KR101306390B1 - 태양전지 및 이의 제조방법 - Google Patents
태양전지 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101306390B1 KR101306390B1 KR1020110125440A KR20110125440A KR101306390B1 KR 101306390 B1 KR101306390 B1 KR 101306390B1 KR 1020110125440 A KR1020110125440 A KR 1020110125440A KR 20110125440 A KR20110125440 A KR 20110125440A KR 101306390 B1 KR101306390 B1 KR 101306390B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- support substrate
- solar cell
- alkali supply
- supply layer
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims abstract description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 9
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 4
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 5
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 4
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 4
- KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Se].[Se].[In] Chemical compound [Cu].[Se].[Se].[In] KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- XJKVPKYVPCWHFO-UHFFFAOYSA-N silicon;hydrate Chemical compound O.[Si] XJKVPKYVPCWHFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
실시예에 따른 태양전지는, 지지기판; 상기 지지기판 상에 배치되는 알카리공급층; 상기 알카리공급층 상에 배치되는 후면전극층; 상기 후면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고, 상기 지지기판의 상면은 요철을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조 방법은, 지지기판의 표면을 요철처리하는 단계; 상기 지지기판 상에 알카리공급층을 형성하는 단계; 상기 알카리공급층 상에 후면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조 방법은, 지지기판의 표면을 요철처리하는 단계; 상기 지지기판 상에 알카리공급층을 형성하는 단계; 상기 알카리공급층 상에 후면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
Description
실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
태양광 발전을 위한 태양전지의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 기판이 제공되고, 상기 기판 상에 후면전극층이 형성되고, 레이저에 의해서 패터닝되어, 다수 개의 이면전극들이 형성된다.
이후, 상기 이면전극들 상에 광 흡수층, 버퍼층 및 고저항 버퍼층이 차례로 형성된다. 상기 광 흡수층을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 광 흡수층을 형성하는 방법ㅡ등 다양한 방법이 사용되고 있다. 이후, 상기 광 흡수층 상에 황화 카드뮴(CdS)을 포함하는 버퍼층이 스퍼터링 공정에 의해서 형성된다. 이후, 상기 버퍼층 상에 징크 옥사이드(ZnO)를 포함하는 고저항 버퍼층이 스퍼터링 공정에 의해서 형성된다. 이후, 상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 고저항 버퍼층에 홈 패턴이 형성될 수 있다.
이후, 상기 고저항 버퍼층 상에 투명한 도전물질이 적층되고, 상기 홈패턴이 상기 투명한 도전물질이 채워진다. 이후, 상기 투명전극층 등에 홈 패턴이 형성되어, 다수 개의 태양전지들이 형성될 수 있다. 상기 투명전극들 및 상기 이면전극들은 서로 미스 얼라인되며, 상기 투명전극들 및 상기 이면전극들은 상기 접속배선들에 의해서 각각 전기적으로 연결된다. 이에 따라서, 다수 개의 태양전지들이 서로 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다.
이와 같이, 태양광을 전기에너지로 변환시키기 위해서, 다양한 형태의 태양광 발전장치가 제조되고, 사용될 수 있다. 이와 같은 태양광 발전장치는 특허 공개 공보 10-2008-0088744 등에 개시된다.
한편, 현재 박막 태양전지에 사용되는 가장 일반적인 기판 재료는 소다 라임 유리((Soda lime glass)이다. 이러한 소다 라임 유리의 사용에 따른 CIGS 광 흡수층에 미치는 좋은 점은 유리로부터 알칼리 금속이 광 흡수층으로 확산되어 Voc가 증가하게 되므로써 태양 전지의 효율이 증가하는 것이다.
따라서, CIGS 박막 태양전지의 효율을 향상시키기 위한 나트륨 첨가 기술이 일부 존재하는데 기존의 소다 라임 유리와 비교하여 후면전극과의 접착성 문제, 공정의 복잡함, 나트륨의 흡습성, 재현성 등의 문제가 존재한다. 따라서, 이를 개선한 보다 효율적인 나트륨 공급 기술이 필요하다.
실시예는 고품질의 태양전지를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지는, 지지기판; 상기 지지기판 상에 배치되는 알카리공급층; 상기 알카리공급층 상에 배치되는 후면전극층; 상기 후면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고, 상기 지지기판의 상면은 요철을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조 방법은, 지지기판의 표면을 요철처리하는 단계; 상기 지지기판 상에 알카리공급층을 형성하는 단계; 상기 알카리공급층 상에 후면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지에 포함되는 지지기판은 고왜점유리기판일 수 있다. 상기 지지기판이 고왜점유리기판을 포함함으로써, 상기 지지기판의 고온에서의 변형을 방지할 수 있다. 따라서 태양전지의 안정성을 확보할 수 있다.
상기 지지기판의 상면은 요철을 포함한다. 상기 요철을 통해 상기 지지기판 상에 위치하는 층과 상기 지지기판과의 접착력을 향상할 수 있다. 실시예에 따른 태양전지에서는 상기 지지기판 상에 알카리공급층이 위치하는데, 상기 지지기판과 상기 알카리공급층의 접착 강도를 향상할 수 있다. 따라서, 상기 지지기판과 상기 알카리공급층의 열팽창 계수가 달라 알카리공급층의 분리가 일어나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 지지기판의 접착 강도의 향상으로 상기 알카리공급층을 충분한 두께로 형성할 수 있다.
상기 알카리공급층은 알카리 성분을 포함할 수 있다. 상기 알카리공급층을 통해, 광 흡수층에 나트륨을 공급할 수 있다. 즉, 상기 광 흡수층에 나트륨을 공급함으로써, 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지의 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 알카리공급층은 상기 지지기판의 전면에 위치할 수 있다. 이는 상기 지지기판 상의 상기 요철을 통해 상기 알카리공급층과 상기 지지기판과의 접착력이 향상되기 때문이다. 따라서, 상기 알카리공급층에 포함된 알카리 성분의 공급 효과를 크게 증가시킬 수 있다.
실시예에 따른 태양전지의 제조 방법에서는 상술한 효과를 가지는 태양전지를 제조할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 4는 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 단면도들이다.
도 2 및 도 4는 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 단면도들이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지는 지지기판(100), 알카리공급층(700), 후면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항버퍼층(500) 및 전면전극층(600)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 후면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 버퍼층(400) 및 상기 전면전극층(600)을 지지한다.
상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판 또는 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 즉, 상기 지지기판(100)은 유리 또는 폴리머 또는 스테인레스 스틸을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 지지기판(100)은 570℃ 이상의 고왜점유리기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)이 고왜점유리기판을 포함함으로써, 상기 지지기판(100)의 고온에서의 변형을 방지할 수 있다. 구체적으로, 기존의 소다 라임 글래스(soda lime glass)의 경우 약 510℃ 의 온도에서 변형이 일어나지만, 상기 고왜점유리기판의 상기 510℃의 온도에서도 변형이 일어나지 않는다. 따라서 태양전지의 안정성을 확보할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
상기 지지기판(100)의 상면은 요철(100a)을 포함한다. 상기 지지기판(100) 표면의 표면조도는 1 um 내지 90 um 일 수 있다.
상기 요철(100a)을 통해 상기 지지기판(100) 상에 위치하는 층과 상기 지지기판(100)과의 접착력을 향상할 수 있다. 실시예에 따른 태양전지에서는 상기 지지기판(100) 상에 알카리공급층(700)이 위치하는데, 상기 지지기판(100)과 상기 알카리공급층(700)의 접착 강도를 향상할 수 있다. 따라서, 상기 지지기판(100)과 상기 알카리공급층(700)의 열팽창 계수가 달라 알카리공급층(700)의 분리가 일어나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 지지기판(100)의 접착 강도의 향상으로 상기 알카리공급층(700)을 충분한 두께로 형성할 수 있다.
상기 알카리공급층(700)은 상기 지지기판(100) 상에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 알카리공급층(700)은 상기 지지기판(100) 및 상기 후면전극층(200) 사이에 위치할 수 있다.
상기 알카리공급층(700)은 알카리 성분을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 알카리공급층(700)은 나트륨을 포함할 수 있다.
일례로, 상기 알카리공급층(700)은 규산나트륨 수용액을 포함할 수 있다.
상기 알카리공급층(700)은 산화나트륨(Na2O), 산화규소 및 물을 포함할 수 있다. 상기 산화나트륨은 상기 알카리공급층(700)에 대해 8% 이상 포함될 수 있다. 상기 산화규소는 상기 알카리공급층(700)에 대해 28 % 이상 포함될 수 있다. 상기 물은 상기 알카리공급층(700)에 대해 60 % 이상 포함될 수 있다.
그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 알카리공급층(700)은 칼륨 또는 리튬을 더 포함할 수 있다.
상기 알카리공급층(700)을 통해, 상기 광 흡수층(300)에 나트륨을 공급할 수 있다. 따라서, 상기 광 흡수층(300)은 알카리 성분을 포함할 수 있다. 즉, 상기 알카리공급층(700)은 상기 광 흡수층(300)에 나트륨을 공급함으로써, 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지의 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 알카리공급층(700)은 상기 지지기판(100)의 전면에 위치할 수 있다. 이는 상기 지지기판(100) 상의 상기 요철(100a)을 통해 상기 알카리공급층(700)과 상기 지지기판(100)과의 접착력이 향상되기 때문이다. 따라서, 상기 알카리공급층(700)에 포함된 알카리 성분의 공급 효과를 크게 증가시킬 수 있다.
상기 후면전극층(200)은 상기 지지기판(100)의 상면에 배치된다. 구체적으로, 상기 후면전극층(200)을 상기 알카리공급층(700)의 상면에 배치된다. 상기 후면전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴(Mo) 등의 금속을 들 수 있다.
또한, 상기 후면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 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 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)에 직접 접촉한다.
상기 버퍼층(400)은 황화물을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴을 포함할 수 있다.
상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV일 수 있다.
상기 전면전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다.
상기 전면전극층(600)은 투명하다. 상기 전면전극층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO;AZO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide;IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide;ITO) 등을 들 수 있다.
상기 전면전극층(600)의 두께는 약 500㎚ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 또한, 상기 전면전극층(600)이 알루미늄이 도핑되는 징크 옥사이드로 형성되는 경우, 알루미늄은 약 1.5wt% 내지 약 3.5wt%의 비율로 도핑될 수 있다. 상기 전면전극층(600)은 도전층이다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 실시예에 따른 태양전지의 제조 방법을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위해 앞서 설명한 내용과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 2 내지 도 4는 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 지지기판(100)의 표면을 요철(100a)처리하는 단계를 거친다. 상기 요철(100a)처리하는 단계에서는 상기 지지기판(100)의 표면을 샌드블라스트(sand blast) 처리할 수 있다. 상기 지지기판(100)의 표면조도가 1 um 내지 90 um가 되도록 요철(100a)처리할 수 있다.
도 3을 참조하면, 지지기판(100) 상에 알카리공급층(700)을 형성하는 단계를 거친다. 상기 알카리공급층(700)은 알카리 성분을 포함하는 물질을 도포할 수 있다. 상기 알카리공급층(700)은 규산나트륨을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 알카리공급층(700)은 규산나트륨 수용액일 수 있다.
상기 알카리공급층(700)을 형성하는 단계에서 상기 알카리 성분을 포함하는 물질이 상기 지지기판(100)의 전면에 형성될 수 있다.
상기 알카리공급층(700)을 형성하는 단계에서는 상기 알카리 성분을 포함하는 물질이 디핑(dipping), 스프레이(spray), 인쇄 또는 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하면, 상기 알카리공급층(700) 상에 스퍼터링 공정에 의해서 몰리브덴 등과 같은 금속이 증착되고, 후면전극층(200)이 형성된다.
일반적으로, 상기 후면전극층(200)은 공정 조건이 서로 다른 두 번의 공정들에 의해서 형성될 수 있다.
한편, 상기 지지기판(100) 및 상기 후면전극층(200) 사이에는 확산 방지막과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있다.
이어서, 상기 후면전극층(200) 상에 광 흡수층(300)이 형성된다. 상기 광 흡수층(300)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 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.
금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 후면전극(200) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다.
이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.
이와는 다르게, 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.
이어서, 상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400)을 형성하는 단계를 거친다. 여기서, 황화 카드뮴이 스퍼터링 공정 또는 용액성장법(chemical bath depositon;CBD) 등에 의해서 증착되고, 상기 버퍼층(400)이 형성된다.
이후, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성될 수 있다.
상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)은 낮은 두께로 증착된다. 예를 들어, 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)의 두께는 약 1㎚ 내지 약 80㎚이다.
이어서, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 전면전극층(600)을 형성하는 단계를 거친다. 상기 전면전극층(600)은 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드 등과 같은 투명한 도전물질이 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 스퍼터링 공정에 의해서 증착되어 형성될 수 있다.
상술한 실시예에 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (12)
- 지지기판;
상기 지지기판 상에 배치되는 알카리공급층;
상기 알카리공급층 상에 배치되는 후면전극층;
상기 후면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고,
상기 지지기판의 상면은 요철을 포함하고,
상기 요철과 상기 알카리공급층이 직접 접촉하고,
상기 지지기판 표면의 표면조도는 1 ㎛ 내지 90 ㎛ 인 태양전지. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 광 흡수층은 알카리 성분을 포함하는 태양전지. - 제1항에 있어서,
상기 알카리공급층은 나트륨을 포함하는 태양전지. - 제1항에 있어서,
상기 알카리공급층은 상기 지지기판의 전면에 위치하는 태양전지. - 제1항에 있어서,
상기 지지기판은 고왜점유리를 포함하는 태양전지. - 지지기판의 표면을 요철처리하는 단계;
상기 지지기판 상에 알카리공급층을 형성하는 단계;
상기 알카리공급층 상에 후면전극층을 형성하는 단계;
상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; 및
상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 요철과 상기 알카리공급층이 직접 접촉하고,
상기 지지기판 표면의 표면조도는 1 ㎛ 내지 90 ㎛ 인 태양전지의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 요철처리하는 단계에서는 상기 지지기판의 표면을 샌드블라스트(sand blast) 처리하는 태양전지의 제조 방법. - 삭제
- 제7항에 있어서,
상기 알카리공급층을 형성하는 단계에서는 알카리 성분을 포함하는 물질을 도포하는 태양전지의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 알카리공급층을 형성하는 단계에서는 상기 알카리 성분을 포함하는 물질이 상기 지지기판의 전면에 형성되는 태양전지의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 알카리공급층은 규산나트륨 수용액을 포함하는 태양전지의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110125440A KR101306390B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110125440A KR101306390B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130059228A KR20130059228A (ko) | 2013-06-05 |
| KR101306390B1 true KR101306390B1 (ko) | 2013-09-09 |
Family
ID=48858225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110125440A KR101306390B1 (ko) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101306390B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101485009B1 (ko) * | 2013-12-20 | 2015-01-26 | 한국생산기술연구원 | Cigs계 박막 태양 전지의 제조 방법 및 이에 따른 태양 전지 |
| JP7354943B2 (ja) * | 2020-07-03 | 2023-10-03 | 信越半導体株式会社 | 接合型半導体受光素子及び接合型半導体受光素子の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009283508A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Showa Shell Sekiyu Kk | Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の製造方法 |
| KR20100034817A (ko) * | 2008-09-25 | 2010-04-02 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
| KR20100097893A (ko) * | 2009-02-27 | 2010-09-06 | 주식회사 티지솔라 | 요철구조가 형성된 기판을 이용한 태양전지의 제조방법 |
| JP2010239129A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-10-21 | Fujifilm Corp | 光電変換素子及び太陽電池、光電変換素子の製造方法 |
-
2011
- 2011-11-28 KR KR1020110125440A patent/KR101306390B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009283508A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Showa Shell Sekiyu Kk | Ｃｉｓ系薄膜太陽電池の製造方法 |
| KR20100034817A (ko) * | 2008-09-25 | 2010-04-02 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
| KR20100097893A (ko) * | 2009-02-27 | 2010-09-06 | 주식회사 티지솔라 | 요철구조가 형성된 기판을 이용한 태양전지의 제조방법 |
| JP2010239129A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-10-21 | Fujifilm Corp | 光電変換素子及び太陽電池、光電変換素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130059228A (ko) | 2013-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5873881B2 (ja) | 太陽光発電装置及びその製造方法。 | |
| KR20130109786A (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101210046B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101241708B1 (ko) | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 | |
| KR20110092023A (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101306390B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101210110B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101241467B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101306529B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR20130070464A (ko) | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 | |
| KR101210034B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101405639B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조 방법 | |
| KR20130070461A (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101306393B1 (ko) | 태양광 발전 장치 및 이의 제조 방법 | |
| KR101306459B1 (ko) | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 | |
| KR101393743B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조 방법 | |
| KR101382819B1 (ko) | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 | |
| KR101934434B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조 방법 | |
| KR20130042203A (ko) | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 | |
| KR101210162B1 (ko) | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 | |
| KR101865953B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR20120085571A (ko) | 태양 전지 | |
| KR20130070458A (ko) | 태양전지 모듈 및 이의 제조방법 | |
| KR101326885B1 (ko) | 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR101306436B1 (ko) | 태양광 발전장치 및 이의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160805 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170804 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |