KR101305603B1 - Solar cell apparatus and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

발명의 실시예에 따른 태양전지는 지지기판; 상기 지지기판 상에 형성된 이면전극층; 상기 이면전극층 상에 형성된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성되고 금속물질이 도핑된 버퍼층; 및, 상기 버퍼층 상에 형성된 윈도우층;을 포함한다.Solar cell according to an embodiment of the present invention; A back electrode layer formed on the support substrate; A light absorbing layer formed on the back electrode layer; A buffer layer formed on the light absorbing layer and doped with a metal material; And a window layer formed on the buffer layer.

Description

태양전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL APPARATUS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}SOLAR CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF {SOLAR CELL APPARATUS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

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

태양전지(Solar Cell 또는 Photovoltaic Cell)는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광발전의 핵심소자이다.Solar cells (Solar Cells or Photovoltaic Cells) are the key elements of photovoltaic power generation that convert sunlight directly into electricity.

예로서 반도체의 pn접합으로 만든 태양전지에 반도체의 금지대폭(Eg : Band-gap Energy)보다 큰 에너지를 가진 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되는데, 이들 전자-정공이 pn 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 모이게 됨에 따라 pn간에 기전력(광기전력 : Photovoltage)이 발생하게 된다. 이때 양단의 전극에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 되는 것이 동작원리이다.For example, when solar light having energy greater than the band-gap energy (Eg) is incident on a solar cell made of a pn junction of a semiconductor, electron-hole pairs are generated, and these electron-holes form an electric field formed at a pn junction. As a result, electrons are gathered into the n-layer and holes are gathered into the p-layer, whereby electromotive force (photovoltage) is generated between pn. At this time, when the load is connected to the electrodes at both ends, current flows.

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

특히, 유리기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 윈도우층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.Particularly, a CIGS-based solar cell which is a pn heterojunction device of a substrate structure including a glass substrate, a metal back electrode layer, a p-type CIGS light absorbing layer, a high resistance buffer layer, an n-type window layer and the like is widely used.

이러한 태양전지에 있어서 낮은 저항, 높은 투과율 등의 전기적인 특성을 향상시키고 생산성을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다.In such a solar cell, research is being conducted to improve electrical properties such as low resistance and high transmittance and to improve productivity.

상기 고 저항 버퍼층은 p형 CIGS계 광 흡수층과 n형 윈도우층 사이의 밴드갭을 갖고, 전기적 특성이 우수하여 일반적으로 널리 사용되고 있으나, 밴드갭이 비교적 고정되어 있어, 넓은 범위의 밴드 갭을 갖는 버퍼층을 형성함에 있어, 개선의 여지가 있다.The high resistance buffer layer has a band gap between the p-type CIGS-based light absorbing layer and the n-type window layer, and is generally used because of its excellent electrical properties. However, the band gap is relatively fixed, so that the buffer layer has a wide range of band gaps. In forming this, there is room for improvement.

발명의 실시예에 따른 태양전지는 밴드갭을 조절하여 와이드 밴드갭을 갖는 버퍼층을 형성할 수 있다. 이에 따라 태양전지의 광-전 변환효율이 향상될 수 있다.The solar cell according to the embodiment of the present invention may form a buffer layer having a wide band gap by adjusting the band gap. Accordingly, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved.

그리고 증발(evaporation) 공정을 이용하여 버퍼층을 형성하는 경우, 광 흡수층에 이어서 연속 공정 진행이 가능하여 생산성이 향상될 수 있다.In addition, when the buffer layer is formed by using an evaporation process, the light absorbing layer may be continuously processed, and thus productivity may be improved.

발명의 실시예에 따른 태양전지는 지지기판; 상기 지지기판 상에 형성된 이면전극층; 상기 이면전극층 상에 형성된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성되고 금속물질이 도핑된 버퍼층; 및, 상기 버퍼층 상에 형성된 윈도우층;을 포함한다.Solar cell according to an embodiment of the present invention; A back electrode layer formed on the support substrate; A light absorbing layer formed on the back electrode layer; A buffer layer formed on the light absorbing layer and doped with a metal material; And a window layer formed on the buffer layer.

발명의 실시예에 따른 태양전지는 밴드갭을 조절하여 와이드 밴드갭을 갖는 버퍼층을 형성할 수 있다. 이에 따라 태양전지의 광-전 변환효율이 향상될 수 있다.The solar cell according to the embodiment of the present invention may form a buffer layer having a wide band gap by adjusting the band gap. Accordingly, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved.

그리고 증발(evaporation) 공정을 이용하여 버퍼층을 형성하는 경우, 광 흡수층에 이어서 연속 공정 진행이 가능하여 생산성이 향상될 수 있다.In addition, when the buffer layer is formed by using an evaporation process, the light absorbing layer may be continuously processed, and thus productivity may be improved.

도 1은 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 실시예에 따른 태양전지 패널을 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to an embodiment.
2 to 5 are views illustrating a process of manufacturing the solar cell panel according to the embodiment.

실시예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.In the description of the embodiments, where each substrate, layer, film, or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, or electrode, etc. , “On” and “under” include both “directly” or “indirectly” other components. In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 1은 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 태양전지 패널은 지지기판(100), 이면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 윈도우층(600)을 포함한다.1 is a cross-sectional view showing a solar cell according to an embodiment. Referring to FIG. 1, the solar cell panel includes a support substrate 100, a back electrode layer 200, a light absorbing layer 300, a buffer layer 400, a high resistance buffer layer 500, and a window layer 600.

상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 이면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 윈도우층(600)을 지지한다.The support substrate 100 has a plate shape and supports the back electrode layer 200, the light absorbing layer 300, the buffer layer 400, the high resistance buffer layer 500, and the window layer 600.

상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 폴리머와 같은 플라스틱기판, 또는 금속기판일 수 있다. 이외에, 지지기판(100)의 재질로 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 유연성이 있는 고분자 등이 사용될 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있고 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.The support substrate 100 may be an insulator. The support substrate 100 may be a glass substrate, a plastic substrate such as a polymer, or a metal substrate. In addition, a ceramic substrate such as alumina, stainless steel, a flexible polymer, or the like may be used as the material of the support substrate 100. The support substrate 100 may be transparent, rigid, or flexible.

상기 지지기판(100)으로 소다 라임 글래스가 사용되는 경우, 소다 라임 글래스에 함유된 나트륨(Na)이 태양전지의 제조공정 중에 CIGS로 형성된 광 흡수층(300)으로 확산될 수 있는데, 이에 의해 광 흡수층(300)의 전하 농도가 증가하게 될 수 있다. 이는 태양전지의 광-전 변환 효율을 증가시킬 수 있는 요인이 될 수 있다.When soda lime glass is used as the support substrate 100, sodium (Na) contained in the soda lime glass may diffuse into the light absorbing layer 300 formed of CIGS during the manufacturing process of the solar cell, whereby the light absorbing layer The charge concentration of 300 may be increased. This may be a factor that can increase the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

상기 지지기판(100) 상에는 이면전극층(200)이 배치된다. 상기 이면전극층(200)은 도전층이다. 상기 이면전극층(200)은 태양전지 중 상기 광 흡수층(300)에서 생성된 전하가 이동하도록 하여 태양전지의 외부로 전류를 흐르게 할 수 있다. 상기 이면전극층(200)은 이러한 기능을 수행하기 위하여 전기 전도도가 높고 비저항이 작아야 한다.The back electrode layer 200 is disposed on the support substrate 100. The back electrode layer 200 is a conductive layer. The back electrode layer 200 may allow electric current generated in the light absorbing layer 300 of the solar cell to move so that current flows to the outside of the solar cell. The back electrode layer 200 should have high electrical conductivity and low specific resistance in order to perform this function.

또한, 상기 이면전극층(200)은 CIGS 화합물 형성시 수반되는 황(S) 또는 셀레늄(Se) 분위기 하에서의 열처리 시 고온 안정성이 유지되어야 한다. 또한, 상기 이면전극층(200)은 열팽창 계수의 차이로 인하여 상기 지지기판(100)과 박리현상이 발생되지 않도록 상기 지지기판(100)과 접착성이 우수하여야 한다.In addition, the back electrode layer 200 must maintain high temperature stability during heat treatment in a sulfur (S) or selenium (Se) atmosphere accompanying the formation of the CIGS compound. In addition, the back electrode layer 200 should be excellent in adhesion with the support substrate 100 so that the backing layer and the support substrate 100 are not peeled due to a difference in thermal expansion coefficient.

이러한 이면전극층(200)은 몰리브덴(Mo), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 가운데, 특히 몰리브덴(Mo)은 다른 원소에 비해 상기 지지기판(100)과 열팽창 계수의 차이가 적기 때문에 접착성이 우수하여 박리현상이 발생하는 것을 방지할 수 있고 상술한 이면전극층(200)에 요구되는 특성을 전반적으로 충족시킬 수 있다. 상기 이면전극층(200)은 400nm 내지 1000nm의 두께로 형성될 수 있다.The back electrode layer 200 may be formed of any one of molybdenum (Mo), gold (Au), aluminum (Al), chromium (Cr), tungsten (W), and copper (Cu). In particular, since molybdenum (Mo) has a smaller difference between the support substrate 100 and the coefficient of thermal expansion than other elements, it is possible to prevent the occurrence of peeling phenomenon due to excellent adhesion and to the back electrode layer 200 described above. Overall required properties can be met. The back electrode layer 200 may be formed to a thickness of 400nm to 1000nm.

상기 이면전극층(200) 상에는 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다. 상기 광 흡수층(300)은 p형 반도체 화합물을 포함한다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다. 상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1.1eV 내지 1.2eV일 수 있고, 상기 광 흡수층(300)은 1.5μm 내지 2.5μm의 두께로 형성될 수 있다.The light absorbing layer 300 may be formed on the back electrode layer 200. The light absorbing layer 300 includes a p-type semiconductor compound. In more detail, the light absorbing layer 300 includes a group I-III-VI compound. For example, the light absorbing layer 300 is copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2; CIGS-based) crystal structure, a copper-indium-selenide-based or copper-gallium-selenide Crystal structure. The energy band gap of the light absorbing layer 300 may be about 1.1 eV to 1.2 eV, and the light absorbing layer 300 may be formed to a thickness of 1.5 μm to 2.5 μm.

상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400)이 배치된다. CIGS 화합물을 광 흡수층(300)으로 갖는 태양전지는 p형 반도체인 CIGS 화합물 박막과 n형 반도체인 윈도우층(600) 간에 pn 접합을 형성한다. 하지만 두 물질은 격자상수와 밴드갭 에너지의 차이가 크기 때문에 양호한 접합을 형성하기 위해서는 밴드갭이 두 물질의 중간에 위치하는 버퍼층이 필요하다.The buffer layer 400 is disposed on the light absorbing layer 300. The solar cell having the CIGS compound as the light absorbing layer 300 forms a pn junction between the CIGS compound thin film as the p-type semiconductor and the window layer 600 as the n-type semiconductor. However, since the two materials have a large difference between the lattice constant and the band gap energy, a buffer layer in which a band gap is located between two materials is required in order to form a good junction.

상기 버퍼층(400)의 에너지 밴드갭은 2.2eV 내지 2.5eV일 수 있다. 상기 버퍼층(400)을 형성하는 물질로는 CdS, ZnS등이 있고 태양전지의 발전 효율 측면에서 CdS가 상대적으로 우수하여 일반적으로 사용되고 있으나, 에너지 밴드갭이 2.4eV로 넓은 범위의 밴드갭을 갖는 버퍼층에 대한 수요에 부합하지 못한다는 문제점이 존재한다. 발명의 실시예에서는 상기 버퍼층(400)에 금속물질을 도핑하여 태양전지의 필요에 따라 원하는 에너지 밴드갭을 갖는 버퍼층(400)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 버퍼층(400)에 도핑되는 금속물질의 농도에 따라 에너지 밴드갭을 조절할 수 있으므로, 광 흡수층(300)에 적합한 형태의 에너지 밴드갭을 갖는 버퍼층을 형성할 수 있다.The energy bandgap of the buffer layer 400 may be 2.2 eV to 2.5 eV. Materials for forming the buffer layer 400 include CdS, ZnS and the like, and CdS is generally used in terms of power generation efficiency of solar cells. However, a buffer layer having a bandgap having a wide range of energy bandgap is 2.4 eV. There is a problem that does not meet the demand for. In an exemplary embodiment of the present invention, the buffer layer 400 may be doped with a metal material to form a buffer layer 400 having a desired energy band gap according to the needs of the solar cell. That is, since the energy bandgap may be adjusted according to the concentration of the metal material doped in the buffer layer 400, a buffer layer having an energy bandgap suitable for the light absorbing layer 300 may be formed.

상기 버퍼층(400)에 도핑되는 금속물질은 예를 들어, Cu가 사용될 수 있으며, 이에 따라 CuCdS를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(400)에 포함되는 Cu의 도핑 농도는 0.01 내지 0.2 사이로, 도핑 비율에 따라서 상기 버퍼층(400)의 에너지 밴드갭은 3.6eV 내지 4.0eV까지 변할 수 있다. 상기 버퍼층(400)은 50nm 내지 80nm의 두께로 형성될 수 있다. As the metal material doped in the buffer layer 400, for example, Cu may be used, and thus CuCdS may be formed. The doping concentration of Cu included in the buffer layer 400 is between 0.01 and 0.2, and the energy band gap of the buffer layer 400 may vary from 3.6 eV to 4.0 eV depending on the doping ratio. The buffer layer 400 may be formed to a thickness of 50nm to 80nm.

상기 버퍼층(400) 상에 고저항 버퍼층(500)이 배치될 수 있다. 상기 고저항 버퍼층은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV이고 50nm 내지 60nm의 두께로 형성될 수 있다.The high resistance buffer layer 500 may be disposed on the buffer layer 400. The high resistance buffer layer includes zinc oxide (i-ZnO) that is not doped with impurities. The energy bandgap of the high resistance buffer layer is about 3.1 eV to 3.3 eV and may be formed to a thickness of 50 nm to 60 nm.

상기 고저항 버퍼층(500) 상에 윈도우층(600)이 배치된다. 상기 윈도우층(600)은 투명하며, 도전층이다. 또한, 상기 윈도우층(600)의 저항은 상기 이면전극층(200)의 저항보다 높다.The window layer 600 is disposed on the high resistance buffer layer 500. The window layer 600 is transparent and is a conductive layer. In addition, the resistance of the window layer 600 is higher than the resistance of the back electrode layer 200.

상기 윈도우층(600)은 산화물을 포함한다. 예를 들어, 상기 윈도우층(600)은 징크 옥사이드(zinc oxide), 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(induim zinc oxide;IZO) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 윈도우층(600)은 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 포함할 수 있다. 상기 윈도우층(600)은 800nm 내지 1000nm의 두께로 형성될 수 있다.The window layer 600 includes an oxide. For example, the window layer 600 may include zinc oxide, indium tin oxide (ITO), or indium zinc oxide (IZO). In addition, the window layer 600 may include aluminum doped zinc oxide (AZO) or gallium doped zinc oxide (GZO). The window layer 600 may be formed to a thickness of 800nm to 1000nm.

본 발명의 실시예에 따른 태양전지에 따르면, 밴드갭을 조절하여 와이드 밴드갭을 갖는 버퍼층을 형성할 수 있다. 이에 따라 태양전지의 광-전 변환효율이 향상될 수 있다.According to the solar cell according to the embodiment of the present invention, the band gap may be adjusted to form a buffer layer having a wide band gap. Accordingly, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved.

그리고 이버퍼레이션(evaporation) 공정을 이용하여 버퍼층을 형성하는 경우, 광 흡수층에 이어서 연속 공정 진행이 가능하여 생산성이 향상될 수 있다.
In addition, when the buffer layer is formed using an evaporation process, the light absorbing layer may be continuously processed, and thus productivity may be improved.

도 2 내지 도 5는 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 본 제조방법에 관한 설명은 앞서 설명한 태양전지에 대한 설명을 참고한다. 앞서 설명한 태양전지에 대한 설명은 본 제조방법에 관한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.2 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment. For a description of the present manufacturing method, refer to the description of the solar cell described above. The description of the solar cell described above may be essentially combined with the description of the present manufacturing method.

도 2를 참조하면, 지지기판(100) 상에 이면전극층(200)이 형성된다. 상기 이면전극층(200)은 몰리브덴을 사용하여 증착될 수 있다. 상기 이면전극층(200)은 스퍼터링(Sputtering)의 방법으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지기판(100) 및 이면전극층(200) 사이에 확산방지막 등과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있다.Referring to FIG. 2, the back electrode layer 200 is formed on the support substrate 100. The back electrode layer 200 may be deposited using molybdenum. The back electrode layer 200 may be formed by a sputtering method. In addition, an additional layer such as a diffusion barrier may be interposed between the support substrate 100 and the back electrode layer 200.

도 3을 참조하면, 상기 이면전극층(200) 상에 광 흡수층(300)이 형성된다. 상기 광 흡수층(300)은 예를 들어, 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발(evaporation)시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.Referring to FIG. 3, a light absorbing layer 300 is formed on the back electrode layer 200. For example, the light absorbing layer 300 may be formed of copper-indium-gallium-selenide (Cu (In, Ga) Se2; CIGS) while simultaneously evaporating copper, indium, gallium, and selenium. A method of forming the light absorbing layer 300 and a method of forming a metal precursor film and then forming it by a selenization process are widely used.

이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다. 또한, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.Alternatively, the copper target, the indium target, the sputtering process using the gallium target, and the selenization process may be performed simultaneously. In addition, a CIS-based or CIG-based light absorbing layer 300 may be formed by a sputtering process and a selenization process using only a copper target and an indium target, or using a copper target and a gallium target.

본 발명의 실시예에서는 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발(evaporation)시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, copper, indium, gallium, selenium simultaneously or separately evaporation (evaporation) while the copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se2; CIGS-based light absorbing layer 300) Form but are not limited to this.

도 4를 참조하면, 상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400)이 형성된다. 상기 버퍼층(400)은 CdS를 포함하여 형성될 수 있으며, CBD 또는 증발의 방법으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4, a buffer layer 400 is formed on the light absorbing layer 300. The buffer layer 400 may include CdS, and may be formed by CBD or evaporation.

상기 버퍼층(400)은 티오우레아(Thiourea), NH4OH, Cd-salt, Cu-salt를 혼합하여 60℃ 내지 80℃의 온도에서 10분 내지 15분의 시간 동안 CBD(Chemical Bath Deposition)의 방법으로 형성될 수 있다. 상기 Cd-salt는 CdSO4, Cd(CH3COO)2, CdCl2 중 적어도 하나를 포함하고, Cu-salt는 CuSO4, Cu(CH3COO)2, CuCl2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The buffer layer 400 is a method of chemical bath deposition (CBD) for 10 to 15 minutes at a temperature of 60 ℃ to 80 ℃ by mixing Thiourea (Thiourea), NH 4 OH, Cd-salt, Cu-salt It can be formed as. The Cd-salt includes at least one of CdSO 4 , Cd (CH 3 COO) 2 , CdCl 2 , Cu-salt is CuSO 4 , Cu (CH 3 COO) 2 , CuCl 2 Or the like.

즉, 광 흡수층(300) 표면에 잔류해 있는 Cu는 버퍼층(400) 하면에 10nm 미만으로 도핑되어 있는 구조로, 이러한 구성만으로는 버퍼층(400)의 전면에 균일하게 Cu를 도핑할 수 없다. 따라서, 버퍼층(400) 형성시 추가로 Cu-salt를 CBD 공정에 첨가함으로써 CdS 버퍼층의 전면에 Cu를 도핑할 수 있다.That is, Cu remaining on the surface of the light absorbing layer 300 is doped to less than 10 nm on the lower surface of the buffer layer 400. With such a configuration, Cu cannot be uniformly doped on the entire surface of the buffer layer 400. Accordingly, Cu may be doped to the entire surface of the CdS buffer layer by additionally adding Cu-salt to the CBD process when forming the buffer layer 400.

그리고 상기 버퍼층(400)이 증발의 방법으로 형성되는 경우, 상기 광 흡수층(300)에 이어서 연속 공정 진행이 가능하여 생산성이 향상될 수 있다.In addition, when the buffer layer 400 is formed by the evaporation method, the light absorbing layer 300 may be continuously processed after the light absorbing layer 300, and thus productivity may be improved.

도 5를 참조하면, 상기 버퍼층(400) 상에 고저항 버퍼층(500)이 형성된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함할 수 있고, 스퍼터링의 방법으로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, a high resistance buffer layer 500 is formed on the buffer layer 400. The high resistance buffer layer 500 may include zinc oxide (i-ZnO) that is not doped with impurities, and may be formed by sputtering.

다음으로, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 윈도우층(600)이 형성된다. 상기 윈도우층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질, 예를 들어, 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO)가 스퍼터링의 방법으로 증착되어 형성될 수 있다.Next, the window layer 600 is formed on the high resistance buffer layer 500. The window layer 600 may be formed by depositing a transparent conductive material, for example, aluminum doped zinc oxide (AZO) on the high resistance buffer layer 500 by sputtering.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

Claims (9)

지지기판;
상기 지지기판 상에 형성된 이면전극층;
상기 이면전극층 상에 형성된 광 흡수층;
상기 광 흡수층 상에 형성되고 Cu가 도핑된 버퍼층; 및,
상기 버퍼층 상에 형성된 윈도우층;을 포함하는 태양전지.
Support substrate;
A back electrode layer formed on the support substrate;
A light absorbing layer formed on the back electrode layer;
A buffer layer formed on the light absorbing layer and doped with Cu; And
And a window layer formed on the buffer layer.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 버퍼층은 CuCdS를 포함하여 형성되고, 상기 Cu의 도핑농도는 0.01 내지 0.2인 태양전지.
The method of claim 1,
The buffer layer is formed including CuCdS, the doping concentration of the Cu is a solar cell of 0.01 to 0.2.
제1항에 있어서,
상기 버퍼층의 에너지 밴드갭은 3.6eV 내지 4.0eV인 태양전지.
The method of claim 1,
The energy band gap of the buffer layer is 3.6eV to 4.0eV solar cell.
제1항에 있어서,
상기 버퍼층은 50nm 내지 80nm의 두께로 형성되는 태양전지.
The method of claim 1,
The buffer layer is a solar cell formed to a thickness of 50nm to 80nm.
지지기판상에 이면전극층을 형성하는 단계;
상기 이면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
상기 광 흡수층 상에 Cu가 도핑된 버퍼층을 형성하는 단계; 및,
상기 버퍼층 상에 윈도우층을 형성하는 단계;를 포함하는 태양전지 제조방법.
Forming a back electrode layer on the support substrate;
Forming a light absorbing layer on the back electrode layer;
Forming a buffer layer doped with Cu on the light absorbing layer; And
Forming a window layer on the buffer layer;
제6항에 있어서,
상기 버퍼층은 티오우레아(Thiourea), NH4OH, Cd-salt, Cu-salt를 혼합하여 CBD(Chemical Bath Deposition)의 방법으로 형성되는 태양전지 제조방법.
The method according to claim 6,
The buffer layer is a solar cell manufacturing method is formed by the method of Chemical Bath Deposition (CBD) by mixing Thiourea (Thiourea), NH 4 OH, Cd-salt, Cu-salt.
제7항에 있어서,
상기 CBD는 60℃ 내지 80℃의 온도에서 10분 내지 15분의 시간 동안 진행되는 태양전지 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The CBD is a solar cell manufacturing method that proceeds for a time of 10 minutes to 15 minutes at a temperature of 60 ℃ to 80 ℃.
제7항에 있어서,
상기 Cd-salt는 CdSO4, Cd(ac)2, CdCl2 중 적어도 하나를 포함하고, Cu-salt는 CuSO4, Cu(ac)2, CuCl2 중 적어도 하나를 포함하는 태양전지 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The Cd-salt is CdSO 4 , Cd (ac) 2 , CdCl 2 At least one of, Cu-salt is CuSO 4 , Cu (ac) 2 , CuCl 2 Solar cell manufacturing method comprising at least one of.
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