KR101349852B1 - 나노입자 잉크를 이용한 태양전지용 박막의 제조 방법 및그 방법을 이용한 태양전지 - Google Patents

나노입자 잉크를 이용한 태양전지용 박막의 제조 방법 및그 방법을 이용한 태양전지 Download PDF

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Abstract

계면활성제가 코팅되어 있는 CI(G)S 나노입자가 분산되어 있는 CI(G)S 나노입자 잉크를 사용하여 CI(G)S 박막을 제조함으로써, 박막 조성을 제어할 수 있고 신뢰성을 높일 수 있으며 고가 장비 및 공정 등을 사용하지 않고도 결정성이 높은 CI(G)S 박막을 형성할 수 있는, CI(G)S 박막 제조 방법에 관한 것이다.
계면활성제가 코팅되어 있는 CI(G)S 나노입자가 분산되어 있는 CI(G)S 나노입자 잉크를 준비하는 단계; 기판 상에 상기 CI(G)S 나노입자 잉크를 도포하고 균일하게 코팅하는 단계; 상기 CI(G)S 나노입자에 코팅되어 있는 계면활성제를 제거하기 위해 열처리하는 1차 열처리 단계; 및 상기 CI(G)S 나노입자의 결정상 형성 및 결정립 조대화를 위해 열처리하는 2차 열처리 단계를 포함하는, CI(G)S 박막 제조 방법이 제공된다.
CI(G)S, 박막, 나노입자, 잉크, 계면 활성제

Description

나노입자 잉크를 이용한 태양전지용 박막의 제조 방법 및 그 방법을 이용한 태양전지 {MANUFACTURING METHOD OF SOLAR CELL THIN FILM USING NANOPARTICLE INK AND SOLAR CELL USING THE SAID METHOD}
본 발명은 CI(G)S 나노입자 잉크를 이용한 CI(G)S 박막의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 계면활성제가 코팅되어 있는 CI(G)S 나노입자가 분산되어 있는 CI(G)S 나노입자 잉크를 사용하여 CI(G)S 박막을 제조함으로써, 박막 조성을 제어할 수 있고 신뢰성을 높일 수 있으며 고가 장비 및 공정 등을 사용하지 않고도 결정성이 높은 CI(G)S 박막을 형성할 수 있는, CI(G)S 박막 제조 방법에 관한 것이다.
환경오염 및 자원고갈 문제 등으로 인해 무공해 청정 에너지 개발이 시급한 실정이다. 따라서 원자력, 풍력발전과 함께 태양전지에 대한 관심이 커지고 있다. 현재 실리콘(Si) 단결정 및 다결정 기판을 기반으로 한 태양전지가 개발되어 상용화되었으며, 원재료 절감을 통한 저가 태양전지 제작을 위해서 비정질 실리콘 박막 태양전지 및 박막형 화합물반도체 태양전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
CI(G)S 박막은 높은 광 흡수 계수와 변환 효율을 보이므로 차세대 박막 태양전지 제조에 적용이 기대되는 유망한 재료이다. 최근 연구결과에서 CI(G)S 태양전지는 박막형 비정질 실리콘 태양전지에 비해 그 효율이 높은 것으로 보고되었으며, CI(G)S 박막 태양전지의 상용화가 가시화되고 있다.
기존의 CI(G)S 박막 제조 방법은 Cu, In, Ga, Se 각 원소를 동시 증착(co-evaporation)하거나 Cu, In, Ga 을 증착하고 Se 분위기에서 열처리하여 셀렌화(Selenization)시키는 방법이 사용되었다. 그러나 진공 증착을 기반으로 한 기존의 방법으로는 태양전지 제조원가 절감에 한계가 있다. 따라서 비진공 조건에서 대면적 롤투롤(roll-to-roll) 프로세스가 가능한 프린팅 공정을 사용한 CI(G)S 박막 제조에 대한 요구가 높아지고 있다.
따라서, 진공 공정을 사용하지 않고 비진공 하에서 균일하고 신뢰성 높은 CI(G)S 박막을 제조하는 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로, 계면활성제가 코팅되어 있는 CI(G)S 나노입자가 분산되어 있는 CI(G)S 나노입자 잉크를 사용하여 CI(G)S 박막을 제조함으로써, 박막 조성을 제어할 수 있고 신뢰성을 높일 수 있으며 고가 장비 및 공정 등을 사용하지 않고도 결정성이 높은 CI(G)S 박막을 형성할 수 있는, CI(G)S 박막 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양전지용 박막의 제조방법은 기판 상에 계면활성제가 코팅되어 있는 화합물 반도체 나노입자 잉크를 도포하고 균일하게 코팅하는 단계, 상기 계면활성제를 제거하기 위해 열처리하는 1차 열처리 단계, 및 상기 화합물 반도체 나노입자의 결정화를 위해 열처리하는 2차 열처리 단계를 포함한다.
본 발명에서 화합물 반도체 나노입자 잉크는, CuInSe2 화합물 반도체, CuGaSe2 화합물 반도체, CuGaS2 화합물 반도체, CuInS2 화합물 반도체, CuInGaSe2 화합물 반도체, 및 Cu(InxGa1 -x)(SeyS1 -y)2 화합물 반도체로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 반도체의 나노입자 잉크일 수 있으며, 이때 상기 조성비는 0≤x≤1, 0≤y≤1 이다.
본 발명에서, 상기 계면활성제가 코팅되어 있는 화합물 반도체 나노입자 잉크는, 상기 화합물 반도체 나노입자를 계면활성제가 첨가된 유기용매에 넣고 혼합시킨 것을 특징으로 한다.
상기 계면활성제는 옥탄 셀레놀(Octane Selenol), 아크릴에스텔, 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리스틸렌, 합성고무, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 요소수지, 멜라민수지, 페놀수지, 레졸시놀수지, 푸란수지, 에폭시수지, 불포화폴리에스테르수지로 구성된 그룹에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 유기용매는 톨루엔, 피리딘, 클로로포름, 크실렌, 헥산, 디클로로벤젠, 메틸렌 클로라이드, 알킬아민, 부탄올, 메탄올 및 이소프로판으로 구성된 그룹에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 기판 상에 계면활성제가 코팅되어 있는 화합물 반도체 나노입자 잉크를 도포하고 코팅하는 과정은 진공이나 복잡한 고가의 장비를 사용하지 않고 비진공, 즉, 공기 중에서 스핀 코팅이나 잉크젯 프린팅 공정을 수행하는 것이다.
본 발명에서 계면활성제를 제거하기 위한 1차 열처리 단계는, 진공분위기에서 250℃ 이상 375℃ 이하의 온도로 1시간 동안 가열함으로써 수행될 수 있는데, 상기의 열처리 온도와 시간은 반드시 이에 제한받는 것이 아니며 당해 분야의 당업자에 의해 변용가능한 범위 내에서 조정이 가능할 것이다.
본 발명에서 2차 열처리 단계는, 상기 계면활성제 코팅층이 제거된 화합물 반도체 나노입자를 결정질로 성장시키고 결정립 조대화를 위한 결정화 과정으로서, 셀렌(Se) 분위기에서 500℃ 이상 700℃ 이하로 1시간 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.
마찬가지로 상기 소결과정의 온도와 소결 시간은 반드시 상기의 조건에 제한되지 않으며 해당 분야의 당업자가 용이하게 변용가능한 범위 내에서 수행될 수 있다.
상기 후속 열처리의 온도 및 가스 분위기의 압력, 가스종류 등을 조절하여 최종적으로 형성되는 화합물 반도체 박막의 결정상 및 미세구조를 제어할 수 있다.
본 발명에서 상기 화합물 반도체 나노입자 잉크의 농도 및 점도를 조절함으로써, 공정의 시행 후 최후 완성된 화합물 반도체 박막의 두께 및 모폴로지를 제어할 수 있다.
즉, 화합물 반도체 나노입자를 사용하여 조성비와 점성이 제어된 잉크를 제조함으로써 제조하고자 하는 화합물 반도체 박막의 조성을 조절하기 용이한 장점이 있다.
본 발명에서 상기 화합물 반도체 나노입자 잉크의 제조시 나노입자들의 입경 조절과 유기용매에 대한 분산(dispersion) 및 뭉침(agglomeration)을 조절하여 박막의 기공도 및 미세구조, 결정립의 크기 등을 제어할 수 있다.
상기 화합물 반도체 나노입자 잉크 제조시 사용되는 나노입자들의 입경은 1nm 내지 1000nm 의 범위 내에서 다변적으로 조절할 수 있다.
본 발명에서 상기 화합물 반도체 나노입자 잉크를 도포하고 균일하게 코팅하는 단계 이후에, 무산소 분위기에서 150℃ 이상 250℃ 이하의 온도로 5분 내지 10 분의 시간 동안 가열하여 나노입자 잉크의 잔류 용매를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 태양전지용 박막 조성물은, CuInSe2 화합물 반도체, CuGaSe2 화합물 반도체, CuGaS2 화합물 반도체, CuInS2 화합물 반도체, CuInGaSe2 화합물 반도체, 및 Cu(InxGa1 -x)(SeyS1 -y)2 화합물 반도체로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 반도체의 나노입자에 옥탄 셀레놀을 코팅하고 이를 유기용매에 분산하여 얻을 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 태양전지는 특히, 화합물 반도체 태양전지에 있어서, 기판 위에, 계면 활성제가 코팅된 CuInSe2 화합물 반도체, CuGaSe2 화합물 반도체, CuGaS2 화합물 반도체, CuInS2 화합물 반도체, CuInGaSe2 화합물 반도체, 및 Cu(InxGa1 -x)(SeyS1-y)2 화합물 반도체로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 반도체의 나노입자 잉크로부터 소결과정으로 거쳐 다결정 또는 단결정으로 성장된 화합물 반도체 박막을 적어도 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 화합물 반도체 박막의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 80nm 내지 200nm 일 수 있다.
본 발명에서, 상기 화합물 반도체 박막의 결정 구조는 입방정계, 정방정계, 육방정계, 사방정계 중 어느 하나의 구조일 수 있다.
이 때 상기 계면활성제는 옥탄 셀레놀(Octane Selenol), 아크릴에스텔, 폴리 아크릴산, 폴리아미드, 폴리스틸렌, 합성고무, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 요소수지, 멜라민수지, 페놀수지, 레졸시놀수지, 푸란수지, 에폭시수지, 불포화폴리에스테르수지로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 옥탄 셀레놀을 이용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래에 주로 사용되던 Cu-Se, In-Se 화합물 (compound)과 같은 2성분계 입자를 혼합하여 잉크를 제조하지 않고, 3성분계 (또는 4성분계) CI(G)S 화합물 입자를 직접 사용하여 잉크를 제조함으로써 잉크의 조성 제어 및 박막 조성 조절의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 기존의 진공 증착에 필요했던 고가 장비 및 공정 등을 사용하지 않고도 결정성이 높은 CI(G)S 박막을 형성할 수 있으며, 기존의 CI(G)S 페이스트(paste)에서 주로 사용되는 바인더(binder)를 사용하지 않고 일련의 후속 열처리 공정을 통해 나노입자에 코팅되어 있는 계면 활성제를 쉽게 제거할 수 있고, CI(G)S 박막의 결정상 형성 및 결정화가 가능하다.
한편, CI(G)S 나노입자 잉크의 농도 및 점도, 나노입자 크기를 조절함으로써 CI(G)S 박막의 두께 및 결정구조 등을 제어할 수 있으며, 조성이 제어된 나노입자를 사용하여 잉크를 제조 함으로써 증착하고자 하는 박막의 조성 조절이 가능하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 계면활성제가 코팅되어 있는 CI(G)S 나노입자가 분산되어 있는 CI(G)S 나노입자 잉크를 준비 하는 단계, 기판 상에 상기 CI(G)S 나노입자 잉크를 도포하고 균일하게 코팅하는 단계, 상기 CI(G)S 나노입자에 코팅되어 있는 계면활성제를 제거하기 위해 열처리하는 1차 열처리 단계, 상기 CI(G)S 나노입자의 결정상 형성 및 결정립 조대화를 위해 열처리하는 2차 열처리 단계를 포함하는, CI(G)S 박막 제조 방법이 제공된다.
상기 CI(G)S 나노입자 잉크를 준비하는 단계는, CI(G)S 나노입자를 계면활성제가 첨가된 유기용매에 넣고 혼합시키는 단계를 포함할 수 있다.
특히 상기 계면활성제는 옥탄 셀레놀(Octane Selenol)이고, 상기 유기용매는 톨루엔일 수 있다.
상기 CI(G)S 박막 제조 방법은, 상기 CI(G)S 나노입자 잉크를 도포하고 균일하게 코팅하는 단계 이후에, 무산소 분위기에서 200℃이하의 온도로 10분 이하의 시간 동안 가열하여 상기 CI(G)S 나노입자 잉크의 잔류 용매를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 1차 열처리 단계는, 진공분위기에서 250℃ 이상 375℃ 이하의 온도로 1시간 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.
상기 2차 열처리 단계는, 셀렌(Se) 분위기에서 600℃로 1시간 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태들을 상세히 설명한다.
도 1a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 CI(G)S 박막 제조에 사용되는, 계면활성제가 코팅된 CI(G)S 나노입자(110)를 나타내며, 도 1b는 계면활성제가 코팅된 CI(G)S 나노입자가 유기 용매에 잘 분산된 CI(G)S 나노입자 잉크를 나타낸다.
계면활성제가 코팅된 CI(G)S 나노입자가 분산되어 있는 CI(G)S 나노입자 잉크는 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.
먼저, CI(G)S (CuIn(Ga)Se2) 나노입자와 계면활성 첨가제가 소량(a few drop) 첨가된 유기 용매를 준비한다. 상기 유기 용매로는 톨루엔 등을 사용할 수 있고, 상기 계면활성제로는 옥탄 셀레놀(Octane Selenol) 등을 사용할 수 있다.
그 후, 상기 CI(G)S 나노입자를 상기 계면활성제가 첨가된 유기 용매에 넣고 혼합시켜준다. 이 혼합은 초음파 분산기를 사용하여 수행될 수 있고, 혼합 시간은 약 30분 정도가 적합하다.
이렇게 함으로써, 계면활성제가 코팅된 CI(G)S 나노입자가 잘 분산되어 있는 CI(G)S 나노입자 잉크가 제조될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 CI(G)S 나노입자 잉크를 사용해 박막을 제조하고 결정화 시키는 과정을 나타내는 공정도이다.
먼저, 도 2a에 도시되는 바와 같이, 기판(210) 상에 CI(G)S 나노입자 잉크(230)를 도포하고 균일하게 코팅한다. 기판(210)은 통상의 유리 기판 등일 수 있고, 상기 코팅은 스프레이법, 롤코팅법, 커튼 코팅법, 스핀 코팅법, 스크린 인쇄법, 오프 세트 인쇄법, 잉크 제트법, 딥 코팅법 등의 적절한 방법을 이용함으로써 이루어질 수 있다.
CI(G)S 나노입자 잉크(230)의 코팅 후에는 잔류 용매 제거를 위해 무산소 분 위기에서 200℃이하의 온도로 10분 이하의 시간 동안 가열해 주는 과정이 추가로 행해질 수 있다.
그 후, 도 2b에 도시되는 바와 같이, 잔류 용매가 제거된 CI(G)S 나노입자 잉크(230)가 도포되어 있는 기판(210)을 진공 중에서 열처리(1차 열처리)하여 CI(G)S 나노입자에 코팅되어 있는 계면활성제를 제거한다.
상기 가열 과정에 의해 잔류 용매가 제거된 박막을 진공분위기의 노(furnace)에서 350℃로 1시간 정도 가열하면 CI(G)S 나노입자에 코팅되어있는 계면활성제가 증발되어 제거될 수 있다. 계면 활성제 제거를 위한 1차 열처리 온도는 250℃ 이상 375℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이는, 250℃ 이하에서는 계면활성제 제거가 충분히 일어나지 못하고, 375℃ 이상에서는 CI(G)S 나노입자의 결정성이 깨지는 문제가 발생하기 때문이다.
이러한, 1차 열처리 과정 후에는, 계면활성제의 증발로 인해 CI(G)S 박막(250)의 두께가 감소하게 된다. 즉, t1>t2 의 관계가 성립하게 된다.
다음으로, 도 2c에 도시되는 바와 같이, 2차 열처리를 하여 CI(G)S 박막(250)의 결정상을 형성시키고 결정립의 크기를 증가시킨다.
셀렌(Se) 분위기의 노(furnace)에서 600℃로 1시간 정도 열처리함으로써, CI(G)S 단일상이 형성되고, 나노입자들의 소결반응 등을 이용함으로써 CI(G)S 박막(250)의 결정립을 조대화 할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1 및 도 2의 과정을 통해 제조된 CI(G)S 박막 단면의 주사전자현미경(SEM) 이미지들이다.
도 3a는 도 2a에서와 같이 CI(G)S 나노입자 잉크(230)를 기판(210)에 코팅한 후, 질소 분위기 하에서 190℃로 10분간 가열하여 잔류 용매를 제거한 후의 CI(G)S박막의 단면 SEM이미지이다.
도 3b는 도 2b에서와 같이 진공 분위기 중에서 350℃로 1시간 동안 열처리 한 후 계면활성제가 제거된 CI(G)S 박막의 단면 SEM 이미지이다.
도 3b에 나타나는 바와 같이, CI(G)S 나노입자 잉크의 코팅 직후에는 박막의 매끈한 모폴로지를 관찰할 수 있었으나, 1차 열처리를 함으로써 계면활성제가 증발함에 따라 박막을 형성하는 나노입자들의 거친 표면을 관찰할 수 있게 되었다. 또한, CI(G)S 박막의 두께가 327nm에서 106nm로 감소하였다.
도 3c는 CI(G)S 상 형성 및 결정립 조대화를 위한 2차 열처리 후 박막의 단면 SEM 이미지이다.
도 3c에 도시되는 바와 같이, 셀렌(Se) 분위기 하에서 600℃로 1시간 동안 열처리한 후 박막의 두께는 더욱 감소하여 92nm 까지 감소하였으며, 나노입자들의 소결 반응을 통해 박막의 결정립 크기가 증가하였음을 관찰할 수 있다.
도 4는 도 2의 제조과정을 통해 제조된 CI(G)S 박막의 X-ray theta-2theta 회절 패턴의 결과이다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 셀렌(Se) 분위기 하에서 600℃로 1시간 동안 2차 열처리 후에는 정방정계(tetragonal) 구조의 CuIn(Ga)Se2 의 결정상이 형성되었 음을 확인할 수 있다.
한편, CI(G)S 박막의 두께가 100nm 이하로 매우 얇아져 회절패턴의 세기가 크지 않으나 다결정 CI(G)S 상이 형성되었음을 확인할 수 있다.
본 명세서에서는 특정 열처리 조건만을 예시하였으나, 열처리의 온도 및 시간, 분위기 조건 등을 최적화하여 보다 뛰어난 단결정상 CI(G)S 박막을 얻을 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 속함은 물론이다.
본 발명의 CI(G)S 박막 제조에는 종래에 주로 사용되던 Cu-Se, In-Se 화합물 (compound)과 같은 2성분계 입자를 혼합하여 잉크를 제조하지 않고, 3성분계 (또는 4성분계) CI(G)S 화합물 입자를 직접 사용하여 잉크를 제조함으로써 잉크의 조성 제어 및 박막 조성 조절의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 기존의 진공 증착에 필요했던 고가 장비 및 공정 등을 사용하지 않고도 결정성이 높은 CI(G)S 박막을 형성할 수 있다.
한편, 기존의 CI(G)S 페이스트(paste)에서 주로 사용되는 바인더(binder)를 사용하지 않고 일련의 후속 열처리 공정을 통해 나노입자에 코팅되어 있는 계면 활성제를 쉽게 제거할 수 있으며, CI(G)S 박막의 결정상 형성 및 결정화가 가능하다.
또한, CI(G)S 나노입자 잉크의 농도 및 점도, 나노입자 크기를 조절함으로써 CI(G)S 박막의 두께 및 결정구조 등을 제어할 수 있으며, 조성이 제어된 나노입자를 사용하여 잉크를 제조 함으로써 증착하고자 하는 박막의 조성 조절이 가능하다.
본 발명의 비진공 코팅 공정을 기반으로 한 CI(G)S 박막 제조방법을 이용하면 저가의 대면적 공정이 가능하므로 차세대 박막형 태양전지 개발에 크게 기여할 수 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 본 명세서에서 설명한 각 구성요소의 물질은 당업자가 공지된 다양한 물질로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
도 1a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 계면활성제가 코팅된 CI(G)S 나노입자 잉크를 나타낸다.
도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 CI(G)S 나노입자가 잉크를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 CI(G)S 박막의 제조 과정을 설명하는 공정도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 과정을 통해 제조된 CI(G)S 박막 단면의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 4는 도 2의 제조과정을 통해 제조된 CI(G)S 박막의 X-ray theta-2theta 회절 패턴의 결과이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: CI(G)S 나노입자 130: 유기용매
210: 기판 230: CI(G)S 나노입자 잉크
250: CI(G)S 박막

Claims (13)

  1. 기판 상에 계면활성제가 코팅되어 있는 화합물 반도체 나노입자를 포함하는 화합물 반도체 나노입자 잉크를 코팅하는 단계;
    상기 계면활성제를 제거하기 위해 열처리하는 1차 열처리 단계; 및
    상기 화합물 반도체 나노입자의 결정화를 위해 열처리하는 2차 열처리 단계를 포함하고,
    상기 화합물 반도체 나노입자가 CuInSe2 화합물 반도체, CuGaSe2 화합물 반도체, CuGaS2 화합물 반도체, CuInS2 화합물 반도체, CuInGaSe2 화합물 반도체, 및 Cu(InxGa1-x)(SeyS1-y)2 화합물 반도체로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 박막의 제조 방법.
    단, 0≤x≤1, 0≤y≤1 임.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 화합물 반도체 나노입자는,
    상기 화합물 반도체 나노입자를 계면활성제가 첨가된 유기용매에 넣고 혼합시킨 것을 특징으로 하는 태양전지용 박막의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 계면활성제는 옥탄 셀레놀(Octane Selenol), 아크릴에스텔, 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리스틸렌, 합성고무, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 요소수지, 멜라민수지, 페놀수지, 레졸시놀수지, 푸란수지, 에폭시수지, 불포화폴리에스테르수지로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 박막의 제조 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 유기용매는 톨루엔, 피리딘, 클로로포름, 크실렌, 헥산, 디클로로벤젠, 메틸렌 클로라이드, 알킬아민, 부탄올, 메탄올 및 이소프로판으로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지용 박막의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 1차 열처리 단계는, 진공분위기에서 250℃ 이상 375℃ 이하의 온도로 1시간 동안 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 박막의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2차 열처리 단계는, 셀렌(Se) 분위기에서 500℃ 이상 700℃ 이하로 1시간 동안 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 박막의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화합물 반도체 나노입자 잉크를 도포하고 균일하게 코팅하는 단계 이후에, 무산소 분위기에서 150℃ 이상 250℃ 이하의 온도로 5분 내지 10분의 시간 동안 가열하여 나노입자 잉크의 잔류 용매를 제거하는 단계를 더 포함하는 태양전지용 박막의 제조 방법.
  9. CuInSe2 화합물 반도체, CuGaSe2 화합물 반도체, CuGaS2 화합물 반도체, CuInS2 화합물 반도체, CuInGaSe2 화합물 반도체, 및 Cu(InxGa1 -x)(SeyS1 -y)2 화합물 반도체로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 반도체의 나노입자에 옥탄 셀레놀이 코팅되어 유기용매에 분산된 태양전지용 박막 조성물.
  10. 화합물 반도체 태양전지에 있어서,
    기판 위에, 계면 활성제가 코팅된 CuInSe2 화합물 반도체, CuGaSe2 화합물 반도체, CuGaS2 화합물 반도체, CuInS2 화합물 반도체, CuInGaSe2 화합물 반도체, 및 Cu(InxGa1-x)(SeyS1-y)2 화합물 반도체로 구성된 그룹 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물 반도체의 나노입자 잉크로부터 소결과정으로 거쳐 다결정 또는 단결정으로 성장된 화합물 반도체 박막을 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 화합물 반도체 박막의 두께는 80nm 내지 200nm인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 화합물 반도체 박막의 결정 구조는 입방정계, 정방정계, 육방정계, 사방정계 중 어느 하나의 구조인 것을 특징으로 하는 태양전지.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 계면활성제는 옥탄 셀레놀(Octane Selenol), 아크릴에스텔, 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리스틸렌, 합성고무, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 요소수지, 멜라민수지, 페놀수지, 레졸시놀수지, 푸란수지, 에폭시수지, 불포화폴리에스테르수지로 구성된 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 태양전지.
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