KR101299584B1 - Thin-film solar cell and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판상에 전극층을 형성하는 단계와, 상기 전극층 상에 셀레늄(Se) 층을 형성하는 단계 및 상기 셀레늄층 상에 광흡수층을 형성하는 단계를 포함하는 박막태양전지 제조방법 및 이러한 공정에 의해 제조된 박막태양전지를 제공할 수 있다. The present invention provides a thin film solar cell manufacturing method comprising the steps of forming an electrode layer on the substrate, a step of forming a selenium (Se) layer on the electrode layer and a light absorption layer on the selenium layer and such a process It can provide a thin film solar cell manufactured by.

Description

박막 태양전지 및 그 제조방법{Thin-film solar cell and its manufacturing method}Thin film solar cell and its manufacturing method {Thin-film solar cell and its manufacturing method}

본 발명은, 박막태양전지에 관한 것으로서 보다 상세하게는 전극층과 광흡수층의 결합력이 향상된 박막태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a thin film solar cell, and more particularly, to a thin film solar cell having improved bonding strength between an electrode layer and a light absorbing layer, and a method of manufacturing the same.

CIS(Cu-In-Se) 물질을 흡수층으로 사용하는 태양전지를 제조하는 방법은 크게 진공에서의 증착을 이용하는 방법과, 비진공에서 전구체 물질을 도포한 후 이를 고온 열처리하는 방법이 있다. 그 중, 진공 증착에 의한 방법은 고효율의 흡수층을 제조할 수 있는 장점이 있는 반면에, 대면적의 흡수층 제조시에 균일성이 떨어지고 고가의장비를 사용하여야 하는 단점을 지니고 있다. 반면에, 전구체 물질 도포 후 고온 열처리하는 방법은 대면적을 균일하게 제조할 수 있으나, 흡수층의 효율이 낮다는 단점을 가지고 있다.The solar cell manufacturing method using a CIS (Cu-In-Se) material as an absorbing layer is largely a method using a vacuum deposition, and a method of applying a precursor material in a non-vacuum and then a high temperature heat treatment. Among them, the vacuum deposition method has the advantage of producing a highly efficient absorbing layer, while having a disadvantage of inferior uniformity and the use of expensive equipment when manufacturing a large-area absorbing layer. On the other hand, the method of high temperature heat treatment after applying the precursor material can produce a large area uniformly, but has the disadvantage of low efficiency of the absorbing layer.

상기 전구체 물질을 이용한 흡수층 제조방법 중, 양산 공정에 실용화되기 가장 적합한 방법으로는, 금속 산화물 혼합물의 페이스트를 기재 상에 코팅한 후에 이를 열처리하여 흡수층을 제조하는 방법을 들 수 있다. 이러한 방법은 균일한 흡수층을 저비용으로 제조할 수 있는 장점은 있지만, 전구체로 사용하는 금속 산화물이 화학적 및 열적으로 매우 안정한 물질이므로, 최종 흡수층에서 큰 결정을 얻기 어렵고, 그 결과 효율이 낮아지는 단점이 있다.As a method of manufacturing an absorbent layer using the precursor material, the most suitable method for practical use in a mass production process may be a method of manufacturing an absorbent layer by coating a paste of a metal oxide mixture on a substrate and then heat treating it. This method has the advantage of producing a uniform absorbing layer at low cost, but since the metal oxide used as the precursor is a chemically and thermally very stable material, it is difficult to obtain large crystals in the final absorbing layer, resulting in lower efficiency. have.

그밖에, 일본 특허출원공개 제2001-053314호는 Cu 및 Se의 미분말과 In의 유기금속염을 포함하는 분산액을 도전성 기판 위에 피착하고, 비산화성 분위기하에 가열처리하여 박막을 형성하는 방법을 개시하고 있으나, 생산효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 일본 등록특허 제3589380호는 제3b 족 원소의 염과 6b족 원소를 포함한 유기물 및 산을 혼합한 용액중에 CuInSe2 를 담그는 것에 의해 CuInSe2를 형성하는 기술을 개시하고 있는바, 반응중에 CuInSe2 자체를 사용하여야 하고 전체적으로 낮은 반응수율을 나타낸다는 단점을 가지고 있다. 또한, 미국 등록특허 제6127202호는 금속 산화물 나노입자의 혼합물을 환원분위기 및 셀레늄 기체의 분위기 하에서 반응시켜 CIGS 를 만드는 방법을 개시하고 있고, 미국 등록특허 제6268014호는 금속 산화물과 산화물이 아닌 입자들을 혼합한 물질을 역시 환원 분위기 및 셀레늄 분위기를 이용하여 반응시키는 방법을 개시하고 있으나 이들 방법의 경우 셀레늄 분위기하에서 반응하므로 셀레늄의 손실이 크다는 단점이 있고, 분산, 결합 및 반응 균일성이 떨어지는 단점이 있다. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-053314 discloses a method of forming a thin film by depositing a dispersion containing fine powder of Cu and Se and an organometallic salt of In on a conductive substrate, and heat treatment in a non-oxidizing atmosphere. There is a disadvantage of low production efficiency. In addition, Japanese Patent No. 3589380 discloses a technique for forming CuInSe 2 by dipping CuInSe 2 in a solution in which a salt of a Group 3b element, an organic material containing a Group 6b element, and an acid are mixed. 2 has the disadvantage of using itself and showing low reaction yield overall. In addition, U. S. Patent No. 6127202 discloses a method for producing CIGS by reacting a mixture of metal oxide nanoparticles under an atmosphere of reducing atmosphere and selenium gas, and U. S. Patent No. 6280202 describes particles of metal oxides and non-oxides. A method of reacting a mixed material by using a reducing atmosphere and a selenium atmosphere is also disclosed. However, these methods have a disadvantage in that loss of selenium is large because the reaction is performed under a selenium atmosphere, and the dispersion, bonding, and reaction uniformity are inferior. .

결과적으로, 흡수층의 효율이 높고 대면적을 균일하게 제조할 수 있는 CIS계 흡수층을 제조하기 위해서는 셀레늄의 손실을 방지하고, 반응물들 간의 분산, 결합 및 반응 균일성이 향상된 CIS 화합물 코팅층을 형성하는 것이 중요하다.
As a result, in order to manufacture a CIS absorbent layer having high efficiency and a large area of the absorbent layer, it is necessary to prevent the loss of selenium and to form a CIS compound coating layer having improved dispersion, bonding and reaction uniformity between reactants. It is important.

본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해서 제조과정 중 셀레늄의 손실을 줄이고, 광흡수층의 효율이 높고 대면적을 균일하게 제조할 수 있는 박막태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a thin film solar cell and a method of manufacturing the same, which can reduce the loss of selenium during the manufacturing process, and can efficiently produce a large area and a large area in order to solve the conventional problems.

본 발명은, 기판상에 전극층을 형성하는 단계와, 상기 전극층 상에 셀레늄(Se) 층을 형성하는 단계 및 상기 셀레늄층 상에 광흡수층을 형성하는 단계를 포함하는 박막태양전지 제조방법 및 이러한 공정에 의해 제조된 박막태양전지를 제공할 수 있다.
The present invention provides a thin film solar cell manufacturing method comprising the steps of forming an electrode layer on the substrate, a step of forming a selenium (Se) layer on the electrode layer and a light absorption layer on the selenium layer and such a process It can provide a thin film solar cell manufactured by.

본 발명에 따르면, 제조과정 중 소비되는 셀레늄 양을 줄여서(10nm 이하) 그 손실을 최소화하고, 광흡수층의 효율을 증대시키며 대면적이 균일해지도록 제조할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to reduce the amount of selenium consumed during the manufacturing process (10 nm or less) to minimize the loss, increase the efficiency of the light absorbing layer, and to make the large area uniform.

도 1의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 일실시 형태에 따른 박막태양전지 제조방법의 공정을 나타내는 순서도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 박막태양전지의 구조를 나타내는 단면도이다. 1 (a) to (d) is a flow chart showing a process of a method for manufacturing a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the structure of a thin film solar cell according to another embodiment of the present invention.

본 발명은, 박막 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이하 사용되는 CIS는 구리-인듐-셀레늄(Cu-In-Se)의 혼합물 내지는 화합물을 의미하고, CIGS는 구리-인듐-갈륨-셀레늄(Cu-In-Ga-Se)의 혼합물 내지는 화합물을 의미한다.
The present invention relates to a thin film solar cell and a method of manufacturing the same, and CIS used below means a mixture or a compound of copper-indium selenium (Cu-In-Se), and CIGS refers to copper-indium-gallium-selenium ( Cu-In-Ga-Se) mixture or compound.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1의 (a) 내지 (d)는, 본 발명의 일실시 형태에 따른 박막태양전지 제조방법을 나타내는 순서도이다.1A to 1D are flowcharts illustrating a method for manufacturing a thin film solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 1의 (a)는, 기판(110) 상에 전극층(120)을 형성하는 공정이다.FIG. 1A is a step of forming the electrode layer 120 on the substrate 110.

상기 기판(110)은 단단한 재질의 기판 또는 유연성 재질의 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 기판으로 단단한 재질의 기판을 사용하는 경우, 유리 플레이트, 석영 플레이트, 실리콘 플레이트, 합성수지 플레이트, 금속 플레이트 등을 사용할 수 있다. 상기 합성수지로는 폴리에틸렌타프탈레이트(polyethylenenaphhtalate, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate: PET), 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 폴리노르보넨(polynorbornene), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES)등이 있다. 상기 금속플레이트로는 스테인리스 호일, 알루미늄 호일 등이 사용될 수 있다. The substrate 110 may use a rigid substrate or a flexible substrate. For example, when a substrate made of a rigid material is used as the substrate, a glass plate, a quartz plate, a silicon plate, a synthetic resin plate, a metal plate, or the like may be used. The synthetic resin may be polyethylenetaphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyacrylate, polyimide, polynorbornene, polyethersulfone, polyethersulfone, PES ). As the metal plate, stainless steel foil, aluminum foil, or the like may be used.

상기 전극층(120)은, 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등을 포함할 수 있다. 상기 전극층은 스퍼터링, 진공증착법 등으로 형성될 수 있다.
The electrode layer 120 may include molybdenum (Mo), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), copper (Cu), and the like. The electrode layer may be formed by sputtering, vacuum deposition, or the like.

도 1의 (b)는, 상기 전극층(120) 상에 셀레늄(Se)층(130)을 형성하는 공정이다.FIG. 1B illustrates a process of forming a selenium (Se) layer 130 on the electrode layer 120.

상기 셀레늄층(130)은 스퍼터링 등의 증착공정에 의해 진행될 수도 있으며, 또한, 셀레늄 또는 셀레늄화합물을 용액 상태로 코팅하여 진행될 수도 있다. 본 실시형태에서는, 비진공 공정에 의해 상기 셀레늄층(130)을 형성할 수 있다. 이는 이후에 진행되는 광흡수층 형성공정이 비진공 공정에 의해 진행될 때에 공정의 연속성을 확보할 수 있으며 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. The selenium layer 130 may be performed by a deposition process such as sputtering, or may be performed by coating selenium or a selenium compound in a solution state. In this embodiment, the selenium layer 130 can be formed by a non-vacuum step. This can ensure the continuity of the process when the light absorption layer forming process is to be carried out by a non-vacuum process to be carried out thereafter has the effect of reducing the cost.

본 실시형태에서, 상기 셀레늄층(130)은 10nm 이하의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
In the present embodiment, the selenium layer 130 may be formed to have a thickness of 10 nm or less.

도 1의 (c)는, 상기 셀레늄(Se) 층(130) 상에 광흡수층 전구체(140)를 형성하는 공정이다. FIG. 1C illustrates a process of forming the light absorption layer precursor 140 on the selenium (Se) layer 130.

상기 광흡수층 전구체(140)를 구성하는 물질은 CIS 계(구리-인듐-셀레늄) 또는 CIGS 계(구리-인듐-갈륨-셀레늄) 물질일 수 있으며, 상기 광흡수층 전구체(140)를 형성하는 공정은 공지된 비진공 공정에 의한 방법이 사용될 수 있다. 즉, 용액중에 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 셀레늄(Se) 소스를 넣어 반응시켜 CIGS 파우더를 만든후, 상기 파우더를 스프레이 방식, 닥터블레이드 방식, 또는 스크린 프린트 방식으로 상기 셀레늄 층(130) 상에 형성할 수 있다.
The material constituting the light absorption layer precursor 140 may be a CIS-based (copper-indium-selenium) or CIGS-based (copper-indium-gallium-selenium) material, and the process of forming the light absorption layer precursor 140 may be performed. Known non-vacuum processes can be used. That is, the solution is made by adding copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se) sources in the solution to make a CIGS powder, and then spraying the powder in a spray method, a doctor blade method, or a screen printing method. It may be formed on the selenium layer 130.

도 1의 (d)는, 상기 전극층(120), 셀레늄층(130) 및 광흡수층 전구체(140)에 대해 열처리를 수행하는 공정이다.FIG. 1D illustrates a process of performing heat treatment on the electrode layer 120, the selenium layer 130, and the light absorption layer precursor 140.

본 공정에서의 열처리 방법은, 400 ℃ 내지 600 ℃의 온도에서 진행될 수 있다. 또한, 상기 열처리 공정은 비활성 분위기 하에서 이루어질 수 있다. 비활성 분위기는 질소분위기, 아르곤 분위기를 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The heat treatment method in this step may be carried out at a temperature of 400 ℃ to 600 ℃. In addition, the heat treatment process may be performed under an inert atmosphere. The inert atmosphere may include a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere, but is not limited thereto.

이러한 열처리 공정에 의해 상기 광흡수층 전구체(140)는 각각의 원소들이 용융되어 서로 반응하고 이로써 화합물 반도체 단일층인 광흡수층(140')이 형성되고, 상기 셀레늄층(130)은 최초의 성분과는 다른 성분의 중간층(170)으로 변형될 수 있다. 즉, 상기 전극층(120) 상에 형성된 셀레늄 층(130)에 포함된 셀레늄은 상기 열처리 공정중 상기 전극층(120)으로 전이되거나 증발될 수 있다. 따라서, 상기 열처리 공정 후 상기 중간층(170)은 전극층(120)의 몰리브덴 성분과 셀레늄 성분이 혼합되어 이셀렌화몰리브덴(MoSe2) 층이 될 수 있다.By the heat treatment process, the light absorbing layer precursor 140 melts and reacts with each other, thereby forming a light absorbing layer 140 ', which is a compound semiconductor monolayer, and the selenium layer 130 is different from the first component. It can be transformed into the intermediate layer 170 of other components. That is, selenium included in the selenium layer 130 formed on the electrode layer 120 may be transferred or evaporated to the electrode layer 120 during the heat treatment process. Therefore, after the heat treatment process, the intermediate layer 170 may be a molybdenum selenide (MoSe 2 ) layer by mixing the molybdenum component and selenium component of the electrode layer 120.

따라서, 상기 중간층(170)은, 상기 전극층(120)과 광흡수층(140') 사이의 완충역할을 할 수 있다. Therefore, the intermediate layer 170 may act as a buffer between the electrode layer 120 and the light absorbing layer 140 ′.

전극층(120) 상에 직접 CIGS 파우더를 적층한 후 열처리 공정에 의해 광흡수층을 형성하는 종래의 방법에 의하면, 상기 전극층과 광흡수층의 열팽창계수 등 물리적 특성의 차이에 의해 열처리 공정 후 전극층과 광흡수층 사이의 접착력이 약한 문제점이 발생하여 후공정시 박막이 박리되는 경우가 발생될 수 있다. 그러나, 본 실시예처럼, 전극층(120)과 광흡수층(140') 사이에 미리 셀레늄층(130)을 형성한 후 열처리하면, 열처리시 상기 셀레늄층(130)의 셀레늄이 상기 전극층(120)으로 전이되어 상기 전극층(120)과 광흡수층(140') 사이의 물리적 특성 차이를 줄일 수 있다. 즉, 상기 전극층(120)과 광흡수층(140') 사이의 접착력을 강화할 수 있다.
According to the conventional method of depositing CIGS powder directly on the electrode layer 120 and forming a light absorption layer by a heat treatment process, the electrode layer and the light absorption layer after the heat treatment process due to the difference in physical properties such as the thermal expansion coefficient of the electrode layer and the light absorption layer. The problem of weak adhesive force between the thin film may be generated during the post-process. However, as in the present embodiment, if the selenium layer 130 is formed in advance between the electrode layer 120 and the light absorbing layer 140 'and then subjected to heat treatment, the selenium of the selenium layer 130 is transferred to the electrode layer 120 during the heat treatment. The transition may reduce the difference in physical properties between the electrode layer 120 and the light absorption layer 140 ′. That is, the adhesion between the electrode layer 120 and the light absorption layer 140 ′ may be enhanced.

도 2는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 박막태양전지의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a thin film solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 박막태양전지(200)는, 기판(210), 상기 기판상에 형성된 전극층(220), 상기 전극층 상에 형성된 중간층(270), 상기 중간층 상에 형성된 CIGS 광흡수층(240), 광흡수층 상에 버퍼층(250) 및 상부전극(260)을 포함할 수 있다.
2, the thin film solar cell 200 according to the present embodiment includes a substrate 210, an electrode layer 220 formed on the substrate, an intermediate layer 270 formed on the electrode layer, and a CIGS formed on the intermediate layer. The light absorbing layer 240 may include a buffer layer 250 and an upper electrode 260 on the light absorbing layer.

상기 기판(210)은 단단한 재질의 기판 또는 유연성 재질의 기판을 사용할 수 있다. 예를들어, 기판으로 단단한 재질의 기판을 사용하는 경우, 유리 플레이트, 석영 플레이트, 실리콘 플레이트, 합성수지 플레이트, 금속 플레이트 등을 사용할 수 있다. 상기 합성수지로는 폴리에틸렌타프탈레이트(polyethylenenaphhtalate, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate: PET), 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 폴리노르보넨(polynorbornene), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES)등이 있다. 상기 금속플레이트로는 스테인리스 호일, 알루미늄 호일 등이 사용될 수 있다. The substrate 210 may use a substrate made of a rigid material or a substrate made of a flexible material. For example, in the case of using a substrate made of a hard material, a glass plate, a quartz plate, a silicon plate, a synthetic resin plate, a metal plate, or the like may be used. The synthetic resin may be polyethylenetaphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyacrylate, polyimide, polynorbornene, polyethersulfone, polyethersulfone, PES ). As the metal plate, stainless steel foil, aluminum foil, or the like may be used.

상기 전극층(220)은, 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등을 포함할 수 있다. 상기 전극층은 스퍼터링, 진공증착법 등으로 형성될 수 있다.
The electrode layer 220 may include molybdenum (Mo), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), copper (Cu), and the like. The electrode layer may be formed by sputtering, vacuum deposition, or the like.

상기 중간층(270)은, 이셀렌화몰리브덴(MoSe2)층일 수 있다. 즉, 상기 중간층(270)은 셀레늄 성분과 몰리브덴 성분을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 중간층(270)은, 상기 전극층(220)과 광흡수층(240) 사이의 완충역할을 하여, 상기 전극층(220)과 광흡수층(240) 사이의 접착력을 증대시킬 수 있다. The intermediate layer 270 may be a molybdenum selenide (MoSe 2) layer . That is, the intermediate layer 270 may include a selenium component and a molybdenum component. Accordingly, the intermediate layer 270 may act as a buffer between the electrode layer 220 and the light absorbing layer 240 to increase the adhesion between the electrode layer 220 and the light absorbing layer 240.

상기 광흡수층(240)을 구성하는 물질은 CIS 계(구리-인듐-셀레늄) 또는 CIGS 계(구리-인듐-갈륨-셀레늄) 물질일 수 있으며, 상기 광흡수층(240)을 형성하는 공정은 공지된 비진공 공정에 의한 방법이 사용될 수 있다. 즉, 용액중에 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 및 셀레늄(Se) 소스를 넣어 반응시켜 CIGS 파우더를 만든후, 상기 파우더를 스프레이 방식, 닥터블레이드 방식, 또는 스크린 프린트 방식으로 도포 후 열처리에 의해 형성될 수 있다. 상기 열처리 공정에 의해 각각의 원소들이 용융되어 서로 반응하고 이로써 화합물 반도체 단일층인 광흡수층(240)이 형성될 수 있다.
The material constituting the light absorption layer 240 may be a CIS-based (copper-indium-selenium) or CIGS-based (copper-indium-gallium-selenium) material, and the process of forming the light absorption layer 240 is well known. Non-vacuum processes can be used. That is, the solution is made by adding copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se) sources in the solution to make a CIGS powder, and then spraying the powder in a spray method, a doctor blade method, or a screen printing method. It may be formed by heat treatment after application. Each of the elements may be melted and reacted with each other by the heat treatment process, thereby forming a light absorption layer 240, which is a compound semiconductor single layer.

상기 중간층(270) 및 광흡수층(240)을 형성하는 공정은, 상기 도 1에서 설명한 바와 같이, 전극층(220)상에 셀레늄층을 비진공 공정으로 형성하고, 상기 셀레늄층상에 CIS 또는 CIGS 파우더를 적층시켜 전구체를 형성한 후 상기 전구체에 대해 열처리를 수행하여 형성할 수 있다. In the process of forming the intermediate layer 270 and the light absorption layer 240, as described above with reference to FIG. 1, the selenium layer is formed on the electrode layer 220 by a non-vacuum process, and the CIS or CIGS powder is formed on the selenium layer. After forming a precursor by laminating, it may be formed by performing a heat treatment on the precursor.

이러한 열처리 공정에 의해 상기 셀레늄층은 최초의 성분과는 다른 성분의 중간층(270)으로 변형될 수 있다. 즉, 상기 전극층(120) 상에 형성된 셀레늄층에 포함된 셀레늄은 상기 열처리 공정중 상기 전극층(120)으로 전이되거나 증발될 수 있다. 따라서, 상기 열처리 공정 후 형성된 상기 중간층(270)은 전극층(220)의 몰리브덴 성분과 셀레늄성분이 혼합된 이셀렌화몰리브덴(MoSe2)층이 될 수 있다. 따라서, 상기 중간층(270)은, 상기 전극층(220)과 광흡수층(240) 사이의 완충역할을 할 수 있다.By this heat treatment process, the selenium layer may be transformed into an intermediate layer 270 of a component different from the original component. That is, selenium included in the selenium layer formed on the electrode layer 120 may be transferred or evaporated to the electrode layer 120 during the heat treatment process. Thus, the intermediate layer 270 is formed after the heat treatment step can be a layer of molybdenum selenide (MoSe 2) of the molybdenum component and the selenium component of the electrode layer 220 in combination. Therefore, the intermediate layer 270 may act as a buffer between the electrode layer 220 and the light absorbing layer 240.

전극층 상에 직접 CIGS 파우더를 적층한 후 열처리 공정에 의해 광흡수층을 형성하는 종래의 방법에 의하면, 상기 전극층과 광흡수층의 열팽창계수 등 물리적 특성의 차이에 의해 열처리 공정 후 전극층과 광흡수층 사이의 접착력이 약한 문제점이 발생하여 후공정시 박막이 박리되는 경우가 발생될 수 있다. 그러나, 본 실시예처럼, 전극층(220)과 광흡수층(240) 사이에 미리 셀레늄층을 형성한 후 열처리하면, 열처리시 상기 셀레늄층의 셀레늄이 상기 전극층(220)으로 전이되어 상기 전극층(220)과 광흡수층(240) 사이의 물리적 특성 차이를 줄일 수 있다. 즉, 상기 전극층(220)과 광흡수층(240) 사이의 접착력을 강화할 수 있다.
According to the conventional method of laminating CIGS powder directly on the electrode layer and forming a light absorption layer by heat treatment, the adhesive force between the electrode layer and the light absorption layer after the heat treatment process due to the difference in physical properties such as thermal expansion coefficient between the electrode layer and the light absorption layer. This weak problem may occur to cause the thin film to peel off during the post-process. However, when the selenium layer is formed in advance between the electrode layer 220 and the light absorption layer 240 and then subjected to heat treatment, the selenium of the selenium layer is transferred to the electrode layer 220 during the heat treatment, so that the electrode layer 220 And the difference in physical properties between the light absorbing layer 240 can be reduced. That is, the adhesion between the electrode layer 220 and the light absorption layer 240 may be enhanced.

상기 광흡수층(240) 상에는 버퍼층(250)이 형성될 수 있다. A buffer layer 250 may be formed on the light absorption layer 240.

상기 버퍼층(250)은 광흡수층(240)과 하기의 상부전극층(260) 사이의 격자상수와 에너지밴드갭의 차가 크기 때문에 그 사이에서 양호한 접합이 이루어지도록 하는 역할을 할 수 있다. 버퍼층(250)으로는 황화카드뮴(CdS)이 사용될 수 있으며, 화학적 용액 성장법(CBD : Chemical Bath Deposition)을 통해 형성될 수 있다. The buffer layer 250 has a large difference between the lattice constant and the energy band gap between the light absorbing layer 240 and the upper electrode layer 260 below, and thus may serve to achieve good bonding therebetween. Cadmium sulfide (CdS) may be used as the buffer layer 250, and may be formed through chemical bath deposition (CBD).

상기 버퍼층(250) 상에는 상부전극층(260)이 형성될 수 있다. An upper electrode layer 260 may be formed on the buffer layer 250.

상기 상부 전극층(260)은 입사광을 통과시키는 투명창으로서 뿐만 아니라 입사광에 의해 생성된 전자를 모으는 전극 역할을 할 수 있다. 특히, 불소함유 산화주석(SnO2:F, fluorine-doped tin oxide)으로 성막될 수 있다.
The upper electrode layer 260 may serve as an electrode for collecting electrons generated by the incident light as well as a transparent window through which incident light passes. In particular, the film may be formed of fluorine-doped tin oxide (SnO 2: F).

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.


Claims (5)

기판의 전극층 상에 셀레늄(Se)층을 형성하는 제1단계;
CIGS 또는 CIS 파우더를 상기 셀레늄층 상에 적층하여 광흡수층을 형성하는 제2단계;
상기 전극층, 셀레늄층 및 광흡수층을 열처리하는 제3단계;
를 포함하는 박막태양전지 제조방법.
Forming a selenium (Se) layer on an electrode layer of the substrate;
Stacking CIGS or CIS powder on the selenium layer to form a light absorption layer;
A third step of heat-treating the electrode layer, selenium layer, and light absorption layer;
Thin film solar cell manufacturing method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 셀레늄층을 형성하는 단계는,
셀레늄(Se)을 10nm 이하로 증착하는 것을 특징으로 하는 박막태양전지 제조방법.The method of claim 1,
Forming the selenium layer,
A thin film solar cell manufacturing method characterized by depositing selenium (Se) at less than 10nm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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