비테이션(Cavitation) 방법을 이용할 수 있다. 상기 케비테이션 방법은 초음파공동현상(ultrasonic cavitation)으로 공기방울을 생성하여, 공기방울이 터지는 충격파 에너지를 이용하여 세정 대상물 표면의 오염물을 제거하는 기술이다. 이와 같은 세정 공정은 기판 전체가 세정액에 잠길 수 있는 소정의 배스(Bath) 내에서 수행될 수 있다. 즉, 상기 제2 세정부(230)는 상기 기판 전체가 세정액에 잠길 수 있는 소정의 배스를 포함한 케비테이션(Cavitation) 장치로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 세정액을 이용한 세정 공정은 워터젯(Water jet) 방법을 이용할 수도 있다. 즉, 상기 제2 세정부(230)는 워터젯(Water Jet) 장치로 이루어질 수 있다.
상기 건조부(240)는 상기 제2 세정부(230)와 연결되어 있다.
상기 건조부(240)는 상기 기판(100)을 건조하는 것으로서, 상기 건조부(240)의 작용에 의해서 세정액을 구성하는 액체 성분은 증발하고 세정액을 구성하는 알칼리 성분은 상기 후면전극(120) 상에 잔존하게 된다.
상기 건조부(240)는 적외선 램프를 포함하여 이루어질 수 있다. 다만, 별도의 가열기구를 배치하지 않고 자연건조가 이루어지도록 할 수도 있다.
상기 언로딩부(250)는 상기 건조부(240)와 연결되어 있어, 건조가 완료된 기판이 언로딩되는 곳이다.
상기 이송부(260)는 상기 로딩부(210), 제1 세정부(220), 제2 세정부(230), 건조부(240), 및 언로딩부(250) 사이에서 기판을 이송하는 역할을 하는 것으로서, 롤러 등과 같은 당업계에 공지된 이송수단을 포함하여 이루어진다.
일반적인 세정장치는 세정부 이후에 DI린스부 및 에어 나이프(Air Knife)가 구비됨에 반하여, 본 발명에 따른 세정장치는 세정부 이후에 건조부가 구비된다.
즉, 일반적인 세정장비는 세정부 이후에 세정액을 제거하기 위해서 DI린스부를 설치하고 그 이후에 에어 나이프를 이용하여 기판 상에 잔류하는 모든 세정액을 제거함에 반하여, 본 발명에 따른 세정장치는 세정부 이후에 건조부를 설치함으로써 세정액을 구성하는 액체 성분은 증발시키되 세정액을 구성하는 알칼리 성분은 기판 상에 잔류하도록 한다.
이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 태양전지의 제조에 사용되는 세정장치를 이용한 세정공정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 로딩부(210)에 세정 대상이 되는 기판(100)을 로딩한 후, 상기 이송부(260)의 동작에 의해 상기 기판(100)을 제1 세정부(220)로 이송한다.
다음, 상기 제1 세정부(220)에서 상대적으로 큰 입자로 이루어진 잔유물을 상기 기판(100)으로부터 제거한다. 보다 구체적으로는, 브러쉬를 이용하여 상기 기판(100), 특히, 후면전극(120) 상에 잔류하는 잔유물을 제거한다. 이때, 상기 브러쉬와 상기 후면전극(120)의 표면과의 접촉에 의해서 상기 후면전극(120)의 표면에 미세한 홈을 형성한다.
다음, 상기 이송부(260)의 동작에 의해서 상기 기판(100)을 제2 세정부(230)로 이송한 후, 상기 제2 세정부(230)에서 상대적으로 작은 입자로 이루어진 잔유물을 상기 기판(100)으로부터 제거한다. 보다 구체적으로는, 기판 전체가 세정액에 잠길 수 있는 소정의 배스 내에서 케비테이션(Cavitation) 방법을 이용하여 세정할 수도 있고, 또는 워터젯(Water jet) 방법을 이용하여 세정할 수도 있다.
다음, 상기 이송부(260)의 동작에 의해서 상기 기판(100)을 건조부(240)로 이송한 후, 상기 건조부(240)에서 상기 기판(100)을 건조한다. 보다 구체적으로는, 적외선 램프와 같은 가열기구를 이용하여 세정액을 구성하는 액체 성분을 증발시키고, 그에 따라 세정액을 구성하는 알칼리 성분이 상기 후면전극(120) 상에 잔존하도록 한다. 다만, 별도의 가열기구를 배치하지 않고 자연건조가 이루어지도록 할 수도 있다.
다음, 상기 이송부(260)의 동작에 의해서 상기 기판(100)을 언로딩부(250)로 이송한 후, 상기 언로딩부(250)에서 상기 기판(100)을 언로딩하여 후속 공정 장비로 이송한다.
이상과 같이, 세정 공정을 통해서 후면전극(120) 상에 잔유하는 잔유물을 제거함과 더불어 후면전극(120) 상에 알칼리 성분이 잔존하도록 하며, 그 이후 하기와 같은 후속공정이 이어진다.
다음, 도 2d에서 알 수 있듯이, 상기 후면전극(120) 상에 전구체(130)를 형성한다.
상기 전구체(130)를 형성하는 방법에는 스퍼터링(sputtering)법, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법, 또는 증발법(evaporation) 등을 이용할 수 있다.
상기 전구체(130)를 구성하는 물질은 도전성을 갖는 원소를 하나 또는 2 이상 포함할 수 있으며, 전구체(130)는 단일층 또는 복수층으로 형성할 수 있다.
다만, 전구체(130)를 형성하는 방법은 특별하게 제한되지 않으며, 공지된 전구체(130) 형성 방법을 다양하게 사용할 수 있다.
예로서, 상기 전구체(130)는 CuGa으로 이루어진 제1 전구체층 상에 In으로 이루어진 제2 전구체층으로 이루어질 수 있다.
다음, 도 2e에서 알 수 있듯이, 상기 전구체(130)를 열처리하여 광흡수층(140)을 형성한다.
상기 열처리공정에서는 상기 전구체(130)를 고온에서 H2Se 가스 또는 H2Se와 H2S의 혼합가스 분위기에서 열처리하여 구성 원소 간에 화학반응을 촉진시켜 CIGS 광흡수층(140)을 형성한다.
열처리 공정을 통하여 전구체(130)는 광흡수층(140)으로 변형되며, 이때, 상기 전구체(130) 아래에 남아있던 알칼리 성분이 열처리 과정에서 광흡수층(140)에 흡수된다.
광흡수층(140)에 알칼리 원소가 흡수됨에 따라 태양전지의 에너지 변환효율이 증가되며, 별도의 알칼리 원소 확산층을 형성하지 않으므로 비용이 감소되고 생산성이 향상된다.
다음, 도 2f에서 알 수 있듯이, 상기 광흡수층(140) 상에 버퍼층(150)을 형성한다.
상기 버퍼층(150)은 CdS, InS, 또는 ZnS 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 버퍼층(150)을 형성하는 방법으로는 CBD(Chemical Bath Deposition)법, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법, 스퍼터링(Sputtering)법, 또는 ALD(Atomic Layer Deposition)법 등을 사용할 수 있다.
다음, 도 2g에서 알 수 있듯이, 상기 버퍼층(150)과 광흡수층(140)의 소정 영역을 제거하여 소정의 콘택부(H)를 형성한다.
상기 버퍼층(150)과 광흡수층(140)의 소정 영역을 제거하는 공정은 레이저 스크라이빙 공정 또는 기계적 스크라이빙 공정을 이용하여 수행할 수 있다.
다음, 도 2h에서 알 수 있듯이, 상기 버퍼층(150) 상에 전면전극층(160a)을 형성한다.
상기 전면전극층(160a)은 상기 콘택부(H) 내에도 형성한다.
상기 전면전극층(160a)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 전면전극층(160a)을 형성하는 방법은 스퍼터링(sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용할 수 있다.
다음, 도 2i에서 알 수 있듯이, 상기 전면전극층(160a)을 패터닝하여, 소정의 간격으로 이격되는 복수 개의 전면전극(160)을 형성한다.
상기 전면전극(160)은 상기 콘택부(H)를 통해서 상기 후면전극(120)과 전기적으로 연결된다.
상기 전면전극층(160a)의 패터닝 공정은 레이저 또는 기계적 스크라이빙 공정을 이용하여 수행할 수 있다. 이와 같은 전면전극층(160a)의 패터닝 공정시 상기 전면전극층(160a)의 소정 영역과 더불어 그 하부의 버퍼층(150) 및 광흡수층(140)의 소정 영역도 함께 제거할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 기판 120a: 후면전극층
120: 후면전극 130: 전구체
140: 광흡수층 150: 버퍼층
160a: 전면전극층 160: 전면전극
210: 로딩부 220: 제1 세정부
230: 제2 세정부 240: 건조부
250: 언로딩부 260: 이송부
120: 후면전극 130: 전구체
140: 광흡수층 150: 버퍼층
160a: 전면전극층 160: 전면전극
210: 로딩부 220: 제1 세정부
230: 제2 세정부 240: 건조부
250: 언로딩부 260: 이송부
Claims (15)
- 기판 상에 후면전극을 형성하는 공정;
알칼리 성분을 포함하는 세정액을 이용하여 상기 후면전극을 세정함과 더불어 상기 후면전극 상에 상기 알칼리 성분을 잔존시키는 공정;
상기 알칼리 성분이 잔존하는 후면전극 상에 전구체를 형성하는 공정; 및
상기 전구체를 열처리하여 상기 알칼리 성분이 함유된 광흡수층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 후면전극을 세정함과 더불어 상기 후면전극 상에 상기 알칼리 성분을 잔존시키는 공정은,
브러쉬를 이용하여 상기 후면전극 상에 잔류하는 잔유물을 제거하는 공정;
상기 알칼리 성분을 포함하는 세정액을 이용하여 상기 후면전극 상에 잔류하는 잔유물을 제거하는 공정; 및
상기 후면전극 상에 상기 알칼리 성분을 잔존시키면서 상기 기판을 건조하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제2항에 있어서,
상기 브러쉬를 이용하여 상기 후면전극 상에 잔류하는 잔유물을 제거하는 공정은,
상기 브러쉬와 상기 후면전극의 표면과의 접촉에 의해서 상기 후면전극의 표면에 홈을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제2항에 있어서,
상기 알칼리 성분을 포함하는 세정액을 이용하여 상기 후면전극 상에 잔류하는 잔유물을 제거하는 공정은,
상기 기판 전체가 세정액에 잠길 수 있는 소정의 배스 내에서 케비테이션(Cavitation) 방법을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제2항에 있어서,
상기 알칼리 성분을 포함하는 세정액을 이용하여 상기 후면전극 상에 잔류하는 잔유물을 제거하는 공정은,
워터젯(Water Jet) 방법을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제2항에 있어서,
상기 후면전극 상에 상기 알칼리 성분을 잔존시키면서 상기 기판을 건조하는 공정은,
적외선 램프를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 알칼리 성분은 Na, K, Li, Na2S·9H20, Na2SeO3·5H20, Na2SO3·7H20, 및 NaCl 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 후면전극을 형성하는 공정 이전에, 상기 기판 상에 배리어층을 형성하는 공정을 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 후면전극을 형성하는 공정은, 상기 후면전극의 표면에 요철구조가 형성되도록 텍스처 가공공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 광흡수층을 형성하는 공정 이후에, 상기 광흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 공정, 상기 버퍼층과 광흡수층의 소정 영역을 제거하여 소정의 콘택부를 형성하는 공정, 및 상기 콘택부를 통해서 상기 후면전극과 전기적으로 연결되는 전면전극을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 CIGS 태양전지의 제조방법. - 세정 대상이 되는 기판이 로딩되는 로딩부;
상기 로딩부와 연결되어 있으며, 상대적으로 큰 입자로 이루어진 잔유물을 제거하는 제1 세정부;
상기 제1 세정부와 연결되어 있으며, 상대적으로 작은 입자로 이루어진 잔유물을 제거하는 제2 세정부;
상기 제2 세정부와 연결되어 있으며, 상기 기판을 건조하는 건조부; 및
세정이 완료된 기판이 언로딩되는 언로딩부를 포함하여 이루어진 세정장치. - 제11항에 있어서,
상기 제1 세정부는 브러쉬를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세정장치. - 제11항에 있어서,
상기 제2 세정부는 알칼리 성분을 포함하는 세정액을 이용하여 세정 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 세정장치. - 제13항에 있어서,
상기 제2 세정부는 상기 기판 전체가 세정액에 잠길 수 있는 소정의 배스를 포함한 케비테이션(Cavitation) 장치로 이루어지거나 또는 워터젯(Water Jet) 장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 세정장치. - 제13항에 있어서,
상기 건조부는 적외선 램프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세정장치.
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