KR101388451B1 - 탄소층이 감소한 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지 - Google Patents

탄소층이 감소한 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101388451B1
KR101388451B1 KR1020120087925A KR20120087925A KR101388451B1 KR 101388451 B1 KR101388451 B1 KR 101388451B1 KR 1020120087925 A KR1020120087925 A KR 1020120087925A KR 20120087925 A KR20120087925 A KR 20120087925A KR 101388451 B1 KR101388451 B1 KR 101388451B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
based thin
nanoparticles
slurry
kinds
Prior art date
Application number
KR1020120087925A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140021841A (ko
Inventor
조아라
윤경훈
안세진
윤재호
곽지혜
신기식
박상현
박주형
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020120087925A priority Critical patent/KR101388451B1/ko
Priority to US14/418,071 priority patent/US20150162480A1/en
Priority to PCT/KR2013/007195 priority patent/WO2014025227A1/ko
Publication of KR20140021841A publication Critical patent/KR20140021841A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101388451B1 publication Critical patent/KR101388451B1/ko

Links

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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/072—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0749—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02491—Conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02568—Chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02601—Nanoparticles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02614—Transformation of metal, e.g. oxidation, nitridation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02623—Liquid deposition
    • H01L21/02628—Liquid deposition using solutions
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0322—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
    • 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
    • H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/036—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
    • H01L31/0392—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
    • H01L31/03923—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including AIBIIICVI compound materials, e.g. CIS, CIGS
    • 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • 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
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • 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
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
    • 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

Abstract

본 발명은 CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 혼합하여 제조한 슬러리를 사용함으로써 CI(G)S계 박막과 몰리브데늄 사이에 형성되는 탄소층을 감소시킬 수 있는 CI(G)S계 박막의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명에 따른 CI(G)S계 박막의 제조방법은 CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계(단계 a); 상기 슬러리를 비진공 코팅하여 CI(G)S계 박막을 형성하는 단계(단계 b); 및 상기 형성된 CI(G)S계 박막에 셀렌화 열처리하는 단계(단계 c)를 포함한다.

Description

탄소층이 감소한 ＣＩ(Ｇ)Ｓ계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지{PREPARATION METHOD OF CI(G)S-BASED THIN FILM WITH DECREASED CARBON LAYERS, CI(G)S-BASED THIN FILM PREPARED BY THE SAME, AND SOLAR CELL INCLUDING THE SAME}
본 발명은 이성분계 나노입자를 사용하는 CI(G)S계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 혼합하여 제조한 슬러리를 사용함으로써 CI(G)S계 박막과 몰리브덴 사이에 형성되는 탄소층을 감소시킬 수 있는 CI(G)S계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다.
최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그 중에서도 태양전지는 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 전환하는 장치로서, 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반영구적인 수명이 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다.
태양전지는 광흡수층으로 사용되는 물질에 따라서 다양한 종류로 구분되며, 현재 가장 많이 사용되는 것은 실리콘을 이용한 실리콘 태양전지이다. 그러나 최근 실리콘의 공급부족으로 가격이 급등하면서 박막형 태양전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 박막형 태양전지는 얇은 두께로 제작되므로 재료의 소모량이 적고, 무게가 가볍기 때문에 활용범위가 넓다. 이러한 박막형 태양전지의 재료로는 비정질 실리콘과 CdTe, CIS 또는 CIGS에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
CIS 박막 또는 CIGS 박막은 화합물 반도체 중의 하나이며, 실험실적으로 만든 박막 태양전지 중에서 가장 높은 변환효율(20.3%)을 기록하고 있다. 특히 10 마이크론 이하의 두께로 제작이 가능하고, 장시간 사용 시에도 안정적인 특성이 있어, 실리콘을 대체할 수 있는 저가의 고효율 태양전지로 기대되고 있다. 특히 CIS 박막은 직접 천이형 반도체로서 박막화가 가능하고 밴드갭이 1.04 eV로 비교적 광변환에 적합하며, 광흡수 계수가 알려진 태양전지 재료 중 큰 값을 나타내는 재료이다. CIGS 박막은 CIS 박막의 낮은 개방전압을 개선하기 위하여 In의 일부를 Ga으로 대체하거나 S을 Se로 대체하여 개발된 재료이다.
CIGS계 태양전지는 수 마이크론 두께의 박막으로 태양전지를 만드는데, 그 제조방법으로는 크게 진공에서의 증착을 이용하는 방법과, 비진공에서 전구체 물질을 도포한 후에 이를 열처리하는 방법이 있다. 그 중, 진공 증착에 의한 방법은 고효율의 흡수층을 제조할 수 있는 장점이 있는 반면에, 대면적의 흡수층 제조 시에 균일성이 떨어지고 고가의 장비를 이용하여야 하며 사용되는 재료의 20∼50%의 손실로 인하여 제조단가가 높다는 단점이 있다. 반면에, 전구체 물질을 도포한 후 고온 열처리하는 비진공 코팅법은 공정 단가를 낮출 수 있으며 대면적을 균일하게 제조할 수 있으나, 흡수층 효율이 비교적 낮은 문제점이 있다. 특히, 용액 전구체만을 사용하는 용액 공정을 통해 제조한 박막은 CI(G)S계 박막과 몰리브덴 사이에 형성되는 두꺼운 탄소층에 의해 흡수율 효율이 낮아진다는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2010-0048043호에서는 비진공 코팅법에 의한 CIGS 박막을 형성하는 방법을 개시하고 있으나, 히드라진과 같은 독성 용매를 사용하여야 한다는 단점이 있다.
본 발명은 CI(G)S계 용액 전구체만을 사용하는 종래의 용액 공정을 통해 CI(G)S계 박막을 제조하는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 혼합하여 제조한 하이브리드형 슬러리를 사용함으로써 CI(G)S계 박막과 몰리브데늄 사이에 형성되는 탄소층을 감소시킬 수 있고, 궁극적으로 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있는 탄소층이 감소한 CI(G)S계 박막의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 기존에 필수적으로 사용되어 오던 히드라진과 같은 독성 용매의 사용을 회피할 수 있는 보다 친환경적이고 안정적인 CI(G)S계 박막의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계(단계 a); 상기 슬러리를 비진공 코팅하여 CI(G)S계 박막을 형성하는 단계(단계 b); 및 상기 형성된 CI(G)S계 박막에 셀렌화 열처리하는 단계(단계 c)를 포함하는 CI(G)S계 박막의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 두 종류 이상의 이성분계 나노입자는, 저온 콜로이달 방법, 용매열 합성법, 마이크로웨이법 및 초음파 합성법 중 어느 하나에 의해 제조된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 두 종류 이상의 이성분계 나노입자는, Cu-S, Cu-Se, In-Se, In-S, Ga-Se 및 Ga-S로 이루어지는 군으로부터 선택되는 이성분계 나노입자의 두 종류 이상의 조합일 수 있다. 바람직하게는, (Cu-S 나노입자, In-Se 나노입자), (Cu-S 나노입자, Ga-Se 나노입자) 및 (Cu-S 나노입자, In-Se 나노입자, Ga-Se 나노입자)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나의 조합일 수 있다.
본 발명의 CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체는 인듐 아세테이트 또는 갈륨 아세틸 아세토네이트일 수 있다.
본 발명의 알코올계 용매는 에탄올, 메탄올, 펜탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 킬레이트제는 모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA), 트리에탄올아민(TEA), 에틸렌디아민, 에틸렌디아민아세트산(EDTA), 니트릴로트리아세트산(NTA), 하이드록시에틸렌디아민트리아세트산(HEDTA), 글리콜-비스(2-아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산(GEDTA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(TTHA), 하이드록시에틸이미노디아세트산(HIDA) 및 디하이드록시에틸글리신(DHEG)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 단계 a는 슬러리 성분이 혼합 및 분산되도록 초음파 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 단계 b는 스프레이법, 초음파 스프레이법, 스핀코팅법, 닥터블레이드법, 스크린 인쇄법 및 잉크젯 프린팅법 중 어느 하나인 비진공 코팅법으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 단계 b는 코팅 후 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 단계 b는 코팅 및 건조 단계를 순차적으로 반복하여 복수 회 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 단계 c는 500∼530℃의 기판 온도에서 60∼90분간 셀레늄 증기를 공급하면서 열처리할 수 있다.
또한, 본 발명은 태양전지의 광흡수층으로 이용되는 CI(G)S계 박막으로서, 상기 CI(G)S계 박막은, CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 포함하는 슬러리를 이용하여 코팅된 박막인 CI(G)S계 박막을 제공한다.
또한, 본 발명은 CI(G)S계 박막을 광흡수층으로 이용하는 태양전지로서, 상기 CI(G)S계 박막은, CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 포함하는 슬러리를 이용하여 코팅된 박막인 태양전지를 제공한다.
본 발명에 따르면, 두 종류 이상의 이성분계 나노입자를 사용하여 하이브리드 잉크를 제조하고 코팅함으로써 입자와 입자 사이에 존재하는 공극으로 반응 후 남은 물질을 배출시켜 상대적으로 얇은 탄소층을 가지는 CI(G)S계 박막을 형성할 수 있다. 탄소층을 감소시킴으로써 결과적으로 CI(G)S계 박막을 포함하는 태양전지의 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따라 제조된 CIS 박막 표면의 SEM 이미지이다.
도 2는 비교예 1에 따라 제조된 CIS 박막 표면의 SEM 이미지이다.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 CIS 박막의 원소를 분석한 그래프이다.
도 4는 비교예 1에 따라 제조된 CIS 박막의 원소를 분석한 그래프이다.
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 CIS 박막을 이용한 태양전지의 효율곡선이다.
도 6은 비교예 1에 따라 제조된 CIS 박막을 이용한 태양전지의 효율곡선이다.
이하, 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 CI(G)S계 박막의 제조방법은 CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계(단계 a); 상기 슬러리를 비진공 코팅하여 CI(G)S계 박막을 형성하는 단계(단계 b); 및 상기 형성된 CI(G)S계 박막에 셀렌화 열처리하는 단계(단계 c)를 포함한다.
본 발명의 단계 a는 CI(G)S계 박막의 전구체인 슬러리를 제조하는 단계로서, 상기 슬러리는 CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 혼합하여 제조할 수 있다.
여기서, CI(G)S계 박막이란, CIS계 또는 CIGS계 박막을 의미하는 것으로 정의한다. 또한, CI(G)S계 원소란, Cu, In, Ga, S, Se 등의 원소 중 하나 또는 이의 조합을 의미한다.
본 발명에 따라 CIS계 박막 또는 CIGS계 박막을 제조함에 있어서, 탄소층을 감소시키기 위해서는 반드시 두 종류 이상의 CI(G)S계 원소를 포함하는 이성분계 나노입자를 사용하여야 한다. 두 나노입자 사이의 공극을 통해 반응 후 남은 물질을 배출될 수 있고, 따라서 태양전지의 효율과 밀접한 관련이 있는 탄소층이 감소하기 때문이다. 한 종류의 이성분계 나노입자를 사용하면 목적하는 탄소층 감소 효과를 얻을 수 없다.
CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자는 Cu, In과 Ga 중 하나의 원소와 S 또는 Se 중 하나의 원소가 반응하여 제조될 수 있는 모든 조합을 의미한다. 즉, Cu-S, Cu-Se, In-Se, In-S, Ga-Se 및 Ga-S로 이루어지는 군으로부터 선택되는 이성분계 나노입자의 두 종류 이상의 조합일 수 있다. 바람직하게는, (Cu-S 나노입자, In-Se 나노입자), (Cu-S 나노입자, Ga-Se 나노입자) 및 (Cu-S 나노입자, In-Se 나노입자, Ga-Se 나노입자)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나의 조합일 수 있다. Cu-S 나노입자는 CuS 또는 Cu2-xS(0<x<1) 나노입자일 수 있고, In-Se 나노입자는 In2Se3 나노입자일 수 있고, In-S 나노입자는 InS 또는 In2S3이고, Cu-Se는 CuSe, Cu2Se, 또는 Cu2-xSe(0<x<1)일 수 있고, Ga-S는 Ga2S3일 수 있고, Ga-Se는 Ga2Se3일 수 있다.
본 발명에 따른 이성분계 나노입자는 바람직하게는 저온 콜로이달 방법, 용매열 합성법, 마이크로웨이법 및 초음파 합성법 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 알려진 방법에 따라 제조될 수 있다.
단계 a의 슬러리는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자 이외에 CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체를 더 포함한다. CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체는 CI(G)S계 원소의 아세테이트, 아세틸 아세토네이트 또는 할로겐화물이고, 바람직하게는, 인듐 아세테이트 또는 갈륨 아세틸 아세토네이트이다. 이에 따라 나노입자와 함께 용액 전구체를 사용하는 하이브리드 형태의 슬러리가 제조되며, 추후 생성되는 카본층의 두께가 얇아지면서 카본층의 직렬 저항을 낮추는 입자를 함유할 수 있어 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 용액 전구체의 추가 사용은 CIS 또는 CIGS 박막에 필요한 추가 원소를 제공하기 위한 목적도 있지만 박막의 치밀화를 위한 목적이다.
단계 a의 슬러리는 용매로서 알코올계 용매를 사용한다. 알코올계 용매는 히드라진에 비해 독성이 없고 저렴한 비용으로 용이하게 얻을 수 있는 장점이 있다. 바람직하게는, 에탄올, 메탄올, 펜탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
단계 a의 슬러리는 바인더로서 반드시 킬레이트제를 포함한다. 본 발명에 따른 킬레이트제는 이성분계 나노입자인 Cu-S 나노입자와 In-Se 나노입자를 결합시켜주는 역할뿐만 아니라 추가 사용될 수 있는 용액 전구체와의 결합을 보조하는 역할을 하고, 제조된 박막이 치밀화되어 매끄럽게 된다. 이러한 킬레이트제로서는 모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA), 트리에탄올아민(TEA), 에틸렌디아민, 에틸렌디아민아세트산(EDTA), 니트릴로트리아세트산(NTA), 하이드록시에틸렌디아민트리아세트산(HEDTA), 글리콜-비스(2-아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산(GEDTA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(TTHA), 하이드록시에틸이미노디아세트산(HIDA) 및 디하이드록시에틸글리신(DHEG)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나가 바람직하다. 킬레이트제의 사용량은 용액전구체의 화학적인 결합 고려하여 용액전구체의 몰비 기준으로 결정될 수 있다. 바람직하게는, 용액전구체 : 킬레이트제의 몰 비가 1:6~20으로 사용할 수 있다.
또한, 단계 a는 슬러리 성분이 혼합 및 분산되도록 초음파 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 초음파 처리는 슬러리 성분의 균일한 혼합 및 분산을 통해 보다 균일한 박막을 제조할 수 있다.
이후, 단계 a에서 제조한 슬러리를 비진공 코팅하여 CI(G)S계 박막을 형성한다(단계 b).
본 발명에서 CI(G)S계 박막 형성은 비진공 코팅에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다. 비진공 코팅을 수행하는 방법으로는 스프레이법, 초음파 스프레이법, 스핀코팅법, 닥터블레이드법, 스크린 인쇄법, 잉크젯 프린팅법 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 비진공 코팅법을 모두 적용할 수 있다. 이와 같은 비진공 코팅법을 적용함으로써 제조 비용을 절감할 수 있다.
용매를 사용한 경우, 단계 b는 코팅 후 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 건조는 핫플레이트 상에서 3 단계에 걸친 건조를 수행하는 데, 1 단계 건조는 80~100℃에서, 2 단계는 110~150℃에서, 3 단계는 200~280℃에서 건조하여 용매를 효과적으로 제거할 수 있다. 건조 시간은 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 단계 b에서 코팅 및 건조 단계를 순차적으로 반복하여 복수 회 수행함으로써 목적하는 두께의 박막을 얻을 수 있다. 이때, 반복 횟수는 경우에 따라 다르나 2회 내지 3회 수행하는 것이 바람직하다.
최종적으로, 형성된 CI(G)S계 박막에 셀렌화 열처리한다(단계 c).
셀렌화 열처리 공정은 비진공 코팅법에서 필수적인 공정으로, 셀레늄 고체에 열을 가해 증발시켜 형성된 셀레늄 증기를 공급하면서, 상기 박막이 형성된 기판의 온도를 높여 수행할 수 있다. 이에 의해, 상기 단계 d를 거친 전구체 박막에 셀렌화가 이루어지고, 동시에, 박막 내 구조가 최종적으로 치밀화되면서 CI(G)S계 박막이 완성된다. 바람직하게는, 500∼530℃의 기판 온도에서 60∼90분간 셀레늄 증기를 공급하면서 열처리한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 CI(G)S계 박막을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 CI(G)S계 박막을 광흡수층으로 포함하는 태양전지를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명한다.
제조예 1: Cu-S 이성분계 나노입자의 제조
글로브 박스 내에서 CuI 7.618 g을 증류된 피리딘 용매 60 ㎖와 혼합하고, 이를 증류된 메탄올 40 ㎖에 녹아있는 Na2S 3.1216 g와 혼합시켰다. 이는 원자비로 Cu : S = 1 : 1에 해당하며, 그 후 메탄올/피리딘 혼합물을 0℃ 아이스 배스 안에서 기계적으로 교반하면서 7분 동안 반응시켜 Cu-S 나노입자를 포함하는 콜로이드를 합성하였다. 상기 콜로이드를 10000 rpm으로 약 10분간 원심분리 후 1분간 초음파 처리를 하고 증류된 메탄올로 세척하였다. 이러한 과정을 반복하여 생산물 안의 부산물 및 피리딘을 완전히 제거하여 고 순도의 Cu-S 이성분계 나노입자를 합성하였다.
제조예 2: In-Se 이성분계 나노입자의 제조
글로브 박스 내에서 InI3 4.9553 g을 증류된 테트라하이드로퓨란 용매 30 ㎖와 혼합하고, 이를 증류된 메탄올 20 ㎖에 녹아있는 Na2Se 1.874 g와 혼합시켰다. 이는 원자비로 In : Se = 2 : 3에 해당하며, 그 후 메탄올/피리딘 혼합물을 0℃ 아이스 배스 안에서 기계적으로 교반하면서 7분 동안 반응시켜 In-Se 나노입자를 포함하는 콜로이드를 합성하였다. 상기 콜로이드를 10000 rpm으로 약 10분간 원심분리 후 1분간 초음파 처리를 하고 증류된 메탄올로 세척하였다. 이러한 과정을 반복하여 생산물 안의 부산물 및 피리딘을 완전히 제거하여 고 순도의 In-Se 이성분계 나노입자를 합성하였다.
제조예 3: Ga-Se 이성분계 나노입자의 제조
글로브 박스 내에서 GaI3 4.5044 g을 증류된 테트라하이드로퓨란 용매 30 ㎖와 혼합하고, 이를 증류된 메탄올 20 ㎖에 녹아있는 Na2Se 1.874 g와 혼합시켰다. 이는 원자비로 Ga : Se = 2 : 3에 해당하며, 그 후 메탄올/피리딘 혼합물을 0℃ 아이스 배스 안에서 기계적으로 교반하면서 7분 동안 반응시켜 Ga-Se 나노입자를 포함하는 콜로이드를 합성하였다. 상기 콜로이드를 10000 rpm으로 약 10분간 원심분리 후 1분간 초음파 처리를 하고 증류된 메탄올로 세척하였다. 이러한 과정을 반복하여 생산물 안의 부산물 및 피리딘을 완전히 제거하여 고 순도의 Ga-Se 이성분계 나노입자를 합성하였다.
실시예 1: CIS 박막 제조
제조예 1에서 제조한 Cu-S 이성분계 나노입자 0.41 g, 제조예 2에서 제조한 In-Se 이성분계 나노입자 0.47 g, 인듐 아세테이트 0.24 g, 모노에탄올아민 0.83 g 및 용매인 메탄올 2.9 g을 혼합한 후, 초음파 처리를 60분간 수행하여 CIS계 슬러리를 제조하였다. 이때, 원자비로 Cu-S 이성분계 나노입자 : In-Se 이성분계 나노입자 = 1 : 1을 유지하였고, 몰 비로 In-Se 이성분계 나노입자:인듐 아세테이트=1:0.5, 몰 비로 인듐 아세테이트 : 킬레이트제 = 1 : 15를 유지하였다. 메탄올은 점도에 맞게 조절하여 첨가하여 슬러리를 제조하였다.
이후, 제조한 슬러리를 Mo 박막이 증착된 소다라임 유리기판상에 스핀 코팅법을 사용하여 코팅하였다. 이때, 상기 유리 기판의 회전속도는 800rpm, 회전시간은 20초로 설정하였다. 코팅 후, 핫플레이트 상에서 3 단계에 걸친 건조를 수행하였다. 이때, 1 단계 건조는 80℃에서 5분, 2 단계는 120℃에서 5분, 3 단계는 200℃에서 5분 동안 건조하였다. 이와 같은 코팅 및 건조 공정을 3회 반복 수행하여 약 2 ㎛의 두께를 갖는 전구체 박막을 형성하였다.
마지막으로, 기판 온도 530℃에서 Se 증기를 공급하면서 60분간 셀렌화(selenization) 열처리하여 CIS 박막을 제조하였다.
실시예 2: CIGS 박막 제조
제조예 1에서 제조한 Cu-S 이성분계 나노입자 0.21 g, 제조예 2에서 제조한 In-Se 이성분계 나노입자 0.12 g, 제조예 3에서 제조한 Ga-Se 이성분계 나노입자 0.10 g, 인듐 아세테이트 0.08 g, 모노에탄올아민 0.32 g 및 용매인 메탄올 2.60 g을 혼합한 후, 초음파 처리를 60분간 수행하여 CIGS계 슬러리를 제조하였다. 이때, 원자비로 Cu-S 이성분계 나노입자 : In-Se 이성분계 나노입자 : Ga-Se 이성분계 나노입자= 5 : 1 : 1을 유지하였고, 몰 비로 In-Se 이성분계 나노입자:인듐 아세테이트= 1 : 1, 몰 비로 인듐 아세테이트 : 킬레이트제 = 1 : 19를 유지하였다. 메탄올은 점도에 맞게 조절하여 첨가하여 슬러리를 제조하였다.
이후, 제조한 슬러리를 Mo 박막이 증착된 소다라임 유리기판상에 스핀 코팅법을 사용하여 코팅하였다. 이때, 상기 유리 기판의 회전속도는 800rpm, 회전시간은 20초로 설정하였다. 코팅 후, 핫플레이트 상에서 3 단계에 걸친 건조를 수행하였다. 이때, 1 단계 건조는 80℃에서 5분, 2 단계는 120℃에서 5분, 3 단계는 200℃에서 5분 동안 건조하였다. 이와 같은 코팅 및 건조 공정을 3회 반복 수행하여 약 2 ㎛의 두께를 갖는 전구체 박막을 형성하였다.
마지막으로, 기판 온도 530℃에서 Se 증기를 공급하면서 60분간 셀렌화(selenization) 열처리하여 CIGS 박막을 제조하였다.
비교예 1
구리 아세테이트 전구체 용액 및 인듐 아세테이트 전구체 용액과 메탄올의 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액을 실시예 1과 동일한 방법으로 3회 반복 코팅, 건조하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 셀렌화 열처리하였다.
CIS 박막의 표면특성 비교
도 1 및 도 2에 따르면, 비교예 1에 따른 박막은 탄소층과 CIS 박막층이 2:1의 비율로 탄소층이 매우 두껍게 형성되어 있으나, 실시예 1에 따른 박막은 탄소층과 CIS 박막층이 1:1의 비율로 탄소층이 감소된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 3및 도 3에 따르면, 비교예 1에 따른 박막은 표면 쪽이 CISe인 것이 확인되고, 두꺼운 탄소층에 Cu, In, Se 원소가 거의 존재하지 않아 저항이 큰 탄소만이 존재한다고 볼 수 있으며, 실시예 1에 따른 박막은 표면 쪽이 CISe인 것이 확인되고, 탄소층에도 Cu, In, Se 원소가 존재함을 확인할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 박막은 전류가 몰리브데늄 전극으로 이동하는 것을 도와 효율 저하를 완화시킬 수 있음을 의미하는 것이다.
태양전지의 효율 측정 비교
공지된 방법에 따라 태양전지의 효율을 측정하여 비교하였다. 태양전지의 효율곡선은 각각 도 5(실시예 1) 및 도 6(비교예 1)에 나타내었다. 도 5 및 도 6으로부터 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 박막을 포함하는 태양전지는 탄소층이 감소되고 여분의 나노입자들이 탄소층에 존재하여 효율이 1.93%에서 5.87%로 향상되었다.

Claims (14)

  1. 두 종류 이상의 이성분계 나노입자를 포함하는 슬러리를 이용한 CI(G)S계 박막의 제조방법으로서,
    CI(G)S계 원소를 포함하는 두 종류 이상의 이성분계 나노입자, CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체, 알코올계 용매 및 킬레이트제를 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계(단계 a);
    상기 슬러리를 비진공 코팅하여 CI(G)S계 박막을 형성하는 단계(단계 b); 및
    상기 형성된 CI(G)S계 박막에 셀렌화 열처리하는 단계(단계 c)를 포함하는 CI(G)S계 박막의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 두 종류 이상의 이성분계 나노입자는,
    Cu-S, Cu-Se, In-Se, In-S, Ga-Se 및 Ga-S로 이루어지는 군으로부터 선택되는 이성분계 나노입자의 두 종류 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 두 종류 이상의 이성분계 나노입자는,
    (Cu-S 나노입자, In-Se 나노입자), (Cu-S 나노입자, Ga-Se 나노입자) 및 (Cu-S 나노입자, In-Se 나노입자, Ga-Se 나노입자)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나의 조합인 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이성분계 나노입자는,
    저온 콜로이달 방법, 용매열 합성법, 마이크로웨이법 및 초음파 합성법 중 어느 하나에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 CI(G)S계 원소를 포함하는 용액 전구체는 인듐 아세테이트 또는 갈륨 아세틸 아세토네이트인 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 알코올계 용매는 에탄올, 메탄올, 펜탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 킬레이트제는
    모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA), 트리에탄올아민(TEA), 에틸렌디아민, 에틸렌디아민아세트산(EDTA), 니트릴로트리아세트산(NTA), 하이드록시에틸렌디아민트리아세트산(HEDTA), 글리콜-비스(2-아미노에틸에테르)-N,N,N',N'-테트라아세트산(GEDTA), 트리에틸렌테트라아민헥사아세트산(TTHA), 하이드록시에틸이미노디아세트산(HIDA) 및 디하이드록시에틸글리신(DHEG)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 a는 슬러리 성분이 혼합 및 분산되도록 초음파 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 b는 스프레이법, 초음파 스프레이법, 스핀코팅법, 닥터블레이드법, 스크린 인쇄법 및 잉크젯 프린팅법 중 어느 하나인 비진공 코팅법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 b는 코팅 후 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 b는 코팅 및 건조 단계를 순차적으로 반복하여 복수 회 수행하는 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막 제조방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 c는 500∼530℃의 기판 온도에서 60∼90분간 셀레늄 증기를 공급하면서 열처리하는 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막 제조방법.
  13. 태양전지의 광흡수층으로 이용되는 CI(G)S계 박막으로서,
    청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 CI(G)S계 박막.
  14. CI(G)S계 박막을 광흡수층으로 이용하는 태양전지로서,
    상기 CI(G)S계 박막은 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 태양전지.
KR1020120087925A 2012-08-10 2012-08-10 탄소층이 감소한 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지 KR101388451B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120087925A KR101388451B1 (ko) 2012-08-10 2012-08-10 탄소층이 감소한 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지
US14/418,071 US20150162480A1 (en) 2012-08-10 2013-08-09 Method of manufacturing ci(g)s-based thin film having reduced carbon layer, thin film manufactured by the method, and solar cell comprising the thin film
PCT/KR2013/007195 WO2014025227A1 (ko) 2012-08-10 2013-08-09 탄소층이 감소한 ci(g)s계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120087925A KR101388451B1 (ko) 2012-08-10 2012-08-10 탄소층이 감소한 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140021841A KR20140021841A (ko) 2014-02-21
KR101388451B1 true KR101388451B1 (ko) 2014-04-24

Family

ID=50068386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120087925A KR101388451B1 (ko) 2012-08-10 2012-08-10 탄소층이 감소한 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150162480A1 (ko)
KR (1) KR101388451B1 (ko)
WO (1) WO2014025227A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584072B1 (ko) * 2014-08-25 2016-01-12 한국에너지기술연구원 확산방지막으로서의 탄소층을 이용한 비진공 박막 형성방법
KR101591719B1 (ko) * 2014-09-04 2016-02-05 한국에너지기술연구원 고압 셀렌화 공정을 이용한 비진공 박막 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9859450B2 (en) * 2016-08-01 2018-01-02 Solar-Tectic, Llc CIGS/silicon thin-film tandem solar cell

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090049979A (ko) * 2007-11-14 2009-05-19 성균관대학교산학협력단 Ⅰ－ⅲ－ⅵ２ 나노입자의 제조방법 및 다결정 광흡수층박막의 제조방법
KR20090110090A (ko) * 2008-04-17 2009-10-21 엘지전자 주식회사 초음파를 이용한 인듐 셀레나이드 나노화합물의 제조방법및 이를 포함하는 화합물 반도체 태양전지
US20110023750A1 (en) 2009-07-28 2011-02-03 Kuan-Che Wang Ink composition for forming absorbers of thin film cells and producing method thereof
KR101129194B1 (ko) * 2010-07-20 2012-03-26 한국에너지기술연구원 고밀도를 갖는 태양전지용 ｃｉｓ계 화합물 박막의 제조방법 및 상기 ｃｉｓ계 화합물 박막을 이용한 박막 태양전지의 제조방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040204344A1 (en) * 2003-01-22 2004-10-14 Xudong Huang Amyloid-binding, metal-chelating agents
US20070163383A1 (en) * 2004-02-19 2007-07-19 Nanosolar, Inc. High-throughput printing of nanostructured semiconductor precursor layer
US7854963B2 (en) * 2006-10-13 2010-12-21 Solopower, Inc. Method and apparatus for controlling composition profile of copper indium gallium chalcogenide layers
US20080280030A1 (en) * 2007-01-31 2008-11-13 Van Duren Jeoren K J Solar cell absorber layer formed from metal ion precursors
KR101144807B1 (ko) * 2007-09-18 2012-05-11 엘지전자 주식회사 태양전지 박막조성용 잉크와 그 제조방법, 이를 이용한ｃｉｇｓ 박막형 태양전지, 및 그 제조 방법
CN101471394A (zh) * 2007-12-29 2009-07-01 中国科学院上海硅酸盐研究所 铜铟镓硫硒薄膜太阳电池光吸收层的制备方法
US9011570B2 (en) * 2009-07-30 2015-04-21 Lockheed Martin Corporation Articles containing copper nanoparticles and methods for production and use thereof
JP2011032521A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Mitsubishi Materials Corp Ｃｓｄ溶液及び該溶液を用いたｃｉｓ系膜形成方法
US20120220066A1 (en) * 2009-11-25 2012-08-30 E.I. Du Pont De Nemours And Company Czts/se precursor inks and methods for preparing czts/se thin films and czts/se-based photovoltaic cells
KR101069576B1 (ko) * 2010-02-17 2011-10-05 한국화학연구원 저융점 이차상을 포함하고 화학양론비가 맞는 ｃｉ(ｇ)ｓ 입자를 이용한 치밀한 미세구조를 가지는 ｃｉ(ｇ)ｓ 막의 제조 방법
KR101149474B1 (ko) * 2010-03-25 2012-06-08 아주대학교산학협력단 용액상 볼밀법을 이용한 ｃｉｓ계 또는 ｃｚｔｓ계 콜로이드 용액 및 이를 이용한 태양전지 광흡수층 ｃｉｓ계 또는 ｃｚｔｓ계 화합물 박막의 제조방법
KR20130013245A (ko) * 2011-07-27 2013-02-06 한국과학기술연구원 태양전지용 광흡수층 제조 방법, 이를 이용한 박막형 태양전지의 제조 방법 및 이를 이용한 박막형 태양전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090049979A (ko) * 2007-11-14 2009-05-19 성균관대학교산학협력단 Ⅰ－ⅲ－ⅵ２ 나노입자의 제조방법 및 다결정 광흡수층박막의 제조방법
KR20090110090A (ko) * 2008-04-17 2009-10-21 엘지전자 주식회사 초음파를 이용한 인듐 셀레나이드 나노화합물의 제조방법및 이를 포함하는 화합물 반도체 태양전지
US20110023750A1 (en) 2009-07-28 2011-02-03 Kuan-Che Wang Ink composition for forming absorbers of thin film cells and producing method thereof
KR101129194B1 (ko) * 2010-07-20 2012-03-26 한국에너지기술연구원 고밀도를 갖는 태양전지용 ｃｉｓ계 화합물 박막의 제조방법 및 상기 ｃｉｓ계 화합물 박막을 이용한 박막 태양전지의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584072B1 (ko) * 2014-08-25 2016-01-12 한국에너지기술연구원 확산방지막으로서의 탄소층을 이용한 비진공 박막 형성방법
KR101591719B1 (ko) * 2014-09-04 2016-02-05 한국에너지기술연구원 고압 셀렌화 공정을 이용한 비진공 박막 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20150162480A1 (en) 2015-06-11
WO2014025227A1 (ko) 2014-02-13
KR20140021841A (ko) 2014-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101129194B1 (ko) 고밀도를 갖는 태양전지용 ｃｉｓ계 화합물 박막의 제조방법 및 상기 ｃｉｓ계 화합물 박막을 이용한 박막 태양전지의 제조방법
JP5867392B2 (ja) 化合物半導体薄膜作製用インクおよび太陽電池の製造方法
US9634162B2 (en) Method of fabricating A(C)IGS based thin film using Se-Ag2Se core-shell nanoparticles, A(C)IGS based thin film fabricated by the same, and tandem solar cells including the A(C)IGS based thin film
CN103534818B (zh) 具有高密度的cis系列薄膜的制造方法
US8815123B2 (en) Fabrication method for ibiiiavia-group amorphous compound and ibiiiavia-group amorphous precursor for thin-film solar cells
KR101197228B1 (ko) 화합물 반도체 태양전지의 광흡수층 제조방법
TWI552373B (zh) 具有高無裂縫限度之ｃｉｇｓ奈米粒子墨水調配物
JP5874645B2 (ja) 化合物半導体薄膜太陽電池及びその製造方法
KR101388451B1 (ko) 탄소층이 감소한 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법, 이에 의해 제조된 박막 및 이를 포함하는 태양전지
KR101192289B1 (ko) 이성분계 나노입자 하이브리드 방법을 이용한 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막
US9496449B2 (en) Method for manufacturing CI(G)S-based thin film comprising Cu-Se thin film using Cu-Se two-component nanoparticle flux, and CI(G)S-based thin film manufactured by the method
KR101369167B1 (ko) 이성분계 나노입자를 포함하는 슬러리의 숙성 단계가 도입된 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 ｃｉ(ｇ)ｓ계 박막
KR101137434B1 (ko) 급속열처리 공정을 사용한 ｃｉｓ계 화합물 박막의 제조방법 및 상기 ｃｉｓ계 화합물 박막을 이용한 박막 태양전지의 제조방법
EP2811538B1 (en) Method for manufacturing photovoltaic ci(g)s-based thin film using flux having low melting point
KR20120131535A (ko) ＣＩＧＳ／ＣＩＳ 나노입자의 셀렌화에 의한 치밀한 ＣＩＧＳｅ／ＣＩＳｅ 박막 제조방법
WO2015030275A1 (ko) 이성분계 나노입자를 포함하는 슬러리의 숙성 단계가 도입된 ci(g)s계 박막의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 ci(g)s계 박막
KR20130054800A (ko) 박막 태양전지 광흡수층의 제조방법 및 이를 포함하는 박막 태양전지

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: 20170308

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190326

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 7