KR101264368B1 - Solar cell having multilayered schottky juction layer - Google Patents

Solar cell having multilayered schottky juction layer Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A solar cell having a multilayered schottky junction layer is provided to improve photoelectric efficiency by forming a first conducting oxide layer having excellent optical transparency and a second optical transparent conducting oxide layer having excellent electric conduction. CONSTITUTION: An electrode(21) is arranged on a first surface of a semiconductor layer(10). A schottky junction layer(25) is arranged on a second surface facing the first surface. The schottky junction layer includes a first transparent conductive oxide layer(23) and a second transparent conductive oxide layer(24). A recombination prevention layer(26) is formed between the schottky junction layer and a semiconductor layer. The recombination prevention layer prevents carriers generated by light from being recombined to each other to improve a voltage characteristic. An electric storage device(27) is connected to the electrode and the schottky junction layer.

Description

다층 구조의 쇼트키 접합층을 갖는 태양 전지{SOLAR CELL HAVING MULTILAYERED SCHOTTKY JUCTION LAYER}Solar cell with Schottky junction layer of multilayer structure {SOLAR CELL HAVING MULTILAYERED SCHOTTKY JUCTION LAYER}

본 발명은 태양 전지에 관한 것으로서 보다 상세하게는 다층 구조의 쇼트키 접합층을 갖는 태양 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell, and more particularly, to a solar cell having a Schottky junction layer having a multilayer structure.

태양광을 전기에너지로 변환하는 광전변환소자인 태양 전지는 다른 에너지원과 달리 무한하고 환경 친화적이므로 시간이 갈수록 그 중요성이 증가하고 있다.Unlike other energy sources, solar cells, which are photoelectric conversion elements that convert sunlight into electrical energy, are infinite and environmentally friendly, and thus their importance is increasing over time.

특히 고유가와 화석연료 부존의 제한성은 재생에너지에 대한 이용을 증대시킬 것으로 보이며, 이중에 이동이 간편하고 휴대할 수 있는 태양 전지의 의존성은 더욱 커질 것으로 예측된다.In particular, the high oil prices and the limited fossil fuels are expected to increase the use of renewable energy, and the dependence of portable and portable solar cells is expected to increase.

태양전지의 구조 및 원리에 대해서 간단히 설명하면, 태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole)과 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)은 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어The structure and principle of the solar cell will be briefly described. The solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) type semiconductor and a N (negative) type semiconductor are bonded to each other. Holes and electrons are generated in the semiconductor by the energy of the incident solar light. At this time, the holes (+) are moved toward the P-type semiconductor by the electric field generated at the PN junction. (-) Moves towards the N-type semiconductor

전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다. 이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.It is a principle that can generate electric power by generating electric potential. Such a solar cell can be classified into a substrate type solar cell and a thin film solar cell. The substrate type solar cell is a solar cell manufactured using a semiconductor material itself such as silicon as a substrate, and the thin film type solar cell is a solar cell by forming a semiconductor in the form of a thin film on a substrate such as glass.

기판형 태양전지는 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다. 박막형 태양전지는 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다.Substrate-type solar cells, although somewhat superior in efficiency compared to thin-film solar cells, there is a limitation in minimizing the thickness in the process and there is a disadvantage that the manufacturing cost is increased because the use of expensive semiconductor substrates. Although thin-film solar cells are somewhat less efficient than substrate-type solar cells, they can be manufactured in a thin thickness and inexpensive materials can be used to reduce manufacturing costs, making them suitable for mass production.

본 발명은 효율성이 향상된 쇼트키 접합층을 갖는 태양 전지를 제공하고자 한다.The present invention is to provide a solar cell having a Schottky junction layer with improved efficiency.

본 발명의 일 측면에 따른 태양 전지는 반도체층과, 상기 반도체층의 제1 면에 오믹 접합된 전극, 및 상기 반도체층의 상기 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 쇼트키 접합되며, 제1 투명전도성 산화물층 및 제2 투명전도성 산화물층을 포함하는 쇼트키 접합층을 포함하고, 상기 제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층보다 더 큰 전기 전도성을 갖는다.A solar cell according to an aspect of the present invention is schottky bonded to a semiconductor layer, an electrode ohmic bonded to a first surface of the semiconductor layer, and a second surface facing in a direction opposite to the first surface of the semiconductor layer, And a Schottky junction layer comprising a first transparent conductive oxide layer and a second transparent conductive oxide layer, wherein the second transparent conductive oxide layer has greater electrical conductivity than the first transparent conductive oxide layer.

상기 제1 투명전도성 산화물층은 상기 제2 투명전도성 산화물층보다 더 큰 광투과성을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 쇼트키 접합층과 상기 반도체층 사이에 배치되며 절연성을 갖는 물질로 이루어진 재결합 방지층을 더 포함할 수 있다.The first transparent conductive oxide layer may be formed to have a greater light transmittance than the second transparent conductive oxide layer, and further includes a recombination preventing layer disposed between the Schottky junction layer and the semiconductor layer and made of an insulating material. It may include.

상기 반도체층은 P형 반도체층과 상기 P형 반도체층에 PN접합된 N형 반도체층을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 N형 반도체층이 상기 쇼트키 접합층과 쇼트키 접합되며 상기 쇼트키 접합층은 상기 N형 반도체층 보다 더 큰 일함수를 갖도록 형성될 수 있다.The semiconductor layer may be formed to have a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer PN bonded to the P-type semiconductor layer, wherein the N-type semiconductor layer is schottky bonded with the Schottky bonding layer and the Schottky bonding layer May be formed to have a larger work function than the N-type semiconductor layer.

상기 P형 반도체층이 상기 쇼트키 접합층과 쇼트키 접합되며 상기 쇼트키 접합층은 상기 P형 반도체층 보다 더 작은 일함수를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 제2 투명전도성 산화물층과 상기 반도체층 사이에 상기 제1 투명전도성 산화물층이 배치될 수 있다.The P-type semiconductor layer may be formed to have a Schottky junction layer and a Schottky junction layer, and the Schottky junction layer may have a smaller work function than the P-type semiconductor layer, wherein the second transparent conductive oxide layer and the semiconductor layer are The first transparent conductive oxide layer may be disposed therebetween.

상기 제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층보다 더 큰 일함수를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층보다 더 큰 에너지 밴드갭을 갖도록 형성될 수 있다.The second transparent conductive oxide layer may be formed to have a larger work function than the first transparent conductive oxide layer, and the second transparent conductive oxide layer may have a larger energy band gap than the first transparent conductive oxide layer. Can be formed.

상기 제1 투명전도성 산화물층 또는 상기 제2 투명전도성 산화물층은 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7, Sr4Ru3O10로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.The first transparent conductive oxide layer or the second transparent conductive oxide layer may include indium-tin-oxide (ITO), Al-doped zinc oxide (AZO), Zn-doped indium oxide (IZO), MgO, and Nb: SrTiO3. Ga-doped ZnO (GZO), Nb-doped TiO2, (La0.5Sr0.5) CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-doped tin oxide, Sr3Ru2O7 , Sr4Ru3O10 may be made of any one material selected from the group consisting of.

또한, 상기 제1 투명전도성 산화물층은 AZO로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 투명전도성 산화물층은 ITO로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 반도체층은 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다.In addition, the first transparent conductive oxide layer may be made of AZO, and the second transparent conductive oxide layer may be made of ITO. In addition, the semiconductor layer may be formed of a silicon wafer.

상기 제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층을 기반으로 하여 이종접합 성장(Hetero-epitaxy growth)으로 형성될 수 있으며, 상기 제2 투명전도성 산화물층의 우선 성장 방향은 (111)면일 수 있다.The second transparent conductive oxide layer may be formed by hetero-epitaxy growth based on the first transparent conductive oxide layer, and the first growth direction of the second transparent conductive oxide layer is (111) plane. Can be.

본 발명의 다른 측면에 따른 태양 전지는 반도체층과, 상기 반도체층의 제1 면에 오믹 접합된 전극, 및 상기 반도체층의 상기 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 쇼트키 접합되며, 서로 상이한 밴드 갭을 갖는 제1 투명전도성 산화물층과 제2 투명전도성 산화물층을 포함하는 쇼트키 접합층을 포함한다.A solar cell according to another aspect of the present invention is Schottky bonded to a semiconductor layer, an electrode ohmic bonded to a first surface of the semiconductor layer, and a second surface facing in a direction opposite to the first surface of the semiconductor layer, And a Schottky junction layer comprising a first transparent conductive oxide layer and a second transparent conductive oxide layer having different band gaps from each other.

제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층을 기반으로 하여 이종접합 성장(Hetero-epitaxy growth)으로 형성될 수 있으며, 상기 반도체층은 P형 반도체층과 상기 P형 반도체층에 PN접합된 N형 반도체층을 갖도록 형성될 수 있다.The second transparent conductive oxide layer may be formed by hetero-epitaxy growth based on the first transparent conductive oxide layer, and the semiconductor layer may be a PN junction to the P-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer. It can be formed to have an N-type semiconductor layer.

상기 제2 투명전도성 산화물층과 상기 반도체층 사이에 상기 제1 투명전도성 산화물층이 배치되고, 제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층보다 더 큰 에너지 밴드갭을 갖도록 형성될 수 있다.The first transparent conductive oxide layer may be disposed between the second transparent conductive oxide layer and the semiconductor layer, and the second transparent conductive oxide layer may be formed to have an energy band gap larger than that of the first transparent conductive oxide layer. .

본 발명에 의한 태양 전지는 광투과성이 우수한 제1 투명전도성 산화물층과 전기 전도성이 우수한 제2 투명전도성 산화물을 구비하므로 광전효율이 향상된다.The solar cell according to the present invention includes a first transparent conductive oxide layer having excellent light transmittance and a second transparent conductive oxide having excellent electrical conductivity, thereby improving photoelectric efficiency.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 2a는 실리콘과 AZO, ITO의 에너지 밴드 다이어그램이며, 도 2b는 실리콘과 AZO, ITO가 결합된 상태의 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 3a는 제1 비교예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 3b는 제2 비교예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이며, 도 3c는 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이다.
도 4는 제1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 저항과 전자 이동도(electron mobility)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 제1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 광 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 6a는 제1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 암전류 특성을 나타낸 그래프이고, 도 6b는 제1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 명전류 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 결정구조를 나타낸 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 8a는 제1 비교예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 8b는 제1 비교예에 형성된 쇼트키 접합층을 확대하여 나타낸 사진이며, 도 8c는 제2 비교예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 8d는 제2 비교예에 형성된 쇼트키 접합층을 확대하여 나타낸 사진이다.
도 9a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 단면을 나타낸 사진이고, 도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 제1 투명전도성 산화물층과 제2 투명전도성 산화물층의 경계 영역을 나타낸 사진이며, 도 9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 쇼트키 접합층의 푸리에 회전 무늬를 나타낸 사진이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to a first embodiment of the present invention.
2A is an energy band diagram of silicon, AZO, and ITO, and FIG. 2B is an energy band diagram of silicon, AZO, and ITO combined.
3A is a photograph showing a solar cell according to a first comparative example, FIG. 3B is a photograph showing a solar cell according to a second comparative example, and FIG. 3C is a photograph showing a solar cell according to an experimental example of the present invention.
4 is a graph showing resistance and electron mobility of a solar cell according to a first comparative example, a second comparative example, and an experimental example of the present invention.
5 is a graph showing light transmittance of a solar cell according to a first comparative example, a second comparative example, and an experimental example of the present invention.
6A is a graph showing dark current characteristics of a solar cell according to a first comparative example, a second comparative example, and an experimental example of the present invention, and FIG. 6B is a first comparative example, a second comparative example, and the present invention. Is a graph showing the bright current characteristics of the solar cell according to the experimental example.
7 is a graph showing an X-ray diffraction (XRD) profile showing a crystal structure of a solar cell according to Comparative Example 1, Second Comparative Example, and Experimental Example of the present invention.
8A is a photograph showing a solar cell according to a first comparative example, FIG. 8B is an enlarged photograph showing a schottky bonding layer formed in a first comparative example, and FIG. 8C is a photograph showing a solar cell according to a second comparative example. 8D is an enlarged photograph of the Schottky bonding layer formed in the second comparative example.
9A is a photograph showing a cross section of a solar cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a view of a first transparent conductive oxide layer and a second transparent conductive oxide layer of the solar cell according to the first embodiment of the present invention. 9C is a photograph showing a Fourier rotation pattern of the Schottky bonding layer according to the first embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view showing a solar cell according to a second embodiment of the present invention.

또한 본 발명에 있어서 "~상에"라 함은 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 본 기재에 있어서 "PN 접합"이라 함은 P형 반도체와 N형 반도체가 접합된 구조를 의미하는 것으로 P형 반도체와 N형 반도체 사이에 I형 반도체가 개재된 PIN접합을 포함하는 넓은 의미의 PN 접합으로 정의한다.In addition, in the present invention, "on" means to be located above or below the target member, and does not necessarily mean to be located above the gravity direction. In addition, in this description, the term "PN junction" refers to a structure in which a P-type semiconductor and an N-type semiconductor are bonded to each other, and includes a PIN junction in which an I-type semiconductor is interposed between the P-type semiconductor and the N-type semiconductor. It is defined as PN junction.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 태양 전지(100)는 반도체층(10)과 반도체층(10)의 제1 면 상에 배치된 전극(21)과 반도체층(10)의 제1 면과 반대 방향을 향하는 제2 면 상에 배치된 쇼트키 접합층(25)과 쇼트키 접합층(25)과 반도체층(10) 사이에 형성된 재결합 방지층(26)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the solar cell 100 according to the first embodiment includes the semiconductor layer 10 and the electrode 21 and the semiconductor layer 10 disposed on the first surface of the semiconductor layer 10. And a recombination preventing layer 26 formed between the Schottky bonding layer 25 and the Schottky bonding layer 25 and the semiconductor layer 10 disposed on a second surface facing the first surface of the substrate.

반도체층(10)은 결정질 실리콘 웨이퍼 형태로 이루어지며, 반도체층이 기판이 된다. 반도체층(10)의 배면에는 오믹 접합으로 결합된 전극(21)이 형성된다. 전극(21)은 반도체층(10)의 배면에 전체적으로 형성되며, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 은(Ag) 등의 금속 소재로 이루어질 수 있다.The semiconductor layer 10 is formed in the form of a crystalline silicon wafer, and the semiconductor layer becomes a substrate. An electrode 21 coupled by an ohmic junction is formed on the rear surface of the semiconductor layer 10. The electrode 21 is formed on the entire back surface of the semiconductor layer 10 and may be made of a metal material such as aluminum (Al), platinum (Pt), silver (Ag), or the like.

한편, 반도체층(10)의 전면에는 재결합 방지층(26)이 형성된다. 재결합 방지층(26)은 절연성을 갖는 Oxide, SiOx, SiNx 등을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 재결합 방지층(26)은 0.1nm 내지 10nm의 두께로 형성되며, 빛에 의하여 발생된 캐리어가 재결합되는 것을 방지하여 전압 특성을 향상시킨다. 재결합 방지층(26)의 두께가 0.1nm 보다 더 작게 형성되면 광에 의하여 여기된 전자가 정공과 재결합하는 문제가 발생하며, 재결합 방지층(26)의 두께가 10nm 보다 더 크게 형성되면 저항이 지나치게 증가하는 문제가 발생한다.Meanwhile, the recombination prevention layer 26 is formed on the entire surface of the semiconductor layer 10. The recombination prevention layer 26 may be made of a material including oxide, SiOx, SiNx, or the like having insulation. The recombination prevention layer 26 is formed to a thickness of 0.1nm to 10nm, and prevents carriers generated by light from being recombined to improve voltage characteristics. If the thickness of the anti-recombination layer 26 is smaller than 0.1 nm, electrons excited by light may recombine with holes. If the thickness of the recombination prevention layer 26 is larger than 10 nm, the resistance may increase excessively. A problem arises.

재결합 방지층(26) 상에는 반도체층(10)과 쇼트키 접합된 쇼트키 접합층(25)이 형성된다. 쇼트키 접합층(25)은 반도체층(10)과 대향하도록 배치되며 반도체층(10)보다 더 큰 일함수를 갖는 물질로 이루어진다. 이 때, 쇼트키 접합층(25)과 대향하는 반도체층(10)은 N형 반도체로 이루어진다.On the recombination prevention layer 26, the schottky junction layer 25 in which the semiconductor layer 10 and the schottky junction are formed is formed. The Schottky junction layer 25 is disposed to face the semiconductor layer 10 and is made of a material having a larger work function than the semiconductor layer 10. At this time, the semiconductor layer 10 facing the Schottky junction layer 25 is made of an N-type semiconductor.

전극(21)과 쇼트키 접합층(25)에는 축전을 위한 축전 장치(27)가 연결 설치된다.The power storage device 27 for power storage is connected to the electrode 21 and the Schottky bonding layer 25.

쇼트키 접합층(25)은 제1 투명전도성 산화물층(23)과 제2 투명전도성 산화물층(24)을 포함한다. 제1 투명전도성 산화물층(23)은 반도체층(10)과 제2 투명전도성 산화물층(24) 사이에 배치되어 재결합 방지층(26)과 맞닿는다.The Schottky junction layer 25 includes a first transparent conductive oxide layer 23 and a second transparent conductive oxide layer 24. The first transparent conductive oxide layer 23 is disposed between the semiconductor layer 10 and the second transparent conductive oxide layer 24 to contact the recombination prevention layer 26.

본 실시예에서는 쇼트키 접합층(25)이 2중층 구조로 이루어진 것으로 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 쇼트키 접합층(25)은 3층 이상으로 이루어질 수도 있다.Although the Schottky bonding layer 25 is illustrated as having a double layer structure in the present embodiment, the present invention is not limited thereto, and the Schottky bonding layer 25 may be formed of three or more layers.

제1 투명전도성 산화물층(23)은 광투과성이 우수한 소재로 이루어지는 바, 제1 투명전도성 산화물층(23)의 광투과성은 제2 투명전도성 산화물층(24)의 광투과성보다 더 큰 값을 갖는다. 한편, 제2 투명전도성 산화물층(24)은 전기 전도성이 우수한 소재로 이루어지는 바, 제2 투명전도성 산화물층(24)의 전기 전도성은 제1 투명전도성 산화물층(23)의 전기 전도성보다 더 큰 값을 갖는다.Since the first transparent conductive oxide layer 23 is made of a material having excellent light transmittance, the light transmittance of the first transparent conductive oxide layer 23 has a larger value than the light transmittance of the second transparent conductive oxide layer 24. . Meanwhile, since the second transparent conductive oxide layer 24 is made of a material having excellent electrical conductivity, the electrical conductivity of the second transparent conductive oxide layer 24 is greater than that of the first transparent conductive oxide layer 23. Has

또한, 제2 투명전도성 산화물층(24)은 제1 투명전도성 산화물층(23)보다 더 큰 일함수를 갖는다.In addition, the second transparent conductive oxide layer 24 has a larger work function than the first transparent conductive oxide layer 23.

한편, 제2 투명전도성 산화물층(24)에는 제3 투명전도성 산화물층이 접하도록 배치될 수 있다. 이 때, 제3 투명전도성 산화물층의 전기 전도성은 제2 투명전도성 산화물층(24)의 전기 전도성보다 크도록 형성될 수 있다. 또한, 제3 투명전도성 산화물층은 제2 투명전도성 산화물층(24)보다 더 큰 일함수 및 밴드갭을 갖도록 형성될 수 있다.Meanwhile, the third transparent conductive oxide layer 24 may be disposed to be in contact with the second transparent conductive oxide layer 24. In this case, the electrical conductivity of the third transparent conductive oxide layer may be greater than the electrical conductivity of the second transparent conductive oxide layer 24. In addition, the third transparent conductive oxide layer may be formed to have a larger work function and a band gap than the second transparent conductive oxide layer 24.

제1 투명전도성 산화물층(23)과 제2 투명전도성 산화물층(24)은 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7 및 Sr4Ru3O10 등으로 이루어질 수 있다. 제1 투명전도성 산화물층(23)과 제2 투명전도성 산화물층(24)은 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 투명전도성 산화물층(24)은 제1 투명전도성 산화물층(23)을 템플릿으로 하여 성장 형성될 수 있다.The first transparent conductive oxide layer 23 and the second transparent conductive oxide layer 24 include indium tin oxide (ITO), Al-doped zinc oxide (AZO), Zn-doped indium oxide (IZO), and MgO. , Nb: SrTiO3, Ga-doped ZnO (GZO), Nb-doped TiO2, (La0.5Sr0.5) CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-doped Tin oxide, Sr 3 Ru 2 O 7 and Sr 4 Ru 3 O 10. The first transparent conductive oxide layer 23 and the second transparent conductive oxide layer 24 may be formed by a deposition method or the like. In addition, the second transparent conductive oxide layer 24 may be grown by using the first transparent conductive oxide layer 23 as a template.

반도체층(10)이 실리콘 웨이퍼로 이루어지고, 제1 투명전도성 산화물층(23)이 AZO로 이루어지고, 제2 투명전도성 산화물층(24)이 ITO로 이루어질 수 있다.The semiconductor layer 10 may be formed of a silicon wafer, the first transparent conductive oxide layer 23 may be made of AZO, and the second transparent conductive oxide layer 24 may be made of ITO.

도 2a에 도시된 바와 같이, 실리콘으로 이루어진 반도체층(10)의 일함수는 4.05eV이고, AZO로 이루어진 제1 투명전도성 산화물층(23)의 일함수는 4.35eV이며, ITO로 이루어진 제2 투명전도성 산화물층(24)의 일함수는 4.5eV이다. 이에 따라서 본 실시예에 따르면 실질적으로 쇼트키 접합층(25)과 반도체층(10) 사이의 일함수 차이가 커지므로 태양 전지의 개방회로전압(OCV; Open Circuit Voltage)이 증가하게 된다.As shown in FIG. 2A, the work function of the semiconductor layer 10 made of silicon is 4.05 eV, the work function of the first transparent conductive oxide layer 23 made of AZO is 4.35 eV, and the second transparent made of ITO. The work function of the conductive oxide layer 24 is 4.5 eV. Accordingly, according to the present exemplary embodiment, the difference in the work function between the Schottky junction layer 25 and the semiconductor layer 10 increases, thereby increasing the open circuit voltage (OCV) of the solar cell.

또한, 실리콘으로 이루어진 반도체층(10)의 밴드갭은 1.12eV이고, AZO로 이루어진 제1 투명전도성 산화물층(23)의 밴드갭은 3.27eV이며, ITO로 이루어진 제2 투명전도성 산화물층(24)의 밴드갭은 3.8eV이다.In addition, the band gap of the semiconductor layer 10 made of silicon is 1.12 eV, the band gap of the first transparent conductive oxide layer 23 made of AZO is 3.27 eV, and the second transparent conductive oxide layer 24 made of ITO. The bandgap of is 3.8 eV.

이에 따라서 본 실시예에 따르면 실질적으로 반도체층과 쇼트키 접합층의 밴드갭 차이가 감소하므로 빛에 의하여 여기되는 것이 용이해지므로 전자와 정공의 흐름이 향상된다. 밴드갭 차이가 감소하더라도 재결합 방지층이 형성되므로 빛에 의하여 여기된 전자와 정공의 재결합을 감소시킬 수 있다. Accordingly, according to the present embodiment, since the band gap difference between the semiconductor layer and the Schottky junction layer is substantially reduced, it is easy to be excited by light, thereby improving the flow of electrons and holes. Even if the band gap difference is reduced, the recombination prevention layer is formed, thereby reducing the recombination of electrons and holes excited by light.

도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 투명전도성 산화물층(23)과 제2 투명전도성 산화물층(24), 및 반도체층(10)이 접합되면 밴드갭 차이에 따라 장벽전위가 형성되고, 빛에 의하여 여기된 전자는 반도체층(10)으로 이동하고, 정공은 쇼트키 접합층(25)으로 이동하게 된다.As shown in FIG. 2B, when the first transparent conductive oxide layer 23, the second transparent conductive oxide layer 24, and the semiconductor layer 10 are bonded to each other, a barrier potential is formed according to a band gap difference, and light is applied to the light. The electrons excited by this move to the semiconductor layer 10, and the holes move to the Schottky bonding layer 25.

도 3a는 제1 비교예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 3b는 제2 비교예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이며, 도 3c는 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이다.3A is a photograph showing a solar cell according to a first comparative example, FIG. 3B is a photograph showing a solar cell according to a second comparative example, and FIG. 3C is a photograph showing a solar cell according to an experimental example of the present invention.

도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 비교예에 따른 태양 전지는 실리콘 웨이퍼로 이루어진 반도체층 상에 500nm의 두께를 갖는 ITO로 이루어지며 반도체층에 쇼트키 접합된 쇼트키 접합층을 갖는다. As shown in FIG. 3A, the solar cell according to the first comparative example is made of ITO having a thickness of 500 nm on a semiconductor layer made of a silicon wafer and has a Schottky junction layer bonded to the semiconductor layer.

도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 비교예에 따른 태양 전지는 실리콘 웨이퍼로 이루어진 반도체층 상에 500nm의 두께를 갖는 AZO로 이루어지며 반도체층에 쇼트키 접합된 쇼트키 접합층을 갖는다. As shown in FIG. 3B, the solar cell according to the second comparative example is made of AZO having a thickness of 500 nm on a semiconductor layer made of a silicon wafer and has a Schottky junction layer bonded to the semiconductor layer.

도 3c에 도시된 바와 같이, 본 실험예에 따른 태양 전지는 실리콘 웨이퍼로 이루어진 반도체층 상에 형성되며 250nm의 두께를 갖는 AZO층과 AZO층 상에 형성되며 250nm의 두께를 갖는 ITO을 포함하며, 반도체층에 쇼트키 접합된 쇼트키 접합층을 갖는다.As shown in FIG. 3C, the solar cell according to the present experimental example is formed on a semiconductor layer made of a silicon wafer and includes an AZO layer having a thickness of 250 nm and an ITO formed on the AZO layer and having a thickness of 250 nm. It has a Schottky junction layer bonded by the Schottky junction to a semiconductor layer.

도 4는 제1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 저항과 전자 이동도(electron mobility)를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing resistance and electron mobility of a solar cell according to a first comparative example, a second comparative example, and an experimental example of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, AZO만을 갖는 장치의 저항은 9.23[10-4 Ωcm]이고, 전자 이동도는 15.4[cm2/Vs]이다. 그리고 ITO만을 갖는 장치의 저항은 1.53[10-4 Ωcm]이고, 전지 이동도는 42[cm2/Vs]이다. 또한, AZO와 ITO 이중층을 갖는 장치의 저항은 3.54[10-4 Ωcm]이고, 전자 이동도는 37.6[cm2/Vs]이다.As shown in FIG. 4, the resistance of the device having only AZO is 9.23 [10 −4 μm cm], and the electron mobility is 15.4 [cm 2 / Vs]. The resistance of the device having only ITO is 1.53 [10 −4 Ωcm], and the cell mobility is 42 [cm 2 / Vs]. In addition, the resistance of the device having the AZO and ITO bilayers is 3.54 [10 −4 μm cm], and the electron mobility is 37.6 [cm 2 / Vs].

상기한 바와 같이 AZO와 ITO 이중층을 갖는 장치의 저항과 전자 이동도는 중간 값을 갖는 것이 아니라, AZO만을 갖는 장치에 비하여 현저히 우수해진 것을 알 수 있다. As described above, it can be seen that the resistance and electron mobility of the device having the AZO and ITO bilayers are not superior to those of the device having only AZO, not having an intermediate value.

도 5는 제1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 광 투과율을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing light transmittance of a solar cell according to a first comparative example, a second comparative example, and an experimental example of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, ITO만을 갖는 장치는 800nm 이상의 파장대에서 투과율이 현저히 감소하는 것을 알 수 있으나, AZO와 ITO 이중층을 갖는 장치는 AZO만을 갖는 장치와 유사하게 800nm 이상의 파장대에서도 투과율이 높다.As shown in FIG. 5, the device having only ITO has a significant decrease in transmittance at a wavelength range of 800 nm or more, but the device having AZO and ITO bilayers has a high transmittance at a wavelength range of 800 nm or more similarly to a device having only AZO.

도 6a는 제1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 암전류 특성을 나타낸 그래프이고, 도 6b는 제1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 명전류 특성을 나타낸 그래프이다.6A is a graph showing dark current characteristics of a solar cell according to a first comparative example, a second comparative example, and an experimental example of the present invention, and FIG. 6B is a first comparative example, a second comparative example, and the present invention. Is a graph showing the bright current characteristics of the solar cell according to the experimental example.

도 6a에 도시된 바와 같이, AZO와 ITO 이중층을 갖는 장치는 암전류 특성이 향상된 것을 알 수 있으며, 도 6b에 도시된 바와 같이, AZO와 ITO 이중층을 갖는 장치는 명전류 특성이 향상된 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 6A, the device having the AZO and ITO bilayers has improved dark current characteristics. As shown in FIG. 6B, the device having the AZO and ITO bilayers has improved bright current characteristics. .

본 실시예에 따른 태양 전지는 9.23%의 광효율을 나타내었으나, AZO층만을 갖는 태양 전지는 4.82%의 광효율을 나타내었고, ITO층만을 갖는 태양 전지는 0.001%의 광효율을 나타내었다.The solar cell according to the present embodiment showed a light efficiency of 9.23%, but a solar cell having only an AZO layer had a light efficiency of 4.82%, and a solar cell having only an ITO layer had a light efficiency of 0.001%.

도 7은 1 비교예와, 제2 비교예, 및 본 발명의 일 실험예에 따른 태양 전지의 결정구조를 나타낸 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 프로파일을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing an X-ray diffraction (XRD) profile showing a crystal structure of a solar cell according to Comparative Example 1, Second Comparative Example, and Experimental Example of the present invention.

도 8a는 제1 비교예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 8b는 제1 비교예에 형성된 쇼트키 접합층을 확대하여 나타낸 사진이며, 도 8c는 제2 비교예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 8d는 제2 비교예에 형성된 쇼트키 접합층을 확대하여 나타낸 사진이다.8A is a photograph showing a solar cell according to a first comparative example, FIG. 8B is an enlarged photograph showing a schottky bonding layer formed in a first comparative example, and FIG. 8C is a photograph showing a solar cell according to a second comparative example. 8D is an enlarged photograph of the Schottky bonding layer formed in the second comparative example.

도 7, 및 도 8a와 도 8b에 도시된 바와 같이 제1 비교예에 따른 태양 전지에서 AZO층은 우선 결정 방향이 (0002)면인 것을 알 수 있다. 도 7 및 도 8c와 도 8d에 도시된 바와 같이, 제2 비교예에 따른 태양 전지에서 ITO층은 우선 결정 방향이 (400)면이며 여러 부가 피크들이 검출된 것을 알 수 있다.7, and 8A and 8B, in the solar cell according to the first comparative example, it can be seen that the AZO layer first has a (0002) crystal direction. As shown in FIG. 7 and FIG. 8C and FIG. 8D, it can be seen that in the solar cell according to the second comparative example, the ITO layer first had a crystal plane of (400) plane and several additional peaks were detected.

도 9a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 단면을 나타낸 사진이고, 도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 제1 투명전도성 산화물층과 제2 투명전도성 산화물층의 경계 영역을 나타낸 사진이며, 도 9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 쇼트키 접합층의 푸리에 회전 무늬를 나타낸 사진이다.9A is a photograph showing a cross section of a solar cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a view of a first transparent conductive oxide layer and a second transparent conductive oxide layer of the solar cell according to the first embodiment of the present invention. 9C is a photograph showing a Fourier rotation pattern of the Schottky bonding layer according to the first embodiment of the present invention.

도 7 및 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지의 쇼트키 접합층은 AZO층을 템플릿(template)으로 하여 ITO층이 성장되므로 ITO층의 우선 성장 방향이 (111)면으로 변환된 것을 알 수 있다. 이는 도 9c에 나타난 바와 같이 ITO층이 AZO층을 기반으로 하여 ITO층이 이종접합 성장(Hetero-epitaxy growth)을 하였기 때문이다.Referring to FIGS. 7 and 9A to 9C, in the Schottky bonding layer of the solar cell according to the present embodiment, since the ITO layer is grown using the AZO layer as a template, the preferred growth direction of the ITO layer is (111). You can see that it is converted to). This is because the ITO layer is hetero-epitaxy growth based on the AZO layer as shown in Figure 9c.

이와 같이 ITO층의 결정이 변화되면 결정성이 향상되어 이종접합에서 발생하는 광여기 전자와 정공의 재결합(Recombination)을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기한 바와 같이 본 실시예에 따른 태양 전지는 전압 특성 및 광 효율이 향상됨을 알 수 있다.As such, when the crystal of the ITO layer is changed, crystallinity may be improved to reduce recombination of photoexcitation electrons and holes generated in the heterojunction. In addition, as described above, it can be seen that the solar cell according to the present embodiment has improved voltage characteristics and light efficiency.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing a solar cell according to a second embodiment of the present invention.

도 10을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 태양 전지(200)는 반도체층(30)과 반도체층(30)의 제1 면 상에 배치된 전극(38)과 반도체층(30)의 제1 면과 반대 방향을 향하는 제2 면 상에 배치된 쇼트키 접합층(35)을 포함한다.Referring to FIG. 10, the solar cell 200 according to the second embodiment includes the semiconductor layer 30 and the electrode 38 and the semiconductor layer 30 disposed on the first surface of the semiconductor layer 30. A Schottky bonding layer 35 disposed on a second surface facing in a direction opposite to the first surface of the substrate.

반도체층(30)은 결정질 실리콘 웨이퍼 형태로 이루어지며, 반도체층이 기판이 된다. 반도체층(30)은 N형 반도체층(31)과 P형 반도체층(32)을 포함한다. 반도체층(30)은 결정형 실리콘으로 이루어지는 바, P형의 성질을 갖는 결정질 실리콘에 N형 물질을 도핑하여 P반도체층(30)을 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼는 실리콘 이외에 GaAs로 이루어질 수 있다.The semiconductor layer 30 is formed in the form of a crystalline silicon wafer, and the semiconductor layer becomes a substrate. The semiconductor layer 30 includes an N-type semiconductor layer 31 and a P-type semiconductor layer 32. Since the semiconductor layer 30 is made of crystalline silicon, the P semiconductor layer 30 may be obtained by doping an N-type material into crystalline silicon having a P-type property. In addition, the wafer may be made of GaAs in addition to silicon.

본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, PN 반도체층은 유기물질로 이루어질 수 있는 바, 이때, PN 반도체층은 PPV, P3HT, P3OT 등의 N형 물질(Electron donor)과 C60, PCBCR, PCBCa 등의 P형 물질(Electron acceptor)이 적용될 수 있다.The present invention is not limited thereto, and the PN semiconductor layer may be formed of an organic material. In this case, the PN semiconductor layer may be formed of N-type materials such as PPV, P3HT, and P3OT, and P such as C60, PCBCR, and PCBCa. Electron acceptors may be applied.

반도체층(30)에서 배면 쪽에는 P형 반도체층(32)이 배치되고, 전면 쪽에는 N형 반도체층(31)이 배치된다.The P-type semiconductor layer 32 is disposed on the back side of the semiconductor layer 30, and the N-type semiconductor layer 31 is disposed on the front side.

N형 반도체층(31)의 페르미 준위는 조절될 수 있는 바, 페르미 준위 조절은 N형 반도체층(31)을 형성한 후, 암모니아(NH3), 산소 등의 가스를 이용하여 N형 반도체층(31)의 페르미 준위를 증가시킬 수 있다. 또한, 페르미 준위의 조절 방법은 칼륨(K), 브롬(Br) 등의 기능 분자와 반응 및 열처리하는 방식, 폴리머(PEI) 물질과의 연결 체인을 이용하는 방식, 및 알루미늄 등과 같은 금속을 도핑하는 방법 등이 적용될 수 있다.The Fermi level of the N-type semiconductor layer 31 can be adjusted, and the Fermi level is adjusted after forming the N-type semiconductor layer 31 and using an N-type semiconductor layer using a gas such as ammonia (NH 3 ) or oxygen. You can increase the Fermi level of (31). In addition, the method of controlling the Fermi level is a method of reacting and heat-treating with functional molecules such as potassium (K) and bromine (Br), a method of using a connection chain with a polymer (PEI) material, and a method of doping a metal such as aluminum. Etc. may be applied.

반도체층(30)의 배면에는 오믹 접합으로 결합된 전극(38)이 형성된다. 전극(38)은 반도체층(30)의 배면에 전체적으로 형성되며, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 은(Ag) 등의 금속 소재로 이루어질 수 있다. 전극(38)은 증착, 코팅 등의 방법으로 웨이퍼의 배면에 형성된다.An electrode 38 coupled with an ohmic junction is formed on the rear surface of the semiconductor layer 30. The electrode 38 is formed on the entire back surface of the semiconductor layer 30 and may be made of a metal material such as aluminum (Al), platinum (Pt), silver (Ag), or the like. The electrode 38 is formed on the back side of the wafer by a method such as vapor deposition, coating or the like.

반도체층(30) 상에는 반도체층(30)과 쇼트키 접합된 쇼트키 접합층(35)이 형성된다. 쇼트키 접합층(35)은 반도체층(30)과 대향하도록 배치되며 N형 반도체층(31)보다 더 큰 일함수를 갖는 물질로 이루어진다. On the semiconductor layer 30, a schottky junction layer 35 in which a semiconductor layer 30 and a schottky junction is formed is formed. The Schottky junction layer 35 is disposed to face the semiconductor layer 30 and is made of a material having a larger work function than the N-type semiconductor layer 31.

다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, P형 반도체층(32)이 상기 쇼트키 접합층(35)과 맞닿아 쇼트키 접합될 경우에는 쇼트키 접합층(35)은 P형 반도체층(32) 보다 더 작은 일함수를 갖도록 형성될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and when the P-type semiconductor layer 32 is in contact with the Schottky bonding layer 35 and the Schottky bonding layer is formed, the Schottky bonding layer 35 may be the P-type semiconductor layer 32. It can be formed to have a smaller work function.

전극(38)과 쇼트키 접합층(35)에는 축전을 위한 축전 장치(37)가 연결 설치된다.The power storage device 37 for power storage is connected to the electrode 38 and the Schottky bonding layer 35.

쇼트키 접합층(35)은 제1 투명전도성 산화물층(33)과 제2 투명전도성 산화물층(34)을 포함한다. 제1 투명전도성 산화물층(33)은 반도체층(30)과 제2 투명전도성 산화물층(34) 사이에 배치되어 반도체층(30)과 맞닿는다.The Schottky junction layer 35 includes a first transparent conductive oxide layer 33 and a second transparent conductive oxide layer 34. The first transparent conductive oxide layer 33 is disposed between the semiconductor layer 30 and the second transparent conductive oxide layer 34 to contact the semiconductor layer 30.

제1 투명전도성 산화물층(33)은 광투과성이 우수한 소재로 이루어지는 바, 제1 투명전도성 산화물층(33)은 제2 투명전도성 산화물층(34) 보다 더 큰 광투과성을 갖는다. 한편, 제2 투명전도성 산화물층(34)은 전기 전도성이 우수한 소재로 이루어지는 바, 제2 투명전도성 산화물층(34)은 제1 투명전도성 산화물층(33) 보다 더 큰 전도성을 갖는다.Since the first transparent conductive oxide layer 33 is made of a material having excellent light transmittance, the first transparent conductive oxide layer 33 has a larger light transmittance than the second transparent conductive oxide layer 34. Meanwhile, since the second transparent conductive oxide layer 34 is made of a material having excellent electrical conductivity, the second transparent conductive oxide layer 34 has a greater conductivity than the first transparent conductive oxide layer 33.

또한, 제2 투명전도성 산화물층(34)은 제1 투명전도성 산화물층(33)보다 더 큰 일함수를 갖는다.In addition, the second transparent conductive oxide layer 34 has a larger work function than the first transparent conductive oxide layer 33.

제1 투명전도성 산화물층(33)과 제2 투명전도성 산화물층(34)은 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7 및 Sr4Ru3O10 등으로 이루어질 수 있다. 제1 투명전도성 산화물층(33)과 제2 투명전도성 산화물층(34)은 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 투명전도성 산화물층(34)은 제1 투명전도성 산화물층(33)을 템플릿으로 하여 성장 형성될 수 있다.The first transparent conductive oxide layer 33 and the second transparent conductive oxide layer 34 are indium tin oxide (ITO), Al-doped zinc oxide (AZO), Zn-doped indium oxide (IZO), and MgO. , Nb: SrTiO3, Ga-doped ZnO (GZO), Nb-doped TiO2, (La0.5Sr0.5) CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-doped Tin oxide, Sr 3 Ru 2 O 7 and Sr 4 Ru 3 O 10. The first transparent conductive oxide layer 33 and the second transparent conductive oxide layer 34 may be formed by vapor deposition or the like. In addition, the second transparent conductive oxide layer 34 may be grown by using the first transparent conductive oxide layer 33 as a template.

반도체층(30)이 실리콘 웨이퍼로 이루어지고, 제1 투명전도성 산화물층(23)이 AZO로 이루어지고, 제2 투명전도성 산화물층(24)이 ITO로 이루어질 수 있다.The semiconductor layer 30 may be formed of a silicon wafer, the first transparent conductive oxide layer 23 may be made of AZO, and the second transparent conductive oxide layer 24 may be made of ITO.

제2 실시예에 따른 태양 전지(200)의 작용에 대하여 설명한다. 빛이 입사하면 P형 반도체층(32)과 N형 반도체층(31)이 접하는 제1 공핍영역에서 빛에 의하여 전자가 여기되고 여기된 전자는 N형 반도체층(31)으로 이동하여 전압차가 발생한다. 또한, N형 반도체층(31)과 쇼트키 접합층(35)이 접하는 부분에는 제2 공핍 영역이 형성되는 바, 빛이 입사하면 제2 공핍 영역에서 자유 전자가 발생하고, 이에 따라 전압차가 발생한다. N형 반도체층(31)에 전자가 축적되면 터널 효과(tunnel effect)에 의하여 전자가 장벽을 넘어서 쇼트키 접합층(35)으로 이동하여 외부로 인출될 수 있다.The operation of the solar cell 200 according to the second embodiment will be described. When light is incident, electrons are excited by light in the first depletion region where the P-type semiconductor layer 32 and the N-type semiconductor layer 31 contact, and the excited electrons move to the N-type semiconductor layer 31 to generate a voltage difference. do. In addition, a second depletion region is formed at a portion where the N-type semiconductor layer 31 and the Schottky junction layer 35 contact each other, and when light is incident, free electrons are generated in the second depletion region, thereby generating a voltage difference. do. When electrons accumulate in the N-type semiconductor layer 31, electrons may move beyond the barrier to the Schottky junction layer 35 by the tunnel effect and be extracted to the outside.

본 실시예에 따르면 반도체층(30)이 하나의 태양 전지가 되고, N형 반도체층(31)과 쇼트키 접합층(35)이 다른 하나의 태양 전지가 되므로 2 개의 태양 전지가 직렬로 연결된 것과 동일한 효과를 갖는다. According to the present embodiment, since the semiconductor layer 30 becomes one solar cell and the N-type semiconductor layer 31 and the Schottky junction layer 35 become another solar cell, the two solar cells are connected in series. Has the same effect.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.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, and that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. Of course.

100, 200: 태양 전지 10, 30: 반도체층
21, 38: 전극 23, 33: 제1 투명전도성 산화물층
24, 34: 제2 투명전도성 산화물층 25, 35: 쇼트키 접합층
26: 재결합 방지층 27, 37: 축전 장치
31: N형 반도체층 32: P형 반도체층100, 200: solar cell 10, 30: semiconductor layer
21, 38: electrode 23, 33: first transparent conductive oxide layer
24 and 34: second transparent conductive oxide layers 25 and 35: Schottky junction layers
26: recombination prevention layer 27, 37: electrical storage device
31: N-type semiconductor layer 32: P-type semiconductor layer

Claims (22)

반도체층;
상기 반도체층에 쇼트키 접합되며, 제1 투명전도성 산화물층 및 제2 투명전도성 산화물층을 포함하는 쇼트키 접합층;
을 포함하고,
상기 제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층보다 더 큰 밴드갭을 갖고,
상기 제2 투명전도성 산화물층과 상기 반도체층 사이에 상기 제1 투명전도성 산화물층이 배치된 태양 전지.A semiconductor layer;
A Schottky junction layer bonded to the semiconductor layer and including a first transparent conductive oxide layer and a second transparent conductive oxide layer;
/ RTI >
The second transparent conductive oxide layer has a larger band gap than the first transparent conductive oxide layer,
And the first transparent conductive oxide layer disposed between the second transparent conductive oxide layer and the semiconductor layer. 제1 항에 있어서,
상기 제1 투명전도성 산화물층은 상기 제2 투명전도성 산화물층보다 더 큰 광투과성을 갖는 태양 전지.The method according to claim 1,
And the first transparent conductive oxide layer has a greater light transmittance than the second transparent conductive oxide layer. 제2 항에 있어서,
상기 쇼트키 접합층과 상기 반도체층 사이에 배치되며 절연성을 갖는 물질로 이루어진 재결합 방지층을 더 포함하는 태양 전지.The method of claim 2,
And a recombination preventing layer disposed between the schottky junction layer and the semiconductor layer and made of an insulating material. 제3 항에 있어서,
상기 반도체층은 P형 반도체층과 상기 P형 반도체층에 PN접합된 N형 반도체층을 갖는 태양 전지.The method of claim 3,
And the semiconductor layer has a P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer PN bonded to the P-type semiconductor layer. 제4 항에 있어서,
상기 N형 반도체층이 상기 쇼트키 접합층과 쇼트키 접합되며 상기 쇼트키 접합층은 상기 N형 반도체층 보다 더 큰 일함수를 갖는 태양 전지.5. The method of claim 4,
And the schottky junction layer and the schottky junction layer have a larger work function than the n-type semiconductor layer. 제4 항에 있어서,
상기 P형 반도체층이 상기 쇼트키 접합층과 쇼트키 접합되며 상기 쇼트키 접합층은 상기 P형 반도체층 보다 더 작은 일함수를 갖는 태양 전지.5. The method of claim 4,
And the schottky junction layer and the schottky junction layer have a smaller work function than the p-type semiconductor layer. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층보다 더 큰 일함수를 갖는 태양 전지.The method according to claim 1,
The second transparent conductive oxide layer has a larger work function than the first transparent conductive oxide layer. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 투명전도성 산화물층 또는 상기 제2 투명전도성 산화물층은 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7, Sr4Ru3O10로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어진 태양 전지.The method according to claim 1,
The first transparent conductive oxide layer or the second transparent conductive oxide layer may include indium-tin-oxide (ITO), Al-doped zinc oxide (AZO), Zn-doped indium oxide (IZO), MgO, and Nb: SrTiO3. Ga-doped ZnO (GZO), Nb-doped TiO2, (La0.5Sr0.5) CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-doped tin oxide, Sr3Ru2O7 , Sr4Ru3O10 solar cell made of any one material selected from the group consisting of. 제1 항에 있어서,
상기 제1 투명전도성 산화물층은 AZO로 이루어진 태양 전지.The method according to claim 1,
The first transparent conductive oxide layer is a solar cell made of AZO. 제11 항에 있어서,
상기 제2 투명전도성 산화물층은 ITO로 이루어진 태양 전지.12. The method of claim 11,
The second transparent conductive oxide layer is made of ITO solar cell. 제12 항에 있어서,
상기 반도체층은 실리콘 웨이퍼로 이루어진 태양 전지.The method of claim 12,
The semiconductor layer is a solar cell made of a silicon wafer. 제12 항에 있어서,
상기 제2 투명전도성 산화물층은 상기 제1 투명전도성 산화물층을 기반으로 하여 이종접합 성장(Hetero-epitaxy growth)으로 형성된 태양 전지.The method of claim 12,
The second transparent conductive oxide layer is formed of heterojunction growth (Hetero-epitaxy growth) based on the first transparent conductive oxide layer. 제14 항에 있어서,
상기 제2 투명전도성 산화물층의 우선 성장 방향은 (111)면인 태양 전지.15. The method of claim 14,
The preferential growth direction of the second transparent conductive oxide layer is a (111) plane solar cell. 제1 항에 있어서,
상기 제2 투명전도성 산화물층과 접하도록 제3 투명전도성 산화물층이 배치되며, 상기 제3 투명전도성 산화물층의 전기 전도성은 상기 제2 투명전도성 산화물층의 전기 전도성보다 큰 태양 전지.The method according to claim 1,
A third transparent conductive oxide layer is disposed in contact with the second transparent conductive oxide layer, the electrical conductivity of the third transparent conductive oxide layer is greater than the electrical conductivity of the second transparent conductive oxide layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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