KR101364236B1 - 화합물 반도체를 이용한 박막 태양전지와 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 투명기판; 상기 투명기판의 상부에 형성되는 제1전극; 상기 제1 전극의 상부에 형성되는 제1도전형 반도체층; 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 형성되고 화합물 반도체로 이루어진 광흡수층; 상기 광흡수층의 상부에 형성되는 제2도전형 반도체층; 상기 제2도전형 반도체층의 상부에 형성되는 제2전극을 포함하는 박막 태양전지와 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 화합물 반도체는 열화현상이 없어 에너지 효율을 높게 유지할 수 있고, 진성실리콘에 비하여 증착속도가 빠르기 때문에 종래 실리콘 기반의 박막 태양전지에 비하여 생산성과 에너지 변환효율을 크게 향상시킬 수 있다.
화합물 반도체, 박막 태양전지
Description
도 1은 일반적인 비정질 실리콘 박막 태양전지의 구성 단면도
도 2는 일반적인 화합물반도체 박막 태양전지의 구성 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 구성 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 제조과정을 나타낸 공정흐름도
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 제조과정을 나타낸 공정단면도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 태양전지의 구성 단면도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 클러스터형 박막 태양전지 제조장치를 나타낸 평면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인라인형 박막 태양전지 제조장치를 나타낸 평면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
110: 투명기판 120: 제1전극
130: P형반도체층 140: 버퍼층
150: 광흡수층 160: N형반도체층
170: 제2전극
본 발명은 화합물 반도체를 이용하는 박막 태양전지에 관한 것으로서, 구체적으로는 찰코파이라이트(Chalcopyrite)계 화합물 반도체를 이용한 고효율 박막 태양전지와 그 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 pn접합된 반도체에서 태양광에 의해 여기된 소수캐리어의 확산에 의해 발생하는 기전력을 이용하는 광전변환소자이며, 사용되는 반도체 재료의 종류에는 단결정실리콘, 다결정실리콘, 비정질 실리콘, 화합물반도체 등이 있다.
단결정실리콘이나 다결정실리콘을 이용하면 발전효율은 높지만 재료비가 비싸고 공정이 복잡하기 때문에 최근에는 유리나 플라스틱 등의 값싼 기판에 비정질 실리콘이나 화합물반도체 등을 증착하는 박막 태양전지가 주목을 받고 있다.
특히 박막 태양전지는 대면적화에 매우 유리할 뿐만 아니라 기판의 소재에 따라 플렉시블한 태양전지를 생산할 수 있다는 장점을가진다.
비정질 실리콘을 광흡수층으로 이용하는 박막 태양전지(10)는 도 1의 개략 단면도에 도시된 바와 같이, 투명기판(11)의 상부에 전면전극(12), 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어지는 반도체층(13) 및 후면전극(14)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다.
여기서 투명기판(11)은 유리나 투명한 플라스틱 재질이 이용된다.
전면전극(12)은 투명기판(11) 쪽에서 입사되는 태양광의 투과를 위하여 투명 전도성 산화물(Transparent conductive oxide: TCO) 박막으로 형성된다.
반도체층(13)은 전면전극(12) 쪽에서부터 비정질의 P형반도체층(13a), 진성(intrinsic) 반도체층(13b), N형반도체층(13c)이 순차적으로 적층되어 PIN 접합을 형성하며, 여기서 진성반도체층(13b)은 박막 태양전지의 효율을 높이는 광흡수층의 역할을 한다.
후면전극(14)은 전면전극(12)과 마찬가지로 TCO박막을 증착하여 형성하거나 Al,Cu, Ag 등의 금속 박막을 증착하여 형성한다.
이러한 박막 태양전지(10)에서 투명기판(11)쪽에서 태양광이 조사되면 투명기판(11) 위에 형성된 반도체층(13)의 PIN 접합면을 가로질러 소수 캐리어가 확산하면서 전면전극(12)과 후면전극(14)의 사이에 전압차를 일으켜 기전력을 발생시킨다.
그런데 비정질 실리콘을 이용하는 박막 태양전지는 에너지 변환효율이 매우 낮을 뿐만 아니라 장시간 빛에 노출되면 특성 열화 현상(Staebler-Wronski Effect) 이 나타나서 시간이 갈수록 효율이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 비정질 실리콘 대신에 미세결정질 실리콘(c-Si:H 또는 nc-SiH)을 광흡수층으로 활용하는 박막 태양전지가 제안되기도 하였으나, 미세결정질 실리콘은 비정질 실리콘에 비하여 태양광의 흡수율이 떨어지기 때문에 광흡수층으로 이용하기 위해서는 2000nm 이상의 매우 두꺼운 두께로 형성하여야 하고 증착속도도 느리기 때문에 생산성이 매우 낮은 단점을 가진다.
이에 따라 최근에는 비정질 실리콘과 미세결정질 실리콘의 단점을 보완하기 위하여 비정질 실리콘의 PIN층(P형-진성-N형반도체층)과 미세결정질실리콘의 PIN층을 연속으로 적층한 탠덤(Tandem) 또는 트리플(Triple) 구조의 박막 태양전지가 많이 이용되고 있다.
그런데 탠덤(Tandem) 또는 트리플(Triple) 구조의 박막 태양전지는 제조공정이 복잡하고 미세결정질 실리콘의 증착속도가 느리기 때문에 대량생산에는 적합하지 않다는 문제점이 있다.
한편, 화합물반도체를 광흡수층으로 이용하는 박막 태양전지는 일반적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(21)의 상부에 후면전극(22), 광흡수층(23), 버퍼층(24), 전면투명전극(25), 반사방지막(26), 그리드전극(27)이 순차적으로 증착된 구조를 가진다.
이때 예를 들어 후면전극(22)에는 Mo박막이 이용되고, 광흡수층(23)에는 화 합물반도체인 Cu(In, Ga)Se2 이 이용되고, 버퍼층(24)에는 CdS박막이 이용되고, 전면투명전극(25)에는 ZnO 박막이 이용되고, 반사방지막(26)에는 MgF2가 이용된다. 그리드전극(27)은 전류를 수집하기 위한 것으로서 Al 또는 Ni/Al 재질이 이용된다.
이와 같은 구조의 화합물반도체 박막태양전지는 비정질 실리콘을 이용하는 경우에 비하여 에너지 변환효율이 매우 높은 편이지만, 여러 가지 요인으로 인하여 대량생산에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
특히 버퍼층(24)으로 사용되는 CdS는 Cd자체가 독성물질이고 습식의 화학공정으로 증착해야 하기 때문에 양산적용의 한계요인으로 작용하고 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 광흡수 계수가 크고 특성열화 현상이 없는 화합물반도체를 이용하면서도 대량생산에 적용할 수 있는 고효율의 박막 태양전지를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 투명기판의 상부에 제1전극과 제1도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 제1단계; 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 화합물 반도체로 이루어진 광흡수층을 형성하는 제2단계; 상기 광흡수층의 상부에 제2도전형 반도체층을 형성하는 제3단계; 상기 제2도전형 반도체층의 상부에 제 2전극을 형성하는 제4단계를 포함하는 박막 태양전지의 제조방법을 제공한다.
상기 제1단계의 이후에 상기 제1도전형 반도체층과 상기 광흡수층 사이의 격자부정합을 막기 위한 버퍼층을 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때 상기 버퍼층은 10~200Å 두께의 미세결정질 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 버퍼층은 P형 도펀트로 도핑되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층은 P형 도펀트로 도핑된 비정질 SiC로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 화합물 반도체는 Cu(In, Ga)Se2인 것을 특징으로 할 수 있으며, 이때 상기 Cu(In, Ga)Se2는 유기금속 화학기상증착(MOCVD)법, 스퍼터링(Sputtering)법 또는 동시증발법(co-evaporation)법으로 증착되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 광흡수층은 1~3㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층은 비정질 실리콘 또는 미세결정질 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 제2단계는, 제1 화합물반도체로 이루어진 제1서브층을 형성하는 단계; 상기 제1서브층의 상부에 제2화합물 반도체로 이루어진 제2서브층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때 상기 제1서브층의 에너지 밴드갭과 상기 제2서브층의 에너지 밴드갭은 서로 다른 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 제1서브층의 에너지 밴드갭이 상기 제2서브층의 에너지 밴드갭에 비하여 더 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 제1서브층 및 상기 제2서브층은 각각 1~3㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로할 수 있다.
상기 제1서브층은 CuGaSe2 로 이루어지고, 상기 제2서브층은 Cu(In, Ga)Se2로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1 화합물반도체로 이루어진 제1서브층을 형성하는 상기 단계의 이전에 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 버퍼층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 버퍼층의 상부에 상기 제1서브층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 투명기판 상기 투명기판의 상부에 형성되는 제1전극; 상기 제1 전극의 상부에 형성되는 제1도전형 반도체층; 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 형성되고 화합물 반도체로 이루어진 광흡수층; 상기 광흡수층의 상부에 형성되는 제2도전형 반도체층; 상기 제2도전형 반도체층의 상부에 형성되는 제2전극을 포함하는 박막 태양전지를 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기 로 한다.
본 발명의 실시예는 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)의 상부에 제1전극(120), P형반도체층(130), 버퍼층(140), 화합물 반도체를 이용한 광흡수층(150), N형 반도체층(160), 제2전극(170)이 순차로 형성된 구조의 박막 태양전지(100)를 제안한다.
이하에서는 도 4의 공정흐름도 및 도 5a 내지 도 5f의 공정단면도를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지(100)의 제조과정을 순서대로 설명한다.
먼저 도 5a에 도시된 바와 같이 유리나 투명 플라스틱 재질의 투명기판(110)을 준비하고, 투명기판(110)의 상부에 제1전극(120)을 형성한다.
이때 투명기판(110) 쪽에서 입사되는 태양광을 투과시키기 위하여 제1전극(120)은 ZnO, SnO2, ITO 등의 투명 전도성 산화물(Transparent conductive oxide: TCO) 박막을 이용하여 형성한다.
이러한 제1전극(120)은 유기금속 화학기상증착(MOCVD)법 또는 스퍼터링(sputtering)법으로 증착한다. (ST11, ST12)
이어서 도 5b에 도시된 바와 같이 제1전극(120)의 상부에 P형 반도체층(130)을 형성한다. 이때 2.0~3.0eV의 에너지 밴드갭을 가지는 비정질 SiC을 100~500Å의 두께로 증착하여 P형 반도체층(130)을 형성하는 것이 바람직하지만, 비정질 SiC 이외에도 비정질 실리콘을 이용할 수도 있다.
비정질 SiC층은 SiH4와 메탄계물질(CxHy)을 소스물질로 하여 PECVD법으로 증착할 수 있으며, PECVD장치에서 상기 소스물질과 P형 도펀트 물질(예, B2H6)을 동시에 공급하면 인시튜(in-situ)로 비정질 SiC에 대한 도핑이 가능하다. (ST13)
P형 반도체층(130)의 상부에는 도 5c에 도시된 바와 같이 버퍼층(140)을 형성하는 것이 바람직하다.
비정질 SiC층의 격자상수는 3.086이고, 화합물 반도체인 Cu(In, Ga)Se2 의 격자상수는 5.783이기 때문에 비정질 SiC층의 상부에 Cu(In, Ga)Se2 을 바로 증착하면두 물질의 접합계면에서 결함으로 인한 전자-정공쌍의 재결합이 발생하게 되며, 이로 인해 태양전지의 효율이 크게 저하되는 문제점이 있다.
상기 버퍼층(140)은 비정질 SiC층과 화합물 반도체인 Cu(In, Ga)Se2 사이의 격자부정합으로 인한 이러한 문제를 해소하기 위한 것이다.
버퍼층(140)은 10~200 두께의 미세결정질 실리콘층인 것이 바람직하며, 이러한 미세결정질 실리콘층은 실리콘 소스물질(SiH4 또는 Si2H6)과 H2가스를 이용한 PECVD법으로 증착할 수 있다.
버퍼층(140)을 이루는 미세결정질 실리콘의 격자상수는 5.43이므로 Cu(In, Ga)Se2 층과의 격자부정합이 크게 감소되어 전자-정공쌍의 재결합 문제를 크게 완화 시킬 수 있다.
또한 P형반도체층(130)을 이루는 비정질 SiC층과 버퍼층(140)의 계면에서는수소량이 많은 미세결정질 실리콘을 증착하는 과정에서 수소에 의한 패시베이션(Passivation) 효과로 인하여 계면결함이 방지된다.
이러한 버퍼층(140)에 대해서도 P형 반도체층(130)과 마찬가지로 B2H6 등의 도펀트 물질을 이용하여 도핑을 수행할 수 있다. (ST14)
버퍼층(140)의 상부에는 도 5d에 도시된 바와 같이 광흡수층(150)을 형성하며, 본 발명의 실시예에서는 Cu(In, Ga)Se2 와 같은 화합물 반도체를 광흡수층(150)으로 활용하는 점에 특징이 있다.
Cu(In, Ga)Se2 은 1.0~1.2eV의 에너지 밴드갭을 가지는 화합물 반도체로서, MOCVD법, 스퍼터링법 또는 동시증발법(co-evaporation) 등의 방법을 통하여 약 1~3㎛의 두께로 증착하는 것이 바람직하다. (ST15)
이와 같이 P형반도체층(130)의 상부에 버퍼층(140)과 화합물반도체로 이루어진 광흡수층(150)을 형성한 이후에는 도 5e 에 도시된 바와 같이 광흡수층(150)의 상부에 N형 반도체층(160)을 형성하여야 한다.
N형 반도체층(160)은 100~600Å 두께의 비정질 실리콘층 또는 미세결정질 실리콘층으로서, SiH4, Si2H6 등의 실리콘 소스물질과 H2를 이용하여 PECVD법으로 증 착할 수 있다.
광흡수층(150)을 이루는 Cu(In, Ga)Se2 의 에너지 밴드갭이 1.0~1.2eV인 점을 고려하면, N형 반도체층(160)은 에너지 밴드갭이 약 1.1eV인 미세결정질 실리콘인 것이 보다 바람직하다. (ST16)
N형 반도체층(160)의 상부에는 도 5f에 도시된 바와 같이 제2전극(170)을 형성하며, 이때 제2전극(170)은 ZnO 또는 SnO2인 것이 바람직하다.
이러한 제2전극(170)은 MOCVD법이나 스퍼트링법으로 증착할 수 있으며, 전자를 효율적으로 수집하기 위하여 그 상부에 Al전극을 별도로 형성할 수도 있다. (ST17)
한편 이상에서는 Cu(In, Ga)Se2이 광흡수층(150)으로 이용되는 경우를 설명하였으나, 광흡수율을 높이기 위해서 2이상의 화합물 반도체를 광흡수층으로 이용할 수도 있다.
즉, 광흡수층(150)을 도 6에 도시된 바와 같이 서로 다른 재질의 제1서브층(150a)과 제2서브층(150b)으로 구성될 수도 있다.
예를 들어 버퍼층(140)의 상부에 다른 종류의 화합물반도체인 CuGaSe2 를 제1서브층(150a)으로 형성하고, 그 상부에 Cu(In, Ga)Se2를 제2서브층(150b)으로 형성 할 수 있다. 이때 제1 및 제2 서브층(150a,150b)은 각각 1~3㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우 CuGaSe2는 1.68eV의 에너지 밴드갭을 가지므로 상대적으로 단파장 대역의 광을 흡수하는데 반하여, Cu(In, Ga)Se2는 1.0~1.2eV의 에너지 밴드갭을 가지므로 CuGaSe2 에 비하여 장파장 대역의 광을 흡수하게 된다.
따라서 탠덤 또는 트리플 구조의 비정질실리콘 박막 태양전지와 마찬가지로 광흡수층(150)을 통해 광범위한 파장대역의 빛을 흡수하는 것이 가능해지며, 이를 통해 태양전지의 전반적인 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 제1서브층(150a)과 제2서브층(150b)에 사용하는 화합물 반도체의 종류를 전술한 경우로 한정할 필요는 없으므로 서로 다른 에너지 밴드갭을 가지는 임의의 화합물 반도체를 선택적으로 사용할 수 있다.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 전술한 태양전지 제조공정을 효율적으로 진행할 수 있는 태양전지 제조장치에 대하여 설명한다.
도 7은 이송챔버(210)의 주위에 로드락챔버(220)와 다수의 공정챔버를 연결한 클러스터형 태양전지 제조장치(200)의 평면을 나타낸 도면이다.
이송챔버(210)의 내부에는 기판이송을 담당하는 이송로봇(미도시)이 설치된다.
로드락챔버(220)는 항상 진공상태를 유지하는 이송챔버(210)와 대기압 상태 인 외부와의 사이에서 기판을 교환하는 완충공간으로서 기판교환을 위하여 진공 또는 대기압 상태를 교번한다.
상기 다수의 공정챔버는 각각 이송챔버(210)의 측부에 결합하며, 투명기판(110)의 제1전극(120) 상부에 P형반도체층(130)을 형성하는 제1 공정챔버(230), P형반도체층(130)의 상부에 화합물 반도체로 이루어진 광흡수층(150)을 형성하는 제2공정챔버(240), 광흡수층(150)의 상부에 N형반도체층(160)을 형성하는 제3공정챔버(250)를 포함한다.
또한 이송챔버(210)의 측부에는 제1전극(120) 또는 제2전극(170)을 형성하기 위해 유기금속 화학기상증착(MOCVD) 또는 스퍼터링 공정을 수행하는 제4 공정챔버(260)가 결합할 수도 있다.
이송챔버(210)와 로드락챔버(220)의 사이, 이송챔버(210)와 각 공정챔버(230,240,250,260)의 사이에는 기판의 출입통로를 선택적으로 개폐하는 슬롯밸브가 설치된다.
또한 화합물반도체로 이루어진 광흡수층(150)과 P형반도체층(130)의 사이에 버퍼층(140)을 형성하는 경우에는 이를 위한 공정챔버를 이송챔버(210)의 측부에 설치하는 것이 바람직하다.
이하에서는 전술한 클러스터형 태양전지 제조장치(200)에서 공정이 진행되는 과정을 설명한다.
먼저 투명기판(110)이 로드락챔버(220)에 반입되면, 상기 로드락챔버(220) 를 진공펌핑한 다음 이송챔버(210)와 로드락챔버(220)를 연통시킨다.
이어서 이송챔버(210)의 이송로봇(미도시)이 상기 투명기판(110)을 제4공정챔버(260)로 반입하여 제1전극(120)을 형성하고, 이어서 제1공정챔버(230)로 반입하여 P형반도체층(130)을 형성한다.
이어서 상기 기판을 제2공정챔버(240)로 반입하여 P형반도체층(130)의 상부에 예를 들어 Cu(In,Ga)Se2와 같은 화합물반도체로 이루어진 광흡수층(150)을 형성한다. Cu(In,Ga)Se2 의 증착은 MOCVD법, 스퍼터링법 또는 동시증발법(co-evaporation)을 통해 형성할 수 있다.
한편 광흡수층(150)과 P형반도체층(130)의 사이에 버퍼층(140)을 형성하는 경우에는 별도의 공정챔버가 마련되어야 함은 전술한 바와 같다.
이어서 광흡수층(150)의 상부에 N형반도체층(160)을 형성하기 위해 기판을 제3공정챔버(250)로 반입하며, 계속하여 제4공정챔버(260)에서 N형반도체층(160)의 상부에 제2전극(170)을 형성한다.
도 8은 인라인형 태양전지 제조장치(300)의 평면구성을 예시한 도면으로서, 기판이 반입되는 로딩챔버(310), 제1 내지 제3공정챔버(320,330,340)가 공정순서에따라 순차적으로 배치되고, 마지막으로 공정을 마친 기판을 외부로 반출하기 위한 언로딩챔버(350)가 설치된다.
클러스터형에서는 이송챔버의 이송로봇이 기판이송을 담당하였으나, 인라인 형에서는 기판의 반입과 반출을 위하여 각 챔버마다 인라인형 이송장치(예, 롤러, 리니어 모터 등)가 설치되는 점에 특징이 있다.
로딩챔버(310)와 언로딩챔버(350)는 외부와 기판을 교환하여야 하기 때문에 기판출입과정에서 진공상태와 대기압상태를 교번하며, 나머지 각 공정챔버(320,330,340)는 통상 소정의 진공압력을 유지한다.
제1 내지 제3공정챔버(320,330,340)는 클러스터형 제조장치에서의 각 공정챔버와 동일한 역할을 수행하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
한편 상기 인라인형 태양전지 제조장치(300)에서 로딩챔버(310)와 제1공정챔버(320)의 사이에 제1전극(120)을 형성하기 위한 MOCVD 또는 스퍼터링용 공정챔버를 설치할 수도 있고, 제3공정챔버(340)와 언로딩챔버(350)의 사이에 제2전극(160)을 형성하기 위한 MOCVD 또는 스퍼터링용 공정챔버를 설치할 수도 있다.
본 발명은 종래 비정질 실리콘을 기반으로 하는박막 태양전지의 구조에서 화합물 반도체를 광흡수층으로 이용한 것으로서, 종래 실리콘 기반의 박막 태양전지에 비하여 생산성과 에너지 변환효율을 크게 향상시킬 수 있다.
화합물 반도체는 진성실리콘에 비하여 증착속도가 빨라 생산성을 높일 수 있고, 열화현상이 없기 때문에 에너지 효율을 높게 유지할 수 있기 때문이다.
또한 화합물 반도체의 물질조성비를 조절하여 광흡수층을 다양한 에너지 밴드갭을 가지는 다수의 서브층으로 형성할 수 있기 때문에 실리콘계 박막 태양전지 에서 탠덤 또는 트리플 구조를 적용한 경우와 마찬가지로 광흡수 대역을 넓힘으로써 에너지 변환효율을 크게 향상시킬 수 있다.
Claims (21)
- 투명기판의 상부에 제1전극과 제1도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 제1단계;상기 제1도전형 반도체층의 상부에 화합물 반도체로 이루어진 광흡수층을 형성하는 제2단계;상기 광흡수층의 상부에 제2도전형 반도체층을 형성하는 제3단계;상기 제2도전형 반도체층의 상부에 제2전극을 형성하는 제4단계를 포함하고,상기 제2단계는, 제1 화합물반도체로 이루어진 제1서브층을 형성하는 단계;상기 제1서브층의 상부에 제2화합물 반도체로 이루어진 제2서브층을 형성하는 단계를 포함하며,상기 제1서브층의 에너지 밴드갭이 상기 제2서브층의 에너지 밴드갭에 비하여 더 큰 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
- 제1항에 있어서,상기 제1서브층은 CuGaSe2를 포함하고, 상기 제2서브층은 Cu(In,Ga)Se2를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
- 투명기판의 상부에 제1전극과 제1도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 제1단계;상기 제1도전형 반도체층의 상부에 화합물 반도체로 이루어진 광흡수층을 형성하는 제2단계;상기 광흡수층의 상부에 제2도전형 반도체층을 형성하는 제3단계;상기 제2도전형 반도체층의 상부에 제2전극을 형성하는 제4단계를 포함하고,상기 제2단계는,제1 화합물 반도체을 포함하는 제1서브층을 형성하는 단계;상기 제1서브층의 상부에 제2화합물 반도체로 이루어지는 제2서브층을 형성하는 단계를 포함하며,상기 제2서브층은 Cu(In,Ga)Se2를 포함하고, 상기 제1서브층의 에너지 밴드갭이 상기 제2서브층의 에너지 밴드갭에 비하여 더 큰 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
- 제3항에 있어서,상기 제1서브층은 CuGaSe2를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
- 제1항 또는 제3항에 있어서,상기 제1단계의 이후에 상기 제1도전형 반도체층과 상기 광흡수층 사이의 격자부정합을 막기 위한 버퍼층을 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 형성하는 단계를 포함하고, 상기 버퍼층은 미세결정질 실리콘으로 이루어지며 10~200Å의 두께로 형성되고, 상기 버퍼층은 P형 도펀트로 도핑되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
- 제1항 또는 제3항에 있어서,상기 제2도전형 반도체층은 비정질 실리콘 또는 미세결정질 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
- 삭제
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- 투명기판;상기 투명기판의 상부에 형성되는 제1전극;상기 제1 전극의 상부에형성되는 제1도전형 반도체층;상기 제1도전형 반도체층의 상부에 형성되고 화합물 반도체로 이루어진 광흡수층;상기 광흡수층의 상부에 형성되는 제2도전형 반도체층;상기 제2도전형 반도체층의 상부에 형성되는 제2전극을 포함하고,상기 광흡수층은 제1화합물반도체로 이루어지는 제1서브층과, 상기 제1서브층의 상부에 형성되며 상기 제1화합물반도체보다 에너지 밴드갭이 작은 제2화합물반도체로 이루어지는 제2서브층을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지
- 제17항에 있어서,상기 제1도전형 반도체층과 상기 광흡수층의 사이에는 격자부정합을 막기 위한 버퍼층이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지
- 삭제
- 투명기판;상기 투명기판의 상부에 형성되는 제1전극;상기 제1 전극의 상부에 형성되는 제1도전형 반도체층;상기 제1도전형 반도체층의 상부에 형성되고 화합물 반도체로 이루어지는 광흡수층;상기 광흡수층의 상부에 형성되는 제2도전형 반도체층;상기 제2도전형 반도체층의 상부에 형성되는 제2전극을 포함하고,상기 광흡수층은 제1화합물 반도체로 이루어지는 제1서브층과, 상기 제1서브층의 상부에 형성되며 Cu(In,Ga)Se2를 포함하는 제2서브층을 포함하고, 상기 제1서브층의 에너지 밴드갭이 상기 제2서브층의 에너지 밴드갭에 비하여 더 큰 것을 특징으로 하는 박막 태양전지
- 제20항에 있어서,상기 제1서브층은 CuGaSe2를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지
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