KR101274433B1 - Silicon thin film solar cell manufacturing method and the Silicon thin film solar cell manufactured using the method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 투명 기판과 전극층 사이에 산화마그네슘 막을 형성하여, 투명기판과 전극층 사이에 반사율을 감소시킴과 동시에 확산 투과율을 증가시키게 되므로, 실리콘 박막 태양전지의 반사율을 감소시킴으로써 효율을 증가시키는데 있다. The present invention relates to a method for manufacturing a silicon thin film solar cell and a silicon thin film solar cell manufactured by the same, the technical problem to be solved is to form a magnesium oxide film between the transparent substrate and the electrode layer, reducing the reflectance between the transparent substrate and the electrode layer At the same time, the diffusion transmittance is increased, thereby increasing the efficiency by reducing the reflectance of the silicon thin film solar cell.
Description
본 발명은 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a silicon thin film solar cell and a silicon thin film solar cell manufactured through the same.
태양 전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심 소자로, 그 응용 범위가 점차 확산되고 있다. 이러한 태양 전지 중, 유리와 같은 투명기판에 광흡수층인 실리콘을 박막형태로 증착하여 사용함으로써 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있는 실리콘 박막 태양전지가 주목을 받고 있다. Solar cells are a key component of photovoltaic power generation that converts sunlight directly into electricity, and its application range is gradually spreading. Among such solar cells, silicon thin film solar cells that can significantly lower the manufacturing cost by depositing and using silicon, which is a light absorption layer, on a transparent substrate such as glass in a thin film form have attracted attention.
실리콘 박막 태양 전지는, 가장 처음으로 개발되어 보급되기 시작한 비정질 실리콘(amorphous, a-Si:H) 태양 전지와, 광 흡수 효율을 향상시키기 위한 미세 결정 실리콘 (microcrystalline silicon, μc-Si:H) 태양 전지 등을 포함한다. 또한, 실리콘 박막 태양 전지는 밴드갭이 다른 상기 두 태양전지를 적층 하여 만든 탠덤(tandem) 구조(a-Si:H/ μc-Si:H)의 실리콘 박막 태양전지도 이용되고 있다. Silicon thin film solar cells are the first to be developed and introduced into amorphous silicon (amorphous, a-Si: H) solar cells, and microcrystalline silicon (μc-Si: H) solar cells to improve light absorption efficiency. Batteries and the like. In addition, a silicon thin film solar cell having a tandem structure (a-Si: H / μc-Si: H) formed by stacking two solar cells having different band gaps is used.
실리콘 박막 태양전지는 실리콘 박막 자체의 특성에 대해서는 최적화가 많이 되어, 다른 방향에서의 효율 향상에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그중에서도 실리콘 박막 태양전지의 효율 향상을 위해 가장 중요시 되는 기술은 빛을 포획(light trapping)하는 기술로, 특히 입사하는 빛이 실리콘에 흡수되어 전기를 생산하기 전에 반사로 인해 손실되는 광손실을 최소화하는 실리콘 박막 태양전지의 개발에 대한 관심이 높다.The silicon thin film solar cell has been optimized for the characteristics of the silicon thin film itself, and research on improving efficiency in other directions has been actively conducted. Among them, the most important technology for improving the efficiency of silicon thin film solar cells is light trapping, which minimizes the loss of light due to reflection before the incident light is absorbed by the silicon to produce electricity. There is a high interest in the development of silicon thin film solar cells.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 투명 기판과 전극층 사이에 산화마그네슘 막을 형성하여, 투명기판과 전극층 사이에 반사율을 감소시킴과 동시에 확산 투과율을 증가시키게 되므로, 실리콘 박막 태양전지의 반사율을 감소시킴으로써 효율을 증가시킬 수 있는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지를 제공하는데 있다.The present invention is to overcome the above-mentioned problems, the object of the present invention is to form a magnesium oxide film between the transparent substrate and the electrode layer, reducing the reflectance between the transparent substrate and the electrode layer and at the same time increases the diffusion transmittance, The present invention provides a method for manufacturing a silicon thin film solar cell which can increase efficiency by reducing the reflectance of a silicon thin film solar cell, and a silicon thin film solar cell manufactured through the same.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지는 투명기판 상에 산화마그네슘 막을 형성하는 산화마그네슘 막 형성 단계와, 상기 산화마그네슘 막상에 제1전극층을 적층하여 형성하는 제1전극층 형성 단계와, 상기 제1전극층 상에 제1반사 방지막을 형성하는 제1반사 방지막 형성 단계와, 상기 제1반사 방지막 상에 실리콘층을 형성하는 실리콘층 형성 단계 및, 상기 실리콘층 상에 제2전극층을 적층하여 형성하는 제2전극층 형성 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. In order to achieve the above object, a method of manufacturing a silicon thin film solar cell according to the present invention, and a silicon thin film solar cell manufactured through the same, include a magnesium oxide film forming step of forming a magnesium oxide film on a transparent substrate, and Forming a first electrode layer by laminating a first electrode layer, forming a first antireflection film on the first electrode layer, and forming a silicon layer on the first antireflection film And forming a second electrode layer formed by stacking a second electrode layer on the silicon layer.
상기 산화마그네슘 막 형성 단계에서는 상기 산화마그네슘 막을 상기 투명기판의 상면에 20 내지 80 nm의 두께로 형성할 수 있다. In the magnesium oxide film forming step, the magnesium oxide film may be formed to a thickness of 20 to 80 nm on the upper surface of the transparent substrate.
상기 산화마그네슘 막 형성 단계에서는 상기 산화마그네슘 막을 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여, 상기 투명 기판에 증착할 수 있다. In the forming of the magnesium oxide film, the magnesium oxide film may be deposited on the transparent substrate by using an RF magnetron sputter.
상기 제1전극층 형성 단계에서 형성된 상기 제1전극층은 투명 전극층으로 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)일 수 있다. The first electrode layer formed in the first electrode layer forming step may be zinc oxide (AZO) doped with aluminum as a transparent electrode layer.
상기 제1전극층 형성단계에서는 상기 제1전극층을 상기 산화마그네슘 막 상면에 1 내지 1.2㎛의 두께로 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 형성할 수 있다.In the first electrode layer forming step, the first electrode layer may be formed on the magnesium oxide film by using a DC magnetron sputter having a thickness of 1 to 1.2 μm.
상기 제1전극층 형성 단계에서는 상기 제1전극층을 형성한 후에 상기 제1전극층의 상면을 습식 식각액에 의해 식각하여 요철을 형성할 수 있다. In the forming of the first electrode layer, after forming the first electrode layer, the top surface of the first electrode layer may be etched with a wet etching solution to form irregularities.
상기 습식 식각액은 염화수소 수용액일 수 있다. The wet etching solution may be an aqueous hydrogen chloride solution.
상기 제1반사 방지막은 니오븀이 도핑된 이산화 타이타늄(NTO)일 수 있다.The first anti-reflection film may be titanium dioxide (NTO) doped with niobium.
상기 실리콘층 형성 단계 이전에는 상기 제1반사방지막 상에 상기 제1반사방지막을 보호하기 위한 보호막을 형성하는 보호막 형성단계를 더 포함할 수 있다. Prior to the forming of the silicon layer, the protective film forming step of forming a protective film for protecting the first anti-reflection film on the first anti-reflection film may be further included.
상기 보호막은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)일 수 있다.The passivation layer may be zinc oxide (AZO) doped with aluminum.
상기 실리콘층은 pin구조의 미세 결정 실리콘일 수 있다.The silicon layer may be pin crystalline silicon.
상기 제2전극층 형성 단계 이전에 상기 실리콘층 형성단계에서 형성된 상기 실리콘층 상에 제2반사 방지막을 형성하는 제2반사 방지막 형성 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include a second anti-reflection film forming step of forming a second anti-reflection film on the silicon layer formed in the silicon layer forming step before the second electrode layer forming step.
제2반사 방지막 형성 단계에서 형성된 상기 제2반사 방지막은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)과, 은이 순차적으로 적층된 다층 박막일 수 있다.The second anti-reflection film formed in the step of forming the second anti-reflection film may be a multilayer thin film in which zinc oxide (AZO) doped with aluminum and silver are sequentially stacked.
상기 제2전극층 형성 단계에서 형성된 상기 제2전극층은 알루미늄일 수 있다.The second electrode layer formed in the second electrode layer forming step may be aluminum.
본 발명에 의한 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지는 투명 기판과 전극층 사이에 산화마그네슘 막을 형성하여, 투명기판과 전극층 사이에 반사율을 감소시킴과 동시에 확산 투과율을 증가시키게 되므로, 실리콘 박막 태양전지의 반사율을 감소시킴으로써 효율을 증가시킬 수 있게 된다.The method for manufacturing a silicon thin film solar cell according to the present invention and the silicon thin film solar cell manufactured through the same form a magnesium oxide film between the transparent substrate and the electrode layer, thereby reducing the reflectance between the transparent substrate and the electrode layer and increasing the diffusion transmittance. Therefore, the efficiency can be increased by reducing the reflectance of the silicon thin film solar cell.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1의 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 비교군의 XRD 구조 분석 파형도이다.
도 4는 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 비교군의 습식 식각 이후의 제1전극층의 표면 분석 결과도이다.
도 5는 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 비교군의 습식 식각 이후의 제1전극층의 광학적 특성을 분석한 결과도이다.
도 6은 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 제1비교군 및 제2비교군의 반사율 측정 결과 파형이다.
도 7은 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 제1비교군 및 제2비교군의 EQE의 결과 파형이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a silicon thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
2A to 2H are cross-sectional views illustrating respective steps of the method of manufacturing the silicon thin film solar cell of FIG. 1.
3 is an XRD structure analysis waveform diagram of a silicon thin film solar cell manufactured by FIG. 1 and a comparative group.
4 is a surface analysis result diagram of a silicon thin film solar cell manufactured by FIG. 1 and a first electrode layer after wet etching of a comparative group.
FIG. 5 is a result of analyzing optical characteristics of the silicon thin film solar cell manufactured by FIG. 1 and the first electrode layer after the wet etching of the comparative group.
6 is a graph illustrating reflectance measurement results of a silicon thin film solar cell manufactured by FIG. 1 and a first comparison group and a second comparison group.
7 is a result waveform of the EQE of the silicon thin film solar cell manufactured by FIG. 1 and the first and second comparison groups.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred 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. Here, parts having similar configurations and operations throughout the specification are denoted by the same reference numerals.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다.1, a flowchart illustrating a method of manufacturing a silicon thin film solar cell according to an embodiment of the present invention is shown.
도 1에서 도시된 바와 같이 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법은 기판 준비 단계(S1), 산화마그네슘 막 형성 단계(S2), 제1전극층 형성 단계(S3), 제1반사방지막 형성 단계(S4), 보호막 형성 단계(S5), 실리콘층 형성 단계(S6), 제2반사방지막 형성 단계(S7) 및 제2전극층 형성 단계(S8)를 포함한다. 이러한, 상기 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법은 하기할 도 2a 내지 도 2h를 참조하여 자세히 설명하고자 한다. As shown in FIG. 1, the method of manufacturing a silicon thin film solar cell includes a substrate preparation step (S1), a magnesium oxide film forming step (S2), a first electrode layer forming step (S3), a first antireflection film forming step (S4), A protective film forming step (S5), a silicon layer forming step (S6), a second anti-reflective film forming step (S7) and a second electrode layer forming step (S8). Such a method of manufacturing the silicon thin film solar cell will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2H.
우선 기판 준비 단계(S1)에서는 평평한 투명 기판(110)을 세정하여 준비한다. 상기 투명 기판(110)은 유리 기판이며, 1.5정도의 굴절률을 갖는다.First, in the substrate preparation step S1, the flat
도 2a에 도시된 상기 산화마그네슘 막 형성 단계(S2)에서는 투명 기판(110) 상에 산화마그네슘 막(120, MgO)을 형성한다. 상기 산화마그네슘 막(120)은 투명 기판(110)의 상면에 RF 마그네트론 스퍼터(Magnetron sputter)를 이용하여 증착될 수 있다. 이때 산화마그네슘 막(120)은 20nm 내지 80 nm의 두께로 증착될 수 있다. 이러한 산화마그네슘 막(120)은 대략 1.65 내지 1.8 정도의 굴절률을 갖는다. 이러한 산화마그네슘 막(120)은 입사한 빛이 외부로 반사되어 광손실이 발생하는 것을 방지하기 위해 형성된다. In the magnesium oxide film forming step S2 illustrated in FIG. 2A, a magnesium oxide film 120 (MgO) is formed on the
도 2b에 도시된 바와 같이 제1전극층 형성 단계(S3)에서는 상기 산화마그네슘 막(120)상에 제1전극층(130a)을 적층한다. 상기 제1전극층(130a)은 투명전극층으로 알루미늄이 도핑된 산화 아연(이하"AZO", Al-doped ZnO)으로 이루어진다. 상기 AZO로 이루어진 제1전극층(130)은 1.9 내지 2.0정도의 굴절률을 갖는다. 또한 제1전극층(130a)은 산화마그네슘 막(120)의 상면에 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 증착될 수 있다. 이때 제1전극층(130a)은 1 내지 1.2㎛의 두께로 증착될 수 있다.As shown in FIG. 2B, in the first electrode layer forming step S3, the
그리고 도 2c에 도시된 바와 같이 제1전극층 형성 단계(S3)에서는 산화마그네슘 막(120) 상에 적층된 AZO인 제1전극층(130a)의 상면을 습식 식각액에 의해 1 내지 2분가량 식각하여, 요철(131)을 형성하여 제1전극층(130)을 형성한다. 이때 상기 습식 식각액은 염화수소(HCl)로, 요철 형성이 용이하도록 0.5%로 희석된 염화수소 수용액을 이용할 수 있다. 이와 같이 투명 기판(110)에 산화마그네슘 막(120)과 제1전극층(130)이 순차적으로 적층되어, 태양전지의 빛이 입사되는 투명 기판(110)부터 내측으로 갈수록 굴절률이 순차적으로 증가하게 되어 굴절률 변화 경사의 완화로 인해, 산화마그네슘 막이 없을 경우에 비해서 빛의 반사율을 줄일 수 있다. 상기 산화마그네슘 막(120) 상에 제1전극층(130)이 적층되어, 빛 반사가 줄어드는 것에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하고자 한다. In the first electrode layer forming step S3, as illustrated in FIG. 2C, the upper surface of the
도 3을 참조하면, 투명 기판(110) 상에 산화마그네슘 막(120)과 제1전극층(130)이 순차적으로 적층되었을 경우인 본발명군(a)과 투명 기판(110) 상에 산화마그네슘 막(120) 없이 제1전극층(130)만 적층되었을 경우인 비교군(b)의 XRD(X-Ray Diffraction) 구조 분석 파형이 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 XRD 구조 분석 파형에서 본발명군(a)의 경우 비교군(b)에 비해, (002) 피크(peak)가 더 작다. 즉, 본발명군(a)의 경우 산화마그네슘 막(120)이 개재되어 제1전극층(130)의 결정성이 비교군(b)에 비해 더 약하다. 상기 제1전극층(130)의 결정성 약화는 제1전극층(130)을 식각 용액에 의해 식각하여, 요철 형성 시 영향을 미치게 된다.Referring to FIG. 3, the
도 4를 참조하면, 투명 기판(110) 상에 산화마그네슘 막(120)과 제1전극층(130)이 순차적으로 적층되었을 경우인 본발명군(a)과 투명 기판(110) 상에 산화마그네슘 막(120) 없이 제1전극층(130)만 적층되었을 경우인 비교군(b)의 습식 식각 이후의 표면 분석 결과가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본발명군(a)은 제1전극층(130)을 습식 식각 후 표면에 형성된 요철 구조가 비교군(b)에 비해서 더 형성이 잘 된 것을 알 수 있다. 이와 같이 본발명군(a)의 요철 구조가 더 잘 생성된 것은, 산화마그네슘 막(120) 상에 형성된 제1전극층(130)의 결정성이 비교군(b)에 비해서 약해졌기 때문이다. 또한 본발명군(a)은 제1전극층(130)의 요철에 의해 형성된 홈의 크기가 비교군(b)에 비해서 더 크게 형성된 것을 볼 수 있는데, 이는 단파장 및 장파장까지 빛을 산란시키기에 더 유리한 구조가 된다. Referring to FIG. 4, the
도 5를 참조하면, 투명 기판(110) 상에 산화마그네슘 막(120)과 제1전극층(130)이 순차적으로 적층하고 습식 식각 후의 경우인 본발명군(a)과 투명 기판(110) 상에 산화마그네슘 막(120) 적층 없이 제1전극층(130)만 적층하고 습식 식각 후의 경우인 비교군(b)의 제1전극층(130)의 광학적 특성을 분석한 결과가 도시되어 있다. 상기 광학적 특성은, 투명 기판(110) 방향에서 제1전극층(130)을 통해 입사되는 기본 투과율(T_a, Tb)과, 제1전극층(130) 내에서 확산되어 퍼지는 빛의 성분 비율인 확산 투과율(DT_a, DT_b)로 나눠진다. 그리고 본발명군(a)의 광학적 특성 결과는 산화마그네슘 막(120)의 적층 두께가 25nm일 경우이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본발명군(a)의 기본 투과율(T_a)은 비교군(b)의 기본 투과율(T_b)과 유사하나, 본발명군(a)의 확산 투과율(DT_a)은 비교군(b)의 확산 투과율(DT_b)에 비해서 전 파장 대역에서 증가되었다. 이와 같이 본발명군(a)의 확산 투과율(DT_a)은 도 4에 도시된 바와 같이 습식 식각시 요철구조가 비교군(b)에 비해서 본발명군(a)이 더 잘 형성되어, 빛을 더욱 크게 산란시킬 수 있기 때문에 비교군(b)의 확산 투과율(DT_b)에 비해 증가하게 된다. Referring to FIG. 5, the
도 2d에 도시된 바와 같이 제1반사방지막 형성 단계(S4)에서는 제1전극층(130) 상에 제1반사 방지막(140)을 형성한다. 상기 제1반사 방지막(140)은 니오븀이 도핑된 이산화 티타늄(이하 "NTO", Nb-doped TiO2)으로 이루어진다. 상기 제1반사 방지막(140)은 제1전극층(130)의 상면에 30 내지 50nm의 두께로 증착될 수 있다. 이때 제1반사 방지막(140)은 제1전극층(130)에 형성된 요철에 의해, 요철을 갖도록 형성된다. 상기 제1반사 방지막(140)은 제1전극층(130)과, 하기할 실리콘 층(160) 사이의 빛 반사를 최소화하기 위해 형성된다. As shown in FIG. 2D, the first anti-reflection film forming step S4 forms the first
도 2e에 도시된 바와 같이 보호막 형성 단계(S5)에서는 제1반사 방지막(140)상에 제1반사 방지막(140)을 보호하기 위한 보호막(150)을 형성한다. 상기 보호막(150)은 AZO로, 제1반사 방지막(140) 상에 8nm 내지 12nm의 두께로 증착하여 형성할 수 있다. 상기 보호막(150)은 하기할 실리콘층 형성 단계(S6)에서, 실리콘 증착시 수소 플라즈마에 의해 제1반사 방지막(140)인 NTO가 식각되는 것을 방지하기 위해, 제1반사 방지막(140)의 상면에 형성된다. As shown in FIG. 2E, in the protective film forming step S5, a
도 2f에 도시된 바와 같이 실리콘층 형성 단계(S6)에서는 보호막(150)의 상면에 실리콘층(160)을 형성한다. 상기 실리콘층(160)은 복수의 비정질 실리콘층(p층, i층, n층)을 형성할 때, p층과 i층 사이에 금속층을 개재하고, 열처리를 통해 복수의 다결정 실리콘층으로 결정화하여 형성할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 그리고 실리콘층(160)은 p층, i층, n층이 순차적으로 배열된 복수의 다결정 실리콘층으로, pin 구조를 이루는 미세결정 실리콘(μc-Si:H)일 수 있다. 상기 실리콘층(160)은 1.5㎛의 두께로 형성할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. As illustrated in FIG. 2F, the
도 2g에 도시된 바와 같이 제2반사방지막 형성단계(S7)에서는 실리콘층(160) 상에 제2반사방지막(170)을 형성한다. 상기 제2반사방지막(170)은 AZO와, 은(Ag)이 순차적으로 적층된 다층 박막으로 이루어질 수 있다. 그리고 제2반사방지막(170)은 실리콘층(160)과, 하기할 제2전극층(180) 사이의 빛 반사를 최소화하기 위해 형성된다. As shown in FIG. 2G, in the second anti-reflection film forming step S7, the second
도 2h에 도시된 바와 같이, 제2전극층 형성 단계(S8)에서는 제2반사방지막(170) 상에 제2전극층(180)을 형성한다. 상기 제2전극층(180)은 알루미늄(Al)로 이루어질 수 있다. 이와 같이 투명 기판(110)상에 산화마그네슘 막(120), 제1전극층(130), 제1반사 방지막(140), 보호막(150), 실리콘층(160), 제2반사방지막(170) 및 제2전극층(180)을 순차적으로 형성하여 실리콘 박막 태양 전지(100)를 제조할 수 있다. As shown in FIG. 2H, in the second electrode layer forming step S8, the
도 6을 참조하면, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 반사율(x)와, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)에서 산화마그네슘 막(120)이 형성되지 않았을 경우인 제1비교군의 반사율(y)과, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 구조에서 산화마그네슘 막(120)과 제1반사 방지막(140)이 형성되지 않았을 경우인 제2비교군의 반사율(z)의 측정 결과 파형이 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 제1비교군의 반사율(y)의 경우, 제2비교군의 반사율(z)에 비해 반사율이 감소된다. 그리고 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 반사율(x)의 경우, 제1비교군의 반사율(y)과 제2비교군의 반사율(z)에 비해서 현저히 감소된다. 즉, 실리콘 박막 태양 전지(100)는 산화마그네슘 막(120)을 적용하여, 투명 기판(110)과 제1전극층(130) 사이의 반사율을 감소시킴과 동시에 확산 투과율을 증가시킬 수 있으므로, 전체적인 반사율을 감소시킬 수 있다. Referring to FIG. 6, a first comparative group in which the reflectance x of the silicon thin film
도 7을 참조하면, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 외부양자효율(X)(이하 "EQE", External quantum efficiency)과, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)에서 산화마그네슘 막(120)이 형성되지 않았을 경우인 제1비교군의 EQE(Y)와, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)에서 산화마그네슘 막(120)과 제1반사 방지막(140)이 형성되지 않았을 경우인 제2비교군의 EQE(Z)의 결과 파형이 도시되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 제1비교군의 EQE(Y)와 제2비교군의 EQE(Z)에 비해 더 높게 측정되었다. 즉, 도 7의 EQE 결과를 통해, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 효율이 가장 큰 것을 알 수 있다. 이와 같은 EQE를 통해 산출된 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 전지 효율은, 산화마그네슘 막(120)과 제1반사 방지막(140)이 형성되지 않았을 경우의 태양전지의 전지 효율에 비해 비해서, 증가되는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 7, the external quantum efficiency X (hereinafter referred to as “EQE”, External quantum efficiency) of the silicon thin film
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out the method of manufacturing a silicon thin film solar cell according to the present invention and the silicon thin film solar cell produced by the same, the present invention is not limited to the above embodiment, As claimed in the claims, any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
100; 실리콘 박막 태양전지
110; 투명 기판 120; 산화마그네슘 막
130; 제1전극층 140; 제1반사 방지막
150; 보호막 160; 실리콘층
170; 제2반사방지막 180; 제2전극층100; Silicon thin film solar cell
110;
130; A
150; A
170;
Claims (15)
상기 산화마그네슘 막상에 제1전극층을 적층하여 형성하는 제1전극층 형성 단계;
상기 제1전극층 상에 제1반사 방지막을 형성하는 제1반사 방지막 형성 단계;
상기 제1반사 방지막 상에 실리콘층을 형성하는 실리콘층 형성 단계; 및
상기 실리콘층 상에 제2전극층을 적층하여 형성하는 제2전극층 형성 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.A magnesium oxide film forming step of forming a magnesium oxide film on the transparent substrate;
Forming a first electrode layer by laminating a first electrode layer on the magnesium oxide film;
Forming a first anti-reflection film on the first electrode layer;
Forming a silicon layer on the first anti-reflection film; And
And forming a second electrode layer by laminating a second electrode layer on the silicon layer.
상기 산화마그네슘 막 형성 단계에서는
상기 산화마그네슘 막을 상기 투명기판의 상면에 20 내지 80 nm의 두께로 형성하는 것은 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 1,
In the magnesium oxide film forming step
The magnesium oxide film is formed on the upper surface of the transparent substrate with a thickness of 20 to 80 nm, the manufacturing method of the silicon thin film solar cell.
상기 산화마그네슘 막 형성 단계에서는
상기 산화마그네슘 막을 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여, 상기 투명 기판에 증착하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 2,
In the magnesium oxide film forming step
And depositing the magnesium oxide film on the transparent substrate by using an RF magnetron sputter.
상기 제1전극층 형성 단계에서 형성된 상기 제1전극층은 투명 전극층으로 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 1,
The first electrode layer formed in the first electrode layer forming step is a method of manufacturing a silicon thin film solar cell, characterized in that the aluminum oxide doped zinc oxide (AZO) as a transparent electrode layer.
상기 제1전극층 형성단계에서는
상기 제1전극층을 상기 산화마그네슘 막 상면에 1 내지 1.2㎛의 두께로 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method of claim 4,
In the first electrode layer forming step
The first electrode layer is formed on the upper surface of the magnesium oxide film with a thickness of 1 to 1.2 ㎛ using a DC magnetron sputter, the manufacturing method of a silicon thin film solar cell.
상기 제1전극층 형성 단계에서는
상기 제1전극층을 형성한 후에 상기 제1전극층의 상면을 습식 식각액에 의해 식각하여 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 1,
In the first electrode layer forming step
And after forming the first electrode layer, the upper surface of the first electrode layer is etched by a wet etchant to form irregularities.
상기 습식 식각액은 염화수소 수용액인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method of claim 6,
The wet etching solution is a method of manufacturing a silicon thin film solar cell, characterized in that the aqueous solution of hydrogen chloride.
상기 제1반사 방지막은 니오븀이 도핑된 이산화 타이타늄(NTO)인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 1,
The first anti-reflection film is a method of manufacturing a silicon thin film solar cell, characterized in that the niobium doped titanium dioxide (NTO).
상기 실리콘층 형성 단계 이전에는
상기 제1반사방지막 상에 상기 제1반사방지막을 보호하기 위한 보호막을 형성하는 보호막 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 1,
Before forming the silicon layer
And a protective film forming step of forming a protective film for protecting the first anti-reflective film on the first anti-reflective film.
상기 보호막은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 9,
The protective film is a method of manufacturing a silicon thin film solar cell, characterized in that the aluminum oxide doped zinc oxide (AZO).
상기 실리콘층은 pin구조의 미세 결정 실리콘인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 1,
The silicon layer is a manufacturing method of a silicon thin film solar cell, characterized in that the pin structure of the fine crystal silicon.
상기 제2전극층 형성 단계 이전에
상기 실리콘층 형성단계에서 형성된 상기 실리콘층 상에 제2반사 방지막을 형성하는 제2반사 방지막 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 1,
Before forming the second electrode layer
And a second anti-reflection film forming step of forming a second anti-reflection film on the silicon layer formed in the silicon layer forming step.
제2반사 방지막 형성 단계에서 형성된 상기 제2반사 방지막은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)과, 은이 순차적으로 적층된 다층 박막인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method of claim 12,
The second anti-reflection film formed in the step of forming the second anti-reflection film is a method for manufacturing a silicon thin film solar cell, characterized in that the zinc oxide (AZO) doped with aluminum and a multilayer thin film in which silver is sequentially stacked.
상기 제2전극층 형성 단계에서 형성된 상기 제2전극층은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법.The method according to claim 1,
The method of manufacturing a silicon thin film solar cell, wherein the second electrode layer formed in the second electrode layer forming step is aluminum.
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