KR101264072B1 - 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 전 열처리 과정을 통하여 기판에 먼저 열을 주고, 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 기판에 먼저 충돌시켜 기판과 코팅될 투명성 전도박막 사이의 밀착력을 향상시켜 주고, 스퍼터링 방법으로 투명성 전도박막층을 형성하고, 투명성 전도박막층을 형성한 후에 후 열처리를 하여 박막의 결정성과 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 the conductive oxide is coated on the substrate, the substrate is first heated through a heat treatment process, and a plasma cation of a mixture of argon and oxygen is applied to the substrate. To improve the adhesion between the substrate and the transparent conductive thin film to be coated, to form a transparent conductive thin film layer by sputtering method, to form a transparent conductive thin film layer and then to heat treatment to improve the crystallinity and electro-optical properties of the thin film It relates to a method for manufacturing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell to form a conductive thin film.
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 셀레늄(Se)을 사용한 태양전지의 전면 전극에 은(Ag), 백금(Pt)을 얇게 증착하여 사용하였고, 이후 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 in the 1880s by using thin deposition of silver (Ag) and platinum (Pt) on the front electrode of a solar cell using selenium (Se), and then during the Second World War. As wars were used in warfare, the need for transparent conductive thin films was raised to remove frost on 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.
카드뮴텔레라이드(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 transparent conductive thin films on glass substrates. Cu (In 1-x Ga x ) (Se 1-y S) of 5-membered, quaternary or ternary system composed of (Cu), indium (In), gallium (Ga), selenium (Se), and sulfur (S) y ) 2 , Cu (In 1-x Ga x ) Se 2 , CuInS, etc. (hereinafter referred to as CIGS), a thin film solar cell manufactures a transparent conductive thin film as the final process in the 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.
대한민국 등록특허공보 제 10-1047941호는 ＣＩ(Ｇ)Ｓ 태양전지 후면 전극의 제조방법이 개시되어 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-1047941 discloses a method for manufacturing a C (S) solar cell back electrode.
종래의 투명성 전도박막의 제조방법은 불활성 가스 분위기에서 DC 스퍼터링에 의해 기판 상에 후면 전극을 형성하는 과정에서, 상기 후면 전극층은 2 ~ 10 mTorr의 아르곤 분위기에서 700 ~ 1500 nm의 두께로 형성되고, 타겟의 전체 중량 대비 1 ~ 3 중량%로 알칼리 성분이 도핑된 후면 전극용 타겟을 사용하며, 상기 기판 상에 RF 바이어스를 인가함으로써 CI(G)S 광흡수층에 포함시키고자 하는 알칼리 성분의 함량을 RF 바이어스의 강도 또는 인가 시간의 제어에 의해 조절하는 것을 특징으로 한다.Conventional method of manufacturing a transparent conductive thin film in the process of forming the back electrode on the substrate by DC sputtering in an inert gas atmosphere, the back electrode layer is formed to a thickness of 700 ~ 1500 nm in an argon atmosphere of 2 ~ 10 mTorr, A target for the rear electrode doped with an alkali component at 1 to 3% by weight based on the total weight of the target, and by applying an RF bias on the substrate content of the alkali component to be included in the CI (G) S light absorption layer It is characterized by adjusting by the strength of the RF bias or the application time.
그런데 이러한 종래의 박막태양전지용 투명성 전도박막은 대면적 모듈 단위로 제작 및 운영되는 박막태양전지 특성 때문에 약 1,500 nm 정도로 두껍게 만들어 전기적 특성을 좋게 해야 한다. 박막태양전지에 사용되는 투명성 전도박막은 일반적인 전기광학적 특성뿐만 아니라 n-형 반도체 특성을 가져야 하며, 특히 이동도(mobility)의 전기적 특성도 좋아야 한다. 박막태양전지용 투명성 전도박막을 약 1,500 nm 정도의 두께로 두껍게 만들면 전도도(conductivity)의 전기적 특성은 크게 향상 되지만 이동도(mobility)의 전기적 특성은 낮아진다. However, the conventional transparent conductive thin film for thin film solar cells has to be thickened to about 1,500 nm due to the characteristics of the thin film solar cell fabricated and operated in a large-area module unit to improve electrical characteristics. The transparent conductive thin film used for the thin film solar cell should have not only general electro-optic characteristics but also n-type semiconductor characteristics, and in particular, electrical characteristics of mobility should be good. When the transparent conductive thin film for the thin film solar cell is thickened to about 1,500 nm thick, the electrical properties of the conductivity (conductivity) is greatly improved, but the electrical properties of the mobility (mobility) are lowered.
이러한 문제를 해결하기 위하여 즉, 전도성 산화물이 박막태양전지의 투명성 전도박막으로 사용되기 위해서는 상대적으로 더 좋은 이동도(mobility)의 전기적 특성을 갖는 박막으로 제작할 수 있는 새로운 제조방법이 요구되는 상황이다.In order to solve this problem, namely, in order to use the conductive oxide as a transparent conductive thin film of a thin film solar cell, a new manufacturing method capable of manufacturing a thin film having a relatively better mobility (mobility) electrical characteristics is required.
본 발명은 상기한 상황을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 전 열처리 과정을 통하여 기판에 먼저 열을 주고, 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 기판에 먼저 충돌시켜 기판과 코팅될 투명성 전도박막 사이의 밀착력을 향상시켜 주고, 스퍼터링 방법으로 투명성 전도박막층을 형성하고, 투명성 전도박막층을 형성한 후에 후 열처리를 하여 박막의 결정성과 전기광학적 특성이 향상된 투명성 전도박막 형성이 이루어지도록 하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above situation, and before the conductive oxide is coated on the substrate, the substrate is first heated through a pre-heat treatment process, and the plasma cations of the mixed gas of argon and oxygen are first impinged on the substrate. To improve adhesion between the transparent conductive thin film and the transparent conductive thin film to be coated, to form a transparent conductive thin film layer by sputtering method, and to form a transparent conductive thin film layer and then heat treatment to form a transparent conductive thin film having improved crystallinity and electro-optic properties of the thin film. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell.
본 발명은 기판이 장착된 캐리어를 진공 챔버 내로 이송하는 단계; 전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 180 내지 220℃의 온도로 전 열처리 과정을 통하여 기판을 예열하는 단계; 플라즈마 발생장치에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 이송된 상기 기판에 충돌시키는 단계; 상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성하는 단계; 연속적으로 상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성시키는 단계; 및 투명성 전도박막층을 형성한 후에 180 내지 220℃의 온도로 후 열처리하는 단계를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법을 제공한다.The present invention includes the steps of transferring the carrier on which the substrate is mounted into a vacuum chamber; Preheating the substrate through a pre-thermal treatment at a temperature of 180 to 220 ° C. before coating the conductive oxide onto the substrate; 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; Continuously sputtering a conductive oxide on the substrate to form a transparent conductive thin film layer; And it provides a method for producing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell comprising the step of post-heat treatment at a temperature of 180 to 220 ℃ after forming the transparent conductive thin film layer.
또한 상기 캐리어는 평판 형태로 형성되고, 상기 캐리어 상에는 상기 기판이 배치될 수 있고, 상기 기판은 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리를 포함할 수 있다.In addition, the carrier may be formed in a flat plate shape, and the substrate may be disposed on the carrier, and the substrate may include soda lime glass, low iron glass, alkali free glass, or tempered glass.
또한 상기 기판은 고굴절산화물과 저굴절산화물이 1회 또는 순차적으로 연속하여 코팅된 소다라임유리, 저철분유리, 무알카리유리 또는 강화유리를 포함할 수 있고, 상기 저굴절산화물은 SiO2, MgF2, BaF2 또는 AlF3를 포함할 수 있다.In addition, the substrate may include soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass or tempered glass coated with one or a sequence of high refractive oxides and low refractive oxides, wherein the low refractive oxides are SiO 2 , MgF 2 , BaF 2 or AlF 3 .
또한 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 강화유리를 포함할 수 있고, 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, 상기 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO)을 포함할 수 있다.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 coated soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass or tempered glass. The conductive oxide may include zinc-doped zinc-oxide (ZnO) doped with any one material selected from the group consisting of aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and boron (B). An oxide may be included, and the conductive oxide may include indium tin oxide (ITO).
본 발명의 제조방법에 따르면, 전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 전 열처리 과정을 통하여 기판을 예열하고, 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 기판에 먼저 충돌시켜 기판과 코팅될 투명성 전도박막 사이의 밀착력을 향상시켜 주고, 스퍼터링 방법으로 투명성 전도박막층을 형성하고, 투명성 전도박막층을 형성한 후에 후 열처리를 하여 박막의 결정성과 전기광학적 특성이 향상될 수 있는 효과가 있다.According to the manufacturing method of the present invention, before the conductive oxide is coated on the substrate, the substrate is preheated through a pre-heating process, and a plasma cation of an argon and oxygen mixed gas is first impinged on the substrate, thereby forming a gap between the substrate and the transparent conductive thin film to be coated. The adhesion is improved, and the transparent conductive thin film layer is formed by the sputtering method, and after the transparent conductive thin film layer is formed, there is an effect that the crystallinity and electro-optical characteristics of the thin film can be improved by post-heat treatment.
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.
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서, 박막층 형성 전
표 2는 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층 형성 전
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.
Table 1 forms the aluminum-zinc-oxide thin film layer which is a transparent conductive thin film according to an embodiment of the present invention, before forming the thin film layer.
Table 2 shows the aluminum-zinc-oxide thin film layer before the transparent conductive thin film is formed.
본 발명은 기판이 장착된 캐리어를 진공 챔버 내로 이송하는 단계; 전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 180 내지 220℃의 온도로 전 열처리 과정을 통하여 기판을 예열하는 단계; 플라즈마 발생장치에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 이송된 상기 기판에 충돌시키는 단계; 상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성하는 단계; 연속적으로 상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성시키는 단계; 및 투명성 전도박막층을 형성한 후에 180 내지 220℃의 온도로 후 열처리하는 단계를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법을 제공한다.The present invention includes the steps of transferring the carrier on which the substrate is mounted into a vacuum chamber; Preheating the substrate through a pre-thermal treatment at a temperature of 180 to 220 ° C. before coating the conductive oxide onto the substrate; 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; Continuously sputtering a conductive oxide on the substrate to form a transparent conductive thin film layer; And it provides a method for producing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell comprising the step of post-heat treatment at a temperature of 180 to 220 ℃ after forming 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, 예를 들어 4회 내지 20회 연속적으로 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성하여 박막층의 두께를 조절할 수 있다.In particular, the conductive oxide may be continuously sputtered on the substrate, for example, 4 to 20 times in succession to form a transparent conductive thin film layer, thereby controlling the thickness of the thin film layer.
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), 전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 전 열처리 과정을 통하여 기판을 예열하는 단계(S120), 플라즈마 발생장치에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 충돌시키는 단계(S130), 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하는 단계(S140), 알루미늄-아연-산화물 박막층의 두께를 높이기 위하여 연속적으로 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하는 단계(S150, S160, S170), 투명성 전도박막층을 형성한 후에 후 열처리 단계(S180)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 the
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 전 열처리, 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 충돌, 스퍼터링에 의한 코팅, 후 열처리와 같은 공정이 수행될 수 있도록 하는 공간을 제공하는 진공코팅시스템(10)을 준비한다. First, there is a vacuum coating system that provides a space for performing a process such as pre-heating of the
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 만들고 또한 전
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.The
또한 프로세스 챔버(30)는 제1 내지 제5 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e)를 포함한다. 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 및 열처리 챔버(12a,12b)에는 고진공을 만들기 위하여 터보분자펌프(TMP)(20)를 설치된다. 제1 내지 제5 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e)에는 아르곤과 산소 혼합가스 주입을 위한 가스 유량 제어기(Mass Flow Controller; MFC)(16)를 설치한다. 아르곤 가스의 주입에 의해, 제1 내지 제5 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e)에서는 코팅 공정의 수행할 수 있다. In addition, turbomolecular pumps (TMPs) 20 are installed in the first and second buffer and
투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막을 코팅하기 위하여 제1 프로세스 챔버(14a)에는 플라즈마 발생장치(Plasma Gun)(17)가 설치되고, 제2 내지 제5 프로세스 챔버(14b, 14c, 14d, 14e)에는 알루미늄-아연-산화물 타겟이 장착된 마그네트론 스퍼터링 건(Magnetron Sputtering Gun)(18)을 설치한다.In order to coat the aluminum-zinc-oxide thin film, which is a transparent conductive thin film, a
로드락 챔버(11a), 제1 및 제2 버퍼 및 열처리 챔버(12a,12b), 제1 및 제2 전송 챔버(13a, 13b) 및 제1 내지 제5 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e)에는 기판(300)에 대하여 180 내지 220℃ 정도의 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, 진공시스템 내에서 전 열처리, 플라즈마 충돌, 스퍼터링 코팅, 후 열처리 공정 그리고 진공코팅시스템(10)에서 언로딩할 때 기판을 지지한다.Referring to FIG. 3, the
캐리어(100)는 약 1,700 mm×2,400 mm 크기 정도의 면적을 갖는 평판 형태로 형성된다. 캐리어(100) 상에 기판 잡게(200)가 복수개로 배치되고, 기판 잡게(200)의 일측면에는 650 mm×1,650 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
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 650 mm ×1,650 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 180 내지 220℃로 가열한다. 그리고 터보분자펌프(20)를 이용하여 제1 및 제2 버퍼 및 열처리 챔버(12a,12b)와 제1 및 제2 전송 챔버(13a, 13b)와 제1 내지 제5 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e) 내부는 약 10-7 Torr의 진공상태로 설정한다.That is, the
이후, 진공코팅시스템(10) 내부의 온도는 전체적으로 180 내지 220℃로 가열되고, 제1 및 제2 버퍼 및 열처리 챔버(12a,12b)는 약 10-7 Torr의 진공 상태로 설정하며, 로드락 챔버(11a) 및 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 제5 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e) 내로는 가스 유량 제어기(16)를 통하여 아르곤과 산소 혼합가스를 주입하여 약 10-3 Torr의 진공상태로 설정한다. The
전도성 산화물인 알루미늄-아연-산화물 타겟이 장착된 제2 내지 제5 프로세스 챔버(14b, 14c, 14d, 14e)의 스퍼터링 건(18)에 전원을 공급하여 타켓 표면에 묻어있는 이물질을 스퍼터링하여 제거한다. Power is supplied to 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 기판이 제1 버퍼 및 열처리 챔버(12a)로 이송되면 제1 버퍼 및 열처리 챔버(12a)를 터보분자펌프(20)를 이용하여 약 10-7 Torr의 진공상태를 설정한 후, 캐리어(100)를 분당 300 내지 600mm의 속도로 이송하면서 동시에 180 내지 220℃로 열을 가하여 전 열처리 단계(S120)를 수행하면서, 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 제5 프로세스 챔버(14a, 14b, 14c, 14d, 14e) 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 양이온을 기판에 충돌시키는 단계(S130)를 수행한다.First, the
캐리어(100)를 분당 300 내지 600mm의 속도로 이송하는 동안 상기 단계(S130)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)을 이용하여 알루미늄-아연-산화물 타겟을 스퍼터링 시켜 기판(300) 표면에 알루미늄-아연-산화물 층을 형성하는 단계를 수행한다(S140). After performing the step S130 while transferring 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 preparing the transparent conductive thin film may include indium tin oxide (ITO).
상기 단계(S140)가 완료되면, 알루미늄-아연-산화물 박막층의 두께를 높이기 위하여 기판(300)을 제3 프로세스 챔버(14c), 제4 프로세스 챔버(14d), 제5 프로세스 챔버(14e)로 연속적으로 이송하면서 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하는 단계(S150, S160, S170)를 수행한다. When the step S140 is completed, the
알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하는 단계(S150, S160, S170)를 수행한 후에, 캐리어(100)는 제2 전송 챔버(13b)에서 제2 버퍼 및 열처리 챔버(12b)로 이송되면 제2 버퍼 및 열처리 챔버(12b)에 아르곤 가스를 주입하여 약 10-3 Torr의 진공상태로 만들고 또한 캐리어(100)를 분당 300 내지 600mm의 속도로 이송하면서 180 내지 220℃로 열을 가하여 후 열처리 단계(S180)를 수행한다. After performing the steps of forming the aluminum-zinc-oxide thin film layer (S150, S160, S170), 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
여기서, 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층(310)은 약 1,500 nm의 두께로 제조되었다.Here, the aluminum-zinc-oxide
기판(300) 상에 투명성 전도박막 형성 및 후 열처리가 완료되면, 캐리어(100)를 제2 버퍼 및 열처리 챔버(12b)에서 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 본 발명의 일실시예에 따른 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하면서, 박막층 형성 전
시료 구분
Sample classification
[㎚]thickness
[Nm]
[Ω/㎠]Sheet resistance
[Ω / ㎠]
[%]Transmittance
[%]
[㎠/Vs]Mobility
[Cm 2 / Vs]
A
100
200
200
100
1450
6.30
B
200
200
200
200
1480
4.94
표 1에서 나타낸 것처럼, 시료 A는 제1 프로세스 챔버(14a)에서 플라즈마 발생장치(17)에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 충돌시키는 단계(S130)를 수행하고, 제2 프로세스 챔버(14b), 제3 프로세스 챔버(14c), 제4 프로세스 챔버(14d), 제5 프로세스 챔버(14e)로 연속적으로 이송하면서 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하는 단계(S140, S150, S160, S170)를 수행한 것이며, 알루미늄-아연-산화물의 박막의 두께는 1,450nm, 면저항은 6.30Ω/cm2, 투과율은 546nm 파장에서 83.31%, 전기적 특성인 이동도는 15.61cm2/Vs이었다. 그리고 시료 B는 제1 버퍼 및 열처리 챔버(12a)에서 180 내지 220℃ 열을 가하면서 전 열처리 단계(S120)를 수행하고, 제1 프로세스 챔버(14a)에서 플라즈마 발생장치(17)에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마의 양이온을 기판에 충돌시키는 단계(S130)를 수행하고, 제2 프로세스 챔버(14b), 제3 프로세스 챔버(14c), 제4 프로세스 챔버(14d), 제5 프로세스 챔버(14e)로 연속적으로 이송하면서 알루미늄-아연-산화물을 스퍼터링시켜 알루미늄-아연-산화물 박막층을 형성하는 단계(S140, S150, S160, S170)를 수행한 후, 제2 버퍼 및 열처리 챔버(12b)에서 180 내지 220℃ 열을 가하면서 후 열처리 단계(S180)를 수행한 것이며, 알루미늄-아연-산화물의 박막의 두께는 1,480nm, 면저항은 4.94Ω/cm2, 투과율은 543nm 파장에서 84.37%, 전기적 특성인 이동도는 22.51cm2/Vs이었다. As shown in Table 1, Sample A performs the step (S130) of impinging the cations of the plasma of the argon and oxygen mixture gas generated in the
제1 및 제2 버퍼 및 열처리 챔버(12a,12b)에서 180 내지 220℃로 열을 가하면서 투명성 전도박막층 형성 전
또한 하기 표 2는 투명성 전도박막인 알루미늄-아연-산화물 박막층 형성 전
전자현미경에 의한 시료 A와 B의 표면 및 단면사진의 비교에서 나타낸 것처럼, 시료 B가 코팅된 알루미늄-아연-산화물 박막의 입자 크기가 더 큼을 알 수 있다. 즉 입자 크기가 더 커짐으로써 알루미늄-아연-산화물 박막의 공극이 줄어들어 시료 B가 시료 A의 보다 전기광학적 특성이 향상된 결과 얻었음을 발견할 수 있다. As shown in the comparison of the surface and cross-sectional photographs of samples A and B by electron microscopy, it can be seen that the particle size of the aluminum-zinc-oxide thin film coated with sample B is larger. In other words, it can be found that the larger the particle size, the smaller the pores of the aluminum-zinc-oxide thin film, resulting in the improved electro-optical properties of Sample B.
따라서 본 발명에 따르면 투명성 전도박막층 형성 전
A
A
B
B
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.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. 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: 제1 버퍼 및 열처리 챔버
12b: 제2 버퍼 및 열처리 챔버
13a, 13b: 제1 및 제2 전송 챔버
14a: 제1 프로세스 챔버
14b, 14c, 14d, 14e: 제2, 제3, 제4 및 제5 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: first buffer and heat treatment chamber
12b: second buffer and heat treatment chamber
13a, 13b: first and second transfer chambers
14a: first process chamber
14b, 14c, 14d, 14e: second, third, fourth and fifth 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)
전도성 산화물을 기판 상에 코팅하기 전에 180 내지 220℃의 온도로 전 열처리 과정을 통하여 기판을 예열하는 단계;
플라즈마 발생장치에서 생성된 아르곤과 산소 혼합가스의 플라즈마 양이온을 이송된 상기 기판에 충돌시키는 단계;
상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성하는 단계;
연속적으로 상기 기판 상에 전도성 산화물을 스퍼터링시켜 투명성 전도박막층을 형성시키는 단계; 및
투명성 전도박막층을 형성한 후에 180 내지 220℃의 온도로 후 열처리하는 단계를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.Transferring a carrier on which the substrate is mounted into a vacuum chamber;
Preheating the substrate through a pre-thermal treatment at a temperature of 180 to 220 ° C. before coating the conductive oxide onto the substrate;
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;
Continuously sputtering a conductive oxide on the substrate to form a transparent conductive thin film layer; And
A transparent conductive thin film manufacturing method for a thin film solar cell comprising the step of post-heat treatment at a temperature of 180 to 220 ℃ after forming the transparent conductive thin film layer.
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 강화유리를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
The substrate is a transparent conductive thin film manufacturing method for a thin film solar cell comprising 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 강화유리를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
The substrate is a method for producing a transparent conductive thin film for a thin film solar cell comprising a high refractive oxide and a low refractive oxide, soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass, or tempered glass coated in succession once or sequentially.
상기 고굴절산화물은 Nb2O5, Ti2O3, Ta2O5 또는 ZrO2를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.5. The method of claim 4,
The high refractive oxide is a transparent conductive thin film manufacturing method for a thin film solar cell comprising Nb 2 O 5 , Ti 2 O 3 , Ta 2 O 5 or ZrO 2 .
상기 저굴절산화물은 SiO2, MgF2, BaF2 또는 AlF3를 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.5. The method of claim 4,
The low refractive oxide is a transparent conductive thin film manufacturing method for a thin film solar cell comprising SiO 2 , MgF 2 , BaF 2 or AlF 3 .
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 강화유리를 포함하는 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 coated with soda-lime glass, low iron glass, alkali-free glass, or tempered glass. Transparent conductive thin film manufacturing method for a thin film solar cell comprising.
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 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
The conductive oxide is a thin film solar cell including a zinc oxide in which any one material selected from the group consisting of aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and boron (B) is added to zinc-oxide (ZnO). Transparent conductive thin film manufacturing method for batteries.
상기 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO)을 포함하는 박막태양전지용 투명성 전도박막 제조방법.The method of claim 1,
The conductive oxide is indium-tin-oxide (ITO) comprising a transparent conductive thin film manufacturing method for a thin film solar cell.
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|---|---|---|---|
| KR1020120153842A KR101264072B1 (en) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | Making method for transparency conductive oxide of thin film solar cell |
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|---|---|---|---|---|
| KR20210076447A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | 주식회사 아바텍 | Transparent electrode having high flexibility and method for manufacturing the same |
-
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- 2012-12-26 KR KR1020120153842A patent/KR101264072B1/en not_active IP Right Cessation
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