KR101231364B1 - Solar cell and method of fabircating the same - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 태양전지는 기판 상에 배치된 후면전극; 상기 후면전극 상에 배치된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치된 제3버퍼층; 상기 제3버퍼층 상에 배치된 전면전극을 포함하며, 상기 제3버퍼층은 알루미늄(Al)을 포함하는 황화 카드뮴(CdS)이며, 상기 전면전극은 알루미늄(Al)이 도핑된 것을 포함한다.The solar cell according to the embodiment includes a rear electrode disposed on the substrate; A light absorbing layer disposed on the back electrode; A third buffer layer disposed on the light absorbing layer; And a front electrode disposed on the third buffer layer, wherein the third buffer layer is cadmium sulfide (CdS) containing aluminum (Al), and the front electrode includes aluminum (Al) doped.

실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 후면전극을 형성하는 단계; 상기 후면전극 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 제1버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제1버퍼층 상에 알루미늄(Al)이 포함된 제2버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제2버퍼층 상에 전면전극을 형성하는 단계; 및 상기 전면전극이 형성된 상기 기판에 열처리 공정을 진행하여 상기 제1버퍼층과 제2버퍼층 계면에 제3버퍼층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 열처리 공정으로 상기 전면전극은 알루미늄(Al)이 도핑(doping)된 것을 포함한다.Method for manufacturing a solar cell according to the embodiment comprises the steps of forming a back electrode on the substrate; Forming a light absorbing layer on the back electrode; Forming a first buffer layer on the light absorbing layer; Forming a second buffer layer including aluminum (Al) on the first buffer layer; Forming a front electrode on the second buffer layer; And forming a third buffer layer at an interface between the first buffer layer and the second buffer layer by performing a heat treatment process on the substrate on which the front electrode is formed, wherein the front electrode is doped with aluminum (Al) in the heat treatment process. doping).

황화 카드뮴, 산화 알루미늄, 확산 Cadmium sulfide, aluminum oxide, diffusion

Description

태양전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD OF FABIRCATING THE SAME}SOLAR CELL AND METHOD OF FABIRCATING THE SAME}

실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.

최근 에너지 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다. Recently, as energy demand increases, development of a solar cell converting solar energy into electrical energy is in progress.

특히, 유리 기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS 계 광 흡수층, 고저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다. In particular, CIGS-based solar cells that are pn heterojunction devices having a substrate structure including a glass substrate, a metal back electrode layer, a p-type CIGS-based light absorbing layer, a high resistance buffer layer, an n-type window layer, and the like are widely used.

이때, 상기 광 흡수층과 n형 창층을 형성함에 있어, 광 흡수층과 n형 창층 사이에 버퍼층을 형성하고 있으며, 광 흡수층과 n형 창층의 양호한 접합을 이루기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.In this case, in forming the light absorbing layer and the n-type window layer, a buffer layer is formed between the light absorbing layer and the n-type window layer, and many studies have been conducted to achieve good bonding between the light absorbing layer and the n-type window layer.

실시예는 광 흡수층과 전면전극의 양호한 접합을 형성할 수 있는 버퍼층을 형성하는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a solar cell and a method of manufacturing the same, which form a buffer layer capable of forming a good junction of a light absorbing layer and a front electrode.

실시예에 따른 태양전지는 기판 상에 배치된 후면전극; 상기 후면전극 상에 배치된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치된 제3버퍼층; 상기 제3버퍼층 상에 배치된 전면전극을 포함하며, 상기 제3버퍼층은 알루미늄(Al)을 포함하는 황화 카드뮴(CdS)이며, 상기 전면전극은 알루미늄(Al)이 도핑된 것을 포함한다.The solar cell according to the embodiment includes a rear electrode disposed on the substrate; A light absorbing layer disposed on the back electrode; A third buffer layer disposed on the light absorbing layer; And a front electrode disposed on the third buffer layer, wherein the third buffer layer is cadmium sulfide (CdS) containing aluminum (Al), and the front electrode includes aluminum (Al) doped.

실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 후면전극을 형성하는 단계; 상기 후면전극 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 제1버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제1버퍼층 상에 알루미늄(Al)이 포함된 제2버퍼층을 형성하는 단계; 상기 제2버퍼층 상에 전면전극을 형성하는 단계; 및 상기 전면전극이 형성된 상기 기판에 열처리 공정을 진행하여 상기 제1버퍼층과 제2버퍼층 계면에 제3버퍼층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 열처리 공정으로 상기 전면전극은 알루미늄(Al)이 도핑(doping)된 것을 포함한다.Method for manufacturing a solar cell according to the embodiment comprises the steps of forming a back electrode on the substrate; Forming a light absorbing layer on the back electrode; Forming a first buffer layer on the light absorbing layer; Forming a second buffer layer including aluminum (Al) on the first buffer layer; Forming a front electrode on the second buffer layer; And forming a third buffer layer at an interface between the first buffer layer and the second buffer layer by performing a heat treatment process on the substrate on which the front electrode is formed, wherein the front electrode is doped with aluminum (Al) in the heat treatment process. doping).

실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법은 CdS 버퍼층과 전면전극 사이에 알루미늄(Al)을 포함하는 버퍼층을 형성한 후, 열처리 공정을 진행하여, 알루미늄(Al)이 도핑된 전면전극을 형성하고, 동시에 CdS버퍼층과 알루미늄(Al)이 반응한 제3버퍼층을 형성하여, 광 흡수층과 전면전극의 양호한 접합을 형성할 수 있다.In the solar cell and the method of manufacturing the same according to the embodiment, after forming a buffer layer including aluminum (Al) between the CdS buffer layer and the front electrode, and performing a heat treatment process, to form a front electrode doped with aluminum (Al), At the same time, a third buffer layer in which the CdS buffer layer and aluminum (Al) react with each other can be formed, thereby forming a good bond between the light absorbing layer and the front electrode.

또한, 알루미늄(Al)을 포함하는 버퍼층의 두께와 열처리 공정에 따라 전면전극으로 확산되는 알루미늄(Al)의 양을 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of controlling the amount of aluminum (Al) diffused to the front electrode according to the thickness of the buffer layer containing aluminum (Al) and the heat treatment process.

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.In the description of the embodiments, in the case where each substrate, layer, film or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, , "On" and "under" all include being formed "directly" or "indirectly" through "another element". In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 5는 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a solar cell according to an embodiment.

도 5에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 태양전지는 기판(100), 후면전극(200), 광 흡수층(300), 제1버퍼층(400), 제3버퍼층(450), 제2버퍼층(500) 및 알루미늄(Al)이 도핑된 전면전극(650)을 포함한다.As shown in FIG. 5, the solar cell according to the embodiment includes a substrate 100, a back electrode 200, a light absorbing layer 300, a first buffer layer 400, a third buffer layer 450, and a second buffer layer ( 500 and the front electrode 650 doped with aluminum (Al).

상기 제1버퍼층(400), 제3버퍼층(450), 제2버퍼층(500) 및 알루미늄(Al)이 도핑된 전면전극(650)은 상기 광 흡수층(300) 상에 차례로 적층되어 배치된다.The first buffer layer 400, the third buffer layer 450, the second buffer layer 500, and the front electrode 650 doped with aluminum (Al) are sequentially stacked on the light absorbing layer 300.

상기 제1버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 형성될 수 있으며, 황화 카드뮴(CdS)으로 형성될 수 있다.The first buffer layer 400 may be formed on the light absorbing layer 300, and may be formed of cadmium sulfide (CdS).

이때, 상기 제1버퍼층(400)은 n형 반도체층이고, 상기 광 흡수층(300)은 p형 반도체층이다. In this case, the first buffer layer 400 is an n-type semiconductor layer, the light absorbing layer 300 is a p-type semiconductor layer.

따라서, 상기 광 흡수층(300) 및 제1버퍼층(400)은 pn접합을 형성한다.Therefore, the light absorbing layer 300 and the first buffer layer 400 form a pn junction.

상기 제2버퍼층(500)은 알루미늄(Al) 단독층 또는 알루미늄(Al)이 포함된 투명한 물질인 산화 알루미늄(Al2O3)로 형성될 수 있다.The second buffer layer 500 may be formed of a single layer of aluminum (Al) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ), which is a transparent material including aluminum (Al).

상기 제2버퍼층(500)은 5~50㎚의 두께로 형성될 수 있다.The second buffer layer 500 may be formed to a thickness of 5 ~ 50nm.

상기 제1버퍼층(400)과 제2버퍼층(500)은 상기 광 흡수층(300)과 이후 형성될 전면전극 사이에 배치된다.The first buffer layer 400 and the second buffer layer 500 are disposed between the light absorbing layer 300 and the front electrode to be formed later.

또한, 상기 제1버퍼층(400)과 상기 제2버퍼층(500)의 계면에는 제3버퍼층(450)이 배치된다.In addition, a third buffer layer 450 is disposed at an interface between the first buffer layer 400 and the second buffer layer 500.

상기 제3버퍼층(450)은 CdxAl1 - xS(이때, x=0.1~0.9)막이 될 수 있다.The third buffer layer 450 may be a Cd x Al 1 - x S (at this time, x = 0.1 ~ 0.9).

이때, 상기 제2버퍼층(500)은 1~15㎚의 두께가 될 수 있다.In this case, the second buffer layer 500 may have a thickness of 1 to 15 nm.

이하, 태양전지 제조공정에 따라 상기 태양전지를 더 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the solar cell will be described in more detail according to the solar cell manufacturing process.

도 1 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도이다.1 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 후면전극(200)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1, the back electrode 200 is formed on the substrate 100.

상기 기판(100)은 유리(glass)가 사용되고 있으며, 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 티타늄기판 또는 폴리머 기판 등도 사용될 수 있다.The substrate 100 may be glass, and a ceramic substrate such as alumina, stainless steel, a titanium substrate, or a polymer substrate may also be used.

유리 기판으로는 소다라임 유리(sodalime glass)를 사용할 수 있으며, 폴리머 기판으로는 폴리이미드(polyimide)를 사용할 수 있다.Soda lime glass may be used as the glass substrate, and polyimide may be used as the polymer substrate.

또한, 상기 기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다.In addition, the substrate 100 may be rigid or flexible.

상기 후면전극(200)은 금속 등의 도전체로 형성될 수 있다.The back electrode 200 may be formed of a conductor such as metal.

예를 들어, 상기 후면전극(200)은 몰리브덴(Mo) 타겟을 사용하여, 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 형성될 수 있다. For example, the back electrode 200 may be formed by a sputtering process using a molybdenum (Mo) target.

이는, 몰리브덴(Mo)이 가진 높은 전기전도도, 광 흡수층과의 오믹(ohmic) 접합, Se 분위기 하에서의 고온 안정성 때문이다.This is due to the high electrical conductivity of molybdenum (Mo), the ohmic junction with the light absorbing layer, and the high temperature stability under Se atmosphere.

상기 후면전극(200)은 후면전극막을 형성한 후, 상기 후면전극막에 패터닝 공정을 진행하여 형성될 수 있다.The back electrode 200 may be formed by forming a back electrode film and then performing a patterning process on the back electrode film.

또한, 상기 후면전극(200)은 스트라이프(stripe) 형태 또는 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있으며, 각각의 셀에 대응할 수 있다.In addition, the back electrode 200 may be arranged in a stripe form or a matrix form and may correspond to each cell.

그러나, 상기 후면전극(200)은 상기의 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다.However, the back electrode 200 is not limited to the above form and may be formed in various forms.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 후면전극(200)은 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, the back electrode 200 may be formed of at least one layer.

상기 후면전극(200)이 복수개의 층으로 형성될 때, 상기 후면전극(200)을 이루는 층들은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.When the back electrode 200 is formed of a plurality of layers, the layers constituting the back electrode 200 may be formed of different materials.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 후면전극(200)이 형성된 상기 기 판(100) 상에 광 흡수층(300) 및 제1버퍼층(400)을 형성한다.As shown in FIG. 2, the light absorbing layer 300 and the first buffer layer 400 are formed on the substrate 100 on which the back electrode 200 is formed.

상기 광 흡수층(300)은 Ⅰb-Ⅲb-Ⅵb계 화합물을 포함한다. The light absorbing layer 300 includes an Ib-IIIb-VIb-based compound.

더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)Se2, CIGS계) 화합물을 포함한다.In more detail, the light absorbing layer 300 includes a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 , CIGS-based) compound.

이와는 다르게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-셀레나이드계(CuInSe2, CIS계) 화합물 또는 구리-갈륨-셀레나이드계(CuGaSe2, CGS계) 화합물을 포함할 수 있다.Alternatively, the light absorbing layer 300 may include a copper-indium selenide-based (CuInSe 2 , CIS-based) compound or a copper-gallium-selenide-based (CuGaSe 2 , CGS-based) compound.

예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서, 구리 타겟, 인듐 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하여, 상기 후면전극(200) 상에 CIG계 금속 프리커서(precursor)막이 형성된다. For example, in order to form the light absorbing layer 300, a CIG-based metal precursor film is formed on the back electrode 200 by using a copper target, an indium target, and a gallium target.

이후, 상기 금속 프리커서막은 셀레니제이션(selenization) 공정에 의해서, 셀레늄(Se)과 반응하여 CIGS계 광 흡수층(300)이 형성된다.Thereafter, the metal precursor film is reacted with selenium (Se) by a selenization process to form a CIGS-based light absorbing layer 300.

또한, 상기 금속 프리커서막을 형성하는 공정 및 셀레니제이션 공정 동안에, 상기 기판(100)에 포함된 알칼리(alkali) 성분이 상기 후면전극(200)을 통해서, 상기 금속 프리커서막 및 상기 광 흡수층(300)에 확산된다.In addition, during the process of forming the metal precursor film and the selenization process, an alkali component included in the substrate 100 passes through the back electrode 200, and the metal precursor film and the light absorbing layer 300. Spreads).

알칼리(alkali) 성분은 상기 광 흡수층(300)의 그레인(grain) 크기를 향상시키고, 결정성을 향상시킬 수 있다.An alkali component may improve grain size and improve crystallinity of the light absorbing layer 300.

또한, 상기 광 흡수층(300)은 구리, 인듐, 갈륨, 셀레나이드(Cu, In, Ga, Se)를 동시증착법(co-evaporation)에 의해 형성할 수도 있다.In addition, the light absorbing layer 300 may form copper, indium, gallium, selenide (Cu, In, Ga, Se) by co-evaporation.

상기 광 흡수층(300)은 외부의 광을 입사받아, 전기 에너지로 변환시킨다. 상기 광 흡수층(300)은 광전효과에 의해서 광 기전력을 생성한다.The light absorbing layer 300 receives external light and converts the light into electrical energy. The light absorbing layer 300 generates photo electromotive force by the photoelectric effect.

상기 제1버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 형성될 수 있으며, 황화 카드뮴(CdS)으로 형성될 수 있다.The first buffer layer 400 may be formed on the light absorbing layer 300, and may be formed of cadmium sulfide (CdS).

상기 제1버퍼층(400)은 화학적 용액 성장법(Chemical Bath Deposition; CBD)으로 형성될 수 있으며, 50~70㎚의 두께로 형성될 수 있다.The first buffer layer 400 may be formed by chemical bath deposition (CBD), and may be formed to a thickness of 50 to 70 nm.

이때, 상기 제1버퍼층(400)은 n형 반도체층이고, 상기 광 흡수층(300)은 p형 반도체층이다. In this case, the first buffer layer 400 is an n-type semiconductor layer, the light absorbing layer 300 is a p-type semiconductor layer.

따라서, 상기 광 흡수층(300) 및 제1버퍼층(400)은 pn접합을 형성한다.Therefore, the light absorbing layer 300 and the first buffer layer 400 form a pn junction.

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1버퍼층(400) 상에 제2버퍼층(500)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 3, a second buffer layer 500 is formed on the first buffer layer 400.

상기 제2버퍼층(500)은 알루미늄(Al) 단독층 또는 알루미늄(Al)이 포함된 투명한 물질인 산화 알루미늄(Al2O3)로 형성될 수 있다.The second buffer layer 500 may be formed of a single layer of aluminum (Al) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ), which is a transparent material including aluminum (Al).

이때, 상기 제2버퍼층(500)은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD), 금속유기화학증착법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD), 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD), 도금법, 나노 입자를 스프레이(spray)하는 방법 중 어느 하나로 형성될 수 있다.In this case, the second buffer layer 500 may be formed by chemical vapor deposition (CVD), metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), atomic layer deposition (ALD), plating, nano It may be formed by any of the methods of spraying the particles.

상기 제2버퍼층(500)은 5~50㎚의 두께로 형성될 수 있다.The second buffer layer 500 may be formed to a thickness of 5 ~ 50nm.

상기 제1버퍼층(400)과 제2버퍼층(500)은 상기 광 흡수층(300)과 이후 형성될 전면전극 사이에 배치된다.The first buffer layer 400 and the second buffer layer 500 are disposed between the light absorbing layer 300 and the front electrode to be formed later.

즉, 상기 광 흡수층(300)과 전면전극은 격자상수와 에너지 밴드 갭의 차이가 크기 때문에, 에너지 밴드 갭이 두 물질의 중간에 위치하는 상기 제1버퍼층(400)과 제2버퍼층(500)을 삽입하여 양호한 접합을 형성할 수 있다.That is, since the difference between the lattice constant and the energy band gap between the light absorbing layer 300 and the front electrode is large, the first buffer layer 400 and the second buffer layer 500 having an energy band gap between the two materials are disposed. Can be inserted to form a good bond.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2버퍼층(500) 상에 전면전극(600)을 형성한다.As shown in FIG. 4, the front electrode 600 is formed on the second buffer layer 500.

상기 전면전극(600)은 상기 기판(100) 상에 스퍼터링 공정을 진행하여 산화 아연(ZnO)으로 형성된다.The front electrode 600 is formed of zinc oxide (ZnO) by performing a sputtering process on the substrate 100.

상기 전면전극(600)은 상기 광 흡수층(300)과 pn접합을 형성하는 윈도우(window)층으로서, 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 하기 때문에 광투과율이 높고 전기 전도성이 좋은 산화 아연(ZnO)으로 형성된다.The front electrode 600 is a window layer forming a pn junction with the light absorbing layer 300. Since the front electrode 600 functions as a transparent electrode on the front of the solar cell, zinc oxide (ZnO) having high light transmittance and good electrical conductivity is provided. Is formed.

상기 전면전극(600)인 산화 아연 박막은 RF 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학증착법 등으로 형성될 수 있다.The zinc oxide thin film as the front electrode 600 may be formed by a method of depositing using a ZnO target by RF sputtering, reactive sputtering using a Zn target, and an organometallic chemical vapor deposition method.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100)에 열처리 공정을 진행하여, 상기 제1버퍼층(400)과 제2버퍼층(500) 사이에 제3버퍼층(450)을 형성하고, 알루미늄(Al)이 도핑된 전면전극(650)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 5, a heat treatment process is performed on the substrate 100 to form a third buffer layer 450 between the first buffer layer 400 and the second buffer layer 500. The front electrode 650 doped with Al) is formed.

이때, 상기 열처리 공정은 퍼니스(Furnace) 또는 급속 열처리(Rapid Thermal Process; RTP) 장비를 통해 진행될 수 있으며, 질소 분위기에서 150~400°로 5~30분 동안 진행될 수 있다.At this time, the heat treatment process may be carried out through a furnace (Furnace) or Rapid Thermal Process (RTP) equipment, it may be performed for 5 to 30 minutes at 150 ~ 400 ° in a nitrogen atmosphere.

상기 열처리 공정으로, 상기 제2버퍼층(500)에 포함된 알루미늄(Al) 성분이 상기 전면전극(600) 및 제1버퍼층(400)으로 확산된다.In the heat treatment process, the aluminum (Al) component included in the second buffer layer 500 is diffused into the front electrode 600 and the first buffer layer 400.

따라서, 상기 전면전극(600)은 알루미늄(Al)이 확산되어, 알루미늄(Al)이 도핑(doping)된 전면전극(650)이 될 수 있다.Accordingly, the front electrode 600 may be a front electrode 650 in which aluminum (Al) is diffused and doped with aluminum (Al).

또한, 상기 제1버퍼층(400)과 상기 제2버퍼층(500)의 계면에는 제3버퍼층(450)이 형성될 수 있다.In addition, a third buffer layer 450 may be formed at an interface between the first buffer layer 400 and the second buffer layer 500.

상기 제3버퍼층(450)은 CdxAl1 - xS(이때, x=0.1~0.9)막이 될 수 있다.The third buffer layer 450 may be a Cd x Al 1 - x S (at this time, x = 0.1 ~ 0.9).

이때, 상기 제2버퍼층(500)이 상기 전면전극(600)으로 확산되고, 상기 제1버퍼층(400)과 반응하여, 상기 제2버퍼층(500)은 1~15㎚의 두께로 남겨질 수 있다.In this case, the second buffer layer 500 may diffuse into the front electrode 600, and react with the first buffer layer 400 to leave the second buffer layer 500 with a thickness of 1 to 15 nm.

따라서, 상기 열공정에 의한 알루미늄(Al)의 확산(diffusion)으로 상기 산화 아연(ZnO)에 알루미늄을 도핑함으로써 낮은 저항값을 갖는 전극을 형성할 수 있다.Therefore, an electrode having a low resistance value may be formed by doping aluminum to the zinc oxide (ZnO) by the diffusion of aluminum (Al) by the thermal process.

또한, 상기 광 흡수층(300)은 1.0~1.4 eV, 상기 제1버퍼층(400)은 2.46 eV, 제3버퍼층(450)은 2.0~2.8 eV, 제2버퍼층(500)은 2.4~2.8 eV, 상기 전면전극(600)은 3.4 eV의 에너지 밴드 갭을 가지므로, 상기 제2버퍼층(500) 및 제3버퍼층(45)에 의해 양호한 접합을 형성할 수 있다.In addition, the light absorbing layer 300 is 1.0 ~ 1.4 eV, the first buffer layer 400 is 2.46 eV, the third buffer layer 450 is 2.0 ~ 2.8 eV, the second buffer layer 500 is 2.4 ~ 2.8 eV, Since the front electrode 600 has an energy band gap of 3.4 eV, a good junction may be formed by the second buffer layer 500 and the third buffer layer 45.

그리고, 상기 제2버퍼층(500)의 두께와 열처리 공정에 따라 상기 전면전극(600)으로 확산되는 알루미늄(Al)의 양을 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of controlling the amount of aluminum (Al) diffused into the front electrode 600 according to the thickness of the second buffer layer 500 and the heat treatment process.

도 6은 다른 실시예를 도시한 태양전지로서, 상기 제2버퍼층(500)의 두께, 상기 열처리 공정시 공정조건과 공정 시간에 따라 상기 제1버퍼층(400)이 상기 제2버퍼층(500)과 모두 반응한 경우를 도시한 것이다.6 illustrates a solar cell according to another embodiment, wherein the first buffer layer 400 and the second buffer layer 500 depend on the thickness of the second buffer layer 500, the process conditions and the processing time during the heat treatment process. The case where all reacted is shown.

상기 열처리 공정시, 공정 조건과 공정 시간에 따라 상기 제1버퍼층(400)이 상기 제2버퍼층(500)과 모두 반응하여, 상기 제2버퍼층(500)과 광 흡수층(300) 사이에는 상기 제3버퍼층(450)만 남겨질 수도 있다.During the heat treatment process, the first buffer layer 400 reacts with the second buffer layer 500 according to process conditions and process time, and the third buffer layer 500 and the light absorbing layer 300 are interposed between the third buffer layer and the light absorbing layer 300. Only the buffer layer 450 may be left.

즉, 상기 열처리 공정으로 상기 제2버퍼층(500)의 알루미늄(Al)이 상기 전면전극(600)으로 확산되어, 알루미늄(Al)이 도핑된 전면전극(650)이 형성된다.In other words, aluminum (Al) of the second buffer layer 500 is diffused into the front electrode 600 by the heat treatment process, thereby forming a front electrode 650 doped with aluminum (Al).

그와 동시에 상기 제1버퍼층(400) 전체가 알루미늄(Al)과 반응하여 상기 제3버퍼층(450)이 형성될 수 있다.At the same time, the entire first buffer layer 400 may react with aluminum (Al) to form the third buffer layer 450.

이때, 상기 광 흡수층(300)과 상기 제3버퍼층(450)이 직접 접촉하여 형성될 수 있다.In this case, the light absorbing layer 300 and the third buffer layer 450 may be formed in direct contact with each other.

또한, 상기 제2버퍼층(500)은 1~15㎚의 두께로 남겨질 수 있다.In addition, the second buffer layer 500 may be left to a thickness of 1 ~ 15nm.

도 7은 다른 실시예를 도시한 태양전지로서, 상기 제2버퍼층(500)의 두께, 상기 열처리 공정시 공정조건과 공정 시간에 따라 상기 제1버퍼층(400)과 상기 제2버퍼층(500)이 서로 모두 반응한 경우를 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates a solar cell according to another embodiment, wherein the first buffer layer 400 and the second buffer layer 500 are formed according to the thickness of the second buffer layer 500, the process conditions and the processing time during the heat treatment process. The case where all reacted with each other is shown.

즉, 상기 제2버퍼층(500)의 알루미늄(Al)이 상기 전면전극(600)으로 확산되고, 상기 제2버퍼층(500)과 상기 제1버퍼층(400)이 모두 반응하여 제3버퍼층(450)이 형성된다.That is, aluminum (Al) of the second buffer layer 500 is diffused into the front electrode 600, and the second buffer layer 500 and the first buffer layer 400 react with each other to form a third buffer layer 450. Is formed.

따라서, 알루미늄(Al)이 도핑된 전면전극(650)과 상기 광 흡수층(300) 사이에는 상기 제3버퍼층(450)만 형성될 수 있다.Therefore, only the third buffer layer 450 may be formed between the front electrode 650 doped with aluminum (Al) and the light absorbing layer 300.

이상에서 설명한 실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법은 CdS 버퍼층과 전면전극 사이에 알루미늄(Al)을 포함하는 버퍼층을 형성한 후, 열처리 공정을 진행하여, 알루미늄(Al)이 도핑된 전면전극을 형성하고, 동시에 CdS버퍼층과 알루미늄(Al)이 반응한 제3버퍼층을 형성하여, 광 흡수층과 전면전극의 양호한 접합을 형성할 수 있다.The solar cell and the method of manufacturing the same according to the embodiments described above form a buffer layer including aluminum (Al) between the CdS buffer layer and the front electrode, and then perform a heat treatment process to process the front electrode doped with aluminum (Al). At the same time, a third buffer layer in which the CdS buffer layer and aluminum (Al) react with each other can be formed to form a good bond between the light absorbing layer and the front electrode.

또한, 알루미늄(Al)을 포함하는 버퍼층의 두께와 열처리 공정에 따라 전면전극으로 확산되는 알루미늄(Al)의 양을 조절할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of controlling the amount of aluminum (Al) diffused to the front electrode according to the thickness of the buffer layer containing aluminum (Al) and the heat treatment process.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

도 1 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도이다.1 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.

Claims (10)

기판 상에 배치된 후면전극;A rear electrode disposed on the substrate; 상기 후면전극 상에 배치된 광 흡수층;A light absorbing layer disposed on the back electrode; 상기 광 흡수층 상에 배치된 제3버퍼층;A third buffer layer disposed on the light absorbing layer; 상기 제3버퍼층 상에 배치된 전면전극; 및A front electrode disposed on the third buffer layer; And 상기 제3 버퍼층과 상기 전면전극 사이에 배치된 제2 버퍼층을 포함하며,A second buffer layer disposed between the third buffer layer and the front electrode; 상기 제3버퍼층은 알루미늄(Al)을 포함하는 황화 카드뮴(CdS)이며,The third buffer layer is cadmium sulfide (CdS) containing aluminum (Al), 상기 제2버퍼층은 알루미늄(Al)의 단독층 또는 산화 알루미늄(Al2O3)이며,The second buffer layer is a single layer of aluminum (Al) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 상기 전면전극은 알루미늄(Al)이 도핑된 것을 포함하는 태양전지.The front electrode is a solar cell comprising a doped aluminum (Al). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제3버퍼층은 CdxAl1 - xS(x=0.1~0.9)막인 것을 포함하는 태양전지.The third buffer layer is a solar cell comprising a Cd x Al 1 - x S (x = 0.1 ~ 0.9) film. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2버퍼층은 1~15㎚의 두께인 것을 포함하는 태양전지.The second buffer layer is a solar cell comprising a thickness of 1 ~ 15nm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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