KR101371859B1 - 태양전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실시예는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공한다. 실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며, 상기 광 흡수층은 그 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가한다.

Description

태양전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 p-n 접합 다이오드에 빛을 쪼이면 전자가 생성 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자로 정의할 수 있다. 태양전지는 접합 다이오드로 사용되는 물질에 따라, 실리콘 태양전지, I-III-VI족 또는 III-V족 화합물로 대표되는 화합물 반도체 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기물 태양전지로 나눌 수 있다.
I-III-VI족 Chalcopyrite계 화합물 반도체 중 하나인 CIGS(CuInGaSe) 태양전지는 광 흡수가 뛰어나고, 얇은 두께로도 높은 광전 변환효율을 얻을 수 있으며, 전기 광학적 안정성이 매우 우수하여 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 태양전지로 부각되고 있다.
종래 CIGS 박막 태양전지는 일반적으로 Soda lime glass/Mo/CIGS/CdS(ZnS)/ZnO/ITO/Al 의 구조를 가지고 있다. 이 중, CIGS층은 태양광에 의하여 전자 및 정공을 생성하는 광 흡수츠이다. 상기 광 흡수층을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다. 한편, 종래 광 흡수층의 밴드갭(band gap) 에너지는 약 1 eV 내지 1.8 eV 으로, 광 흡수층 상에 배치되는 버퍼층과 차이가 클 뿐만 아니라, 고정된 밴드갭 에너지를 가지고 있어서 광-전 변환 효율을 저하시키는 문제가 있었다.
실시예는 향상된 광-전 변환효율을 가지는 태양전지 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
제 1 실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며, 상기 광 흡수층은 그 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가한다.
제 2 실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되며, 알루미늄을 포함하는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 버퍼층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며, 상기 광 흡수층과 상기 버퍼층 각각은 그 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계; 상기 후면 전극층 상에 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가하는 광 흡수층을 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예는 상부 표면으로 갈수록 순차적으로 밴드갭 에너지가 증가하는 광흡수층을 포함하는 태양전지를 제공한다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 외부의 태양광에 의해서 형성된 전자 및/또는 정공을 후면전극층 및 전면 전극층에 용이하게 수송할 수 있고, 향상된 발전 효율을 가질 수 있다. 또한, 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 밴드갭 에너지를 조절하기 위하여 종래 사용되던 갈륨(Ga) 보다 저가의 알루미늄(Al)을 사용하는 바, 공정비용은 절감될 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시하는 단면도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 태양전지에 있어서, 각 층의 밴드갭 에너지를 나타내는 그래프이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 광 흡수층의 알루미늄 함량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 태양전지에 있어서, 각 층의 밴드갭 에너지를 나타내는 그래프이다.
도 5 내지 도 8은 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 방법을 도시한 단면도들이다.
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.
본원에서 사용되는 용어 “HOMO(The Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨” 은 가전자대(Valence Band)의 가장 높은 에너지 레벨을 의미한다. 본원에서 사용되는 용어 “LUMO(The Highest Occupied Molecular Orbital) 레벨” 은 전자대(Conduction Band)의 가장 낮은 에너지 레벨을 의미한다. 본원에서 사용되는 용어 “밴드갭” 은 HOMO 레벨 에너지와 LUMO 레벨 에너지 차이를 의미한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시하는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지는 지지기판(100), 후면 전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500), 및 전면 전극층(600)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 후면 전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면 전극층(600)을 지지한다.
상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다.
상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 지지기판(100)의 재질로 유연성이 있는 고분자 등이 사용될 수 있다. 실시예에 따른 태양전지의 전면 전극층(600)은 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라 유연성이 매우 뛰어난 바, 상기 지지기판(100)이 플렉서블 한 재질일 경우, 실시예에 따른 태양전지는 플렉서블한 특성이 요구되는 영역에서 용이하게 사용될 수 있다.
상기 후면 전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 후면 전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면 전극층(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 있다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면 전극층(200) 상에 배치된다. 또한, 상기 광 흡수층(300)의 밴드갭 에너지는 약 1.68 eV 내지 약 2.72 eV 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광 흡수층(300)은 그 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가한다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)의 밴드갭 에너지는 상기 후면 전극층(200)과 상기 광 흡수층(300)의 계면으로부터 상기 광 흡수층(300)과 상기 전면 전극층(600)의 계면으로 갈수록 순차적으로 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)의 밴드갭 에너지는 상기 후면 전극층(200)과 상기 광 흡수층(300)의 계면에서 약 1. 68 eV 값을 가지고, 순차적으로 증가되어 상기 광 흡수층(300)과 상기 전면 전극층(600)의 계면에서는 약 2.72 eV 의 값을 가질 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 상기 광 흡수층(300)은 상기 광 흡수층(300) 상의 버퍼층(400)보다 밴드갭 에너지가 작고, 상기 후면 전극층(200)의 밴드갭 에너지보다는 크다.
즉, 실시예에 따른 광 흡수층(300)의 밴드갭 에너지는 상기 버퍼층(400)과 상기 후면 전극층(200) 사이 값을 가지고, 상기 후면 전극층(200)에서 상기 버퍼층(400)으로 갈수록 순차적으로 증가할 수 있다. 이에 따라, 제 1 실시에에 따른 태양전지는 순차적인 전위 장벽(potential barrier)을 가지는 광 흡수층이 형성되고, pn 정션에서 생성된 광 전하(photoganerated electron)들의 이동성이 향상될 수 있다. 따라서, 광-전 변환효율은 향상될 수 있다.
제 1 실시예에 따른 태양전지는 순차적인 밴드갭 에너지를 가지는 광 흡수층(300)을 제조하기 위하여, 상기 광 흡수층(300)에 불순물을 포함시킨다. 상기 불순물은 알루미늄(Al), 붕소(B), 탄탈(Tl) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 불순물은 알루미늄일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 알루미늄은 밴드갭 에너지를 조절하기 위하여 종래 사용되던 갈륨(Ga) 보다 밴드갭 에너지가 크다. 이에 따라, 알루미늄을 포함하는 광 흡수층의 밴드갭 에너지는 갈륨을 포함하는 광 흡수층의 밴드갭 에너지보다 큰 값을 가지고, 태양전지의 광-전 변환 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 알루미늄은 갈륨보다 상대적으로 저가의 물질로써, 실시예에 따른 공정비용은 절감될 수 있다.
일 구현예로, 상기 광 흡수층(300)은 알루미늄을 불순물로 포함할 수 있으며, 상기 광 흡수층(300)은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
CuIn(Ga1 - xAlx)Se2(0.5≤ X ≤0.9)
도 3을 참조하면, 상기 알루미늄의 함량은 상기 광 흡수층(300)의 상부 표면으로 갈수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 알루미늄의 함량은 상기 후면 전극층(200)과 상기 광 흡수층(300)의 계면에서 약 0.5 값을 가지고, 점차 증가하여 상기 광 흡수층(300)과 상기 전면 전극층(600)의 계면에서는 약 0.9 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 광 흡수층(300)의 밴드갭 에너지는 상부 표면으로 갈수록 증가할 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴, ZnS, InXSY 및 InXSeYZn(O, OH) 등을 포함한다. 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)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 또한, 상기 고저항 버퍼층(500)은 생략될 수 있다.
상기 전면 전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상의 고저항 버퍼층(500)과 직접 접촉하여 배치될 수 있다.
상기 전면 전극층(600)은 투광성 전도성 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전면 전극층(600)은 n 형 반도체의 특성을 가질 수 있다. 이 때, 상기 전면 전극층(600)은 상기 버퍼층(400)과 함께 n 형 반도체층을 형성하여 p 형 반도체층인 상기 광 흡수층(300)과 pn 접합을 형성할 수 있다. 상기 전면 전극층(600)은, 예를 들어, 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)로 형성될 수 있다. 상기 전면 전극층(600)의 두께는 약 100 nm 내지 약 500 nm 일 수 있다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 태양전지의 각 층의 밴드갭 에너지를 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, 실시예에 다른 태양전지는 지지기판(100) 상에 배치되는 후면 전극층(200); 상기 후면 전극층(200) 상에 배치되며, 알루미늄을 포함하는 광 흡수층(300); 상기 광 흡수층(300) 상에 배치되는 버퍼층(400); 및 상기 버퍼층(400) 상에 배치되는 고저항 버퍼층(500), 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치되는 전면 전극층(600)을 포함한다. 또한, 상기 광 흡수층(300)과 상기 버퍼층(400) 각각은 그 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가한다. 이에 따라, 상기 광 흡수층의 하부 표면으로부터 상기 버퍼층(400)의 상부 표면으로 갈수로 밴드갭 에너지는 순차적으로 증가할 수 있다. 즉, 제 2 실시예에 따른 태양전지는 상기 버퍼층(400)에서 상기 광 흡수층(300)까지 순차적인 전위 장벽(potential barrier)을 가지는 구조가 형성된다. 이에 따라, pn 정션에서 생성된 광 전하(photoganerated electron)들의 이동성이 향상될 수 있다. 따라서, 광-전 변환효율은 향상될 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 상기 광 흡수층(300)의 밴드갭 에너지는 약 1.68 eV 내지 약 2.72 eV 의 값을 가지고, 상기 광 흡수층(300) 의 밴드갭 에너지는 상기 광 흡수층과 상기 후면 전극층의 계면으로부터 상기 광 흡수층과 상기 버퍼층의 계면으로 갈수록 상기 범위 내에서 순차적으로 증가한다.
상기 버퍼층(400)의 밴드갭 에너지는 약 2.72 eV 내지 약 3.3 eV 의 값을 가지고, 상기 버퍼층(400)의 밴드갭 에너지는 상기 광 흡수층과 상기 버퍼층의 계면으로부터 상기 버퍼층과 상기 전면 전극층의 계면으로 갈수록 상기 범위 내에서 순차적으로 증가한다. 이 때, 상기 버퍼층(400)은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
ZnO1 -y Sy(0.2≤ y ≤0.8)
실시예에 따른 태양전지는 상기 버퍼층(400) 내의 산소 및 황의 함량을 조절함으로써, 상기 버퍼층(400)은 순차적인 밴드갭 에너지를 가질 수 있다. 일 구현예로, 상기 버퍼층(400) 내의 황의 함량은 상기 버퍼층(400)과 상기 고저항 버퍼층(500)의 계면으로부터 상기 버퍼층(400)과 상기 광 흡수층(300)의 계면으로 갈수록 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 2에서 황의 함량(y의 값)이 약 0.2 에서 약 0.5 로 순차적으로 증가(a)함에 따라, 산소의 함량은 약 0.8 에서 약 0.5 로 순차적으로 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 버퍼층(400)의 밴드갭 에너지는 상기 버퍼층(400)과 상기 전면 전극층(600)의 계면으로부터 상기 버퍼층(400)과 상기 광 흡수층(300)의 계면으로 갈수록 감소할 수 있다.
다른 구현예로, 상기 버퍼층(400) 내의 황의 함량은 상기 버퍼층(400)과 상기 전면 전극층(600)의 계면으로부터 상기 버퍼층(400)과 상기 광 흡수층(300)의 계면으로 갈수록 감소할 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 2에서 황의 함량(Y의 값)은 약 0.8 에서 약 0.5 로 순차적으로 감소(b) 함에 따라, 산소의 함량은 약 0.2 에서 약 0.5 로 순차적으로 증가될 수 있다. 이에 따라, 상기 버퍼층(400)의 밴드갭 에너지는 상기 버퍼층(400)과 상기 전면 전극층(600)의 계면으로부터 상기 버퍼층(400)과 상기 광 흡수층(300)의 계면으로 갈수록 감소할 수 있다.
이에 따라, 제 2 실시예에 따른 태양전지는 버퍼층(400)에서부터 광 흡수층(300)까지 순차적인 전위 장벽(potential barrier)을 가지는 구조가 형성되고, pn 정션에서 생성된 광 전하(photoganerated electron)들의 이동성이 향상될 수 있다. 따라서, 광-전 변환효율은 향상될 수 있다.
도 5 내지 도 8은 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 설명하는 단면도들이다. 본 제조방법에 관한 설명은 앞서 설명한 태양전지에 대한 설명을 참고한다.
도 5를 참조하면, 지지기판(100) 상에 후면 전극층(200)을 형성한다. 상기 후면 전극층(200)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 도금의 방법으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하면, 상기 후면 전극층(200) 상에 광 흡수층(300)을 형성한다. 상기 광 흡수층(300)을 제조하는 일 구현예로, 구리, 인듐, 갈륨, 알루미늄, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2; CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 광 흡수층(300)을 제조하는 공정이 진행됨에 따라, 알루미늄의 증발 속도를 증가시킴으로써, 상기 광 흡수층(300) 내의 알루미늄의 함량을 조절할 수 있다. 또한, 갈륨은 매우 극소량만을 증발시키거나 완전히 제외할 수 도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광 흡수층(300)을 제조하는 다른 구현예로, 구리, 인듐, 갈륨, 알루미늄, 셀레늄을 포함하는 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 타겟, 및 알루미늄 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 후면 전극층(200) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다. 이 때, 상기 스퍼터링 파워를 조절하여 상기 광 흡수층(300) 내의 알루미늄의 함량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 공정이 진행됨에 따라, 스퍼터링 파워를 증가시킴으로써, 상기 광 흡수층(300) 내의 알루미늄의 함량을 증가시킬 수 있다.
이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레니제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨/알루미늄-셀레나이드계(CuIn(Ga1-X,Alx)Se2; Al이 도핑된 CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟 및 알루미늄 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 타겟, 및 알루미늄 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, 알루미늄을 함유하는 CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.
이후, 도 7을 참조하면, 상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400) 및 고저항 버퍼층(500)을 순차적으로 형성된다. 상기 버퍼층(400)의 제조방법은 당업계에서 태양전지의 버퍼층 제조를 위해 사용하는 것이라면 특별히 제한없이 사용가능하다. 예를 들어, 상기 버퍼층(400)은 용액성장법(Chemicalbath deposition; CBD), 원자층 증착 (Atomic layer deposition: ALD) 또는, 유기금속화학기상증착(MOCVD)에 의하여 제조될 수 있다.
일 구현예로, 상기 버퍼층(400)은 하기와 같은 용액 성장법에 의해 제조될 수 있다. 아연과 황의 공급원으로 각각 수용액 상태의 황산 아연(zinc sulfuric acid, ZnSO4), 티오 요소(thiourea, (NH2)2CS)를 사용하고, 착화합물(complex) 및 pH 조절제로는 암모니아(ammonia, NH3)를 사용한다. 또한 반응 용액 내에 아연 이온의 생성을 촉진시키기 위해 적정량의 히드라진 하이드레이트(hydrozinehydrate)용액을 첨가할 수 있다. 즉, 황화아연(ZnS) 박막의 성장을 위하여 적정량의 탈 이온수가 들어있는 반응용기에 황산아연, 암모니아, 히드라진 하이드레이트 및 티오요소 순서로 수용액 상태의 시약을 첨가시킨다. 이때, 반응용기 내에 설치된 가열기를 이용하여 광 흡수층(300)이 형성된 지지기판(100)의 온도를 약 50℃ 내지 약 90℃ 로 조절할 수 있다.
또한, 상기 반응 온도를 두 단계 이상으로 조절함으로써, 순차적인 밴드갭 에너지를 가지는 버퍼층(400)을 제조할 수 있다. 예를 들어, 약 50℃ 내지 약 60℃ 온도 조건에서는 산소를 주로 반응시키고, 약 70℃ 내지 약 90℃에서는 황을 주로 반응시킴으로써, 순차적인 밴드갭 에너지를 가지는 버퍼층(400)을 제조할 수 있다. 다른 구현예로, 원자층 증착 (Atomic layer deposition: ALD) 또는 유기금속화학기상증착(MOCVD)법을 사용하여 버퍼층(400)을 제조하는 경우, 반응 가스의 분압을 조절함으로써 버퍼층(400)의 밴드갭 에너지를 순차적으로 조절할 수 있다. 이어서, 상기 버퍼층(400) 상에 고저항 버퍼층(500)이 순차적으로 형성된다.
도 8을 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착될 수 있다. 또한, 상기 전면 전극층(600)은 RF 스퍼터링 방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착 하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학증착법 등으로 형성될 수 있다.
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.
또한, 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.

Claims (13)

  1. 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층;
    상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 버퍼층; 및
    상기 버퍼층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며,
    상기 광 흡수층은 상기 광 흡수층의 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가하고, 상기 광 흡수층에서 알루미늄의 함량이 상기 광 흡수층의 상부 표면으로 갈수록 증가하고,
    상기 버퍼층은 상기 버퍼층의 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가하며, 상기 버퍼층에서 황의 함량이 상기 버퍼층의 상부 표면으로 갈수록 증가하는 태양전지.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수층의 밴드갭 에너지는 1.68 eV 내지 2.72 eV 인 태양전지.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 흡수층은 하기 화학식 1로 표시되는 태양전지.
    [화학식 1]
    CuIn(Ga1-xAlx)Se2(0.5≤ X ≤0.9)
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층의 밴드갭 에너지는 2.72 eV 내지 3.3 eV 의 값을 가지고,
    상기 버퍼층의 밴드갭 에너지는 상기 광 흡수층과 상기 버퍼층의 계면으로부터 상기 버퍼층과 상기 전면 전극층의 계면으로 갈수록 순처적으로 증가하는 태양전지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층은 하기 화학식 2로 표시되는 태양전지.
    [화학식 2]
    ZnO1-y Sy(0.2≤ y ≤0.8)
  11. 지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계;
    상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; 및
    상기 버퍼층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 광 흡수층은 상기 광 흡수층의 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가하고, 상기 광 흡수층에서 알루미늄의 함량이 상기 광 흡수층의 상부 표면으로 갈수록 증가하고,
    상기 버퍼층은 상기 버퍼층의 상부 표면으로 갈수록 밴드갭 에너지가 순차적으로 증가하며, 상기 버퍼층에서 황의 함량이 상기 버퍼층의 상부 표면으로 갈수록 증가하는 태양전지의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광 흡수층은 하기 화학식 1로 표시되는 태양전지의 제조방법.
    [화학식 1]
    CuIn(Ga1 - xAlx)Se2(0.5≤ X ≤0.9)
  13. 삭제
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