KR101419805B1 - 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지 - Google Patents

박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101419805B1
KR101419805B1 KR1020120037897A KR20120037897A KR101419805B1 KR 101419805 B1 KR101419805 B1 KR 101419805B1 KR 1020120037897 A KR1020120037897 A KR 1020120037897A KR 20120037897 A KR20120037897 A KR 20120037897A KR 101419805 B1 KR101419805 B1 KR 101419805B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
layer
thin film
film solar
rear electrode
Prior art date
Application number
KR1020120037897A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130115530A (ko
Inventor
최재혁
조원제
Original Assignee
엘에스엠트론 주식회사
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 엘에스엠트론 주식회사 filed Critical 엘에스엠트론 주식회사
Priority to KR1020120037897A priority Critical patent/KR101419805B1/ko
Publication of KR20130115530A publication Critical patent/KR20130115530A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101419805B1 publication Critical patent/KR101419805B1/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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar 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
    • H01L31/0248—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
    • H01L31/03921—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 only elements of Group IV of the Periodic Table
    • 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
    • H01L31/03926—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 comprising a flexible substrate
    • H01L31/03928—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 comprising a flexible substrate including AIBIIICVI compound, e.g. CIS, CIGS deposited on metal or polymer foils
    • 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 potential barriers
    • 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 potential barriers 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 potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지를 개시한다. 본 발명에 따른 박막형 태양전지용 후면 전극은, 산화 물질층을 포함하는 배리어층이 하면에 형성된 플랙시블한 유전체 기판의 상면에 후면 전극층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지{Back contact of thin film solar cell and Thin film solar cell comprising the same}
본 발명은 박막형 태양전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박막형 태양전지에 적용되는 후면 전극의 수분 및 산소 침투 방지 특성이 개선된 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목되고 있다. 태양전지에는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 전지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(Photons)을 전기에너지로 변환시키는 태양광 전지가 있으며, 태양전지라고 하면 일반적으로 태양광 전지(이하, '태양전지'라 한다)를 일컫는다.
이러한 태양전지는 원료 물질에 따라 크게 다결정(poly crystal) 및 단결정(single crystal) 실리콘 태양전지 또는 비정질 실리콘 태양전지와 같은 실리콘계 태양전지와 화합물 반도체 태양전지 등으로 분류된다.
이 중 화합물 반도체 태양전지의 하나로서 CIGS계 태양전지는 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀런(Se) 등의 원소로 이루어지는 광흡수계수가 높은 광흡수층을 유리(glass) 등의 기판상에 증착하여 전기에너지를 생산하게 되는 태양전지로서, 두께가 얇은 박막으로도 고효율의 태양전지 제조가 가능하며, 또한 전기, 광학적 안정성이 우수하여 매우 이상적인 광흡수층을 형성할 수 있어 저가, 고효율의 태양전지 재료로 많은 연구가 이루어지고 있다.
최근에는 화합물 반도체 태양전지를 얇은 박막 형태로 제조할 수 있게 됨으로써, 유연성을 갖는 고분자 폴리머(polymer) 소재의 기판을 이용하여 플랙시블한 박막형 태양전지에 대한 연구가 증가하고 있다.
그런데, 플랙시블한 특성을 가진 폴리머 소재의 기판의 경우, 수분 및 산소에 취약한 문제점이 있고, 이를 보완하기 위해서 전극층이 형성되는 기판과 수분 및 산소의 침투를 방지하는 배리어층이 형성되는 기판을 별도로 구성하고 이를 접합하는 방식이 채용되었지만 제품의 두께가 두꺼워지고, 제조 공정이 복잡하게 되어 제조 비용이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 박막형 태양전지에 적용되는 후면 전극에 대해서 플렉시블한 특성을 가지면서도 종래에 취약했던 수분 및 산소 침투 방지 특성이 향상된 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막형 태양전지용 후면 전극은, 박막형 태양전지의 후면 전극은, 산화 물질층을 포함하는 배리어층이 하면에 형성된 플랙시블한 유전체 기판의 상면에 후면 전극층이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 유전체 기판은 폴리이미드(polyimid) 재질로 이루어진다.
바람직하게, 상기 배리어층의 산화 물질층은 SiOx 또는 TiOX 중 어느 하나이다.
바람직하게, 상기 배리어층은 상기 산화 물질층의 표면에 유기 물질층이 더 형성된다.
바람직하게, 상기 배리어층은 증발법(evaporation)이나 화학기상증착법(chemical vapor deposition)을 이용하여 형성된다.
바람직하게, 상기 후면 전극층은 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 금속층이다.
바람직하게, 상기 후면 전극층은, 몰리브덴(Mo)에 나트륨(Na)이 도핑된 제1 금속층과, 순수 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 제2 금속층으로 이루어진다.
바람직하게, 상기 후면 전극층은 스퍼터링(Sputtering)법이나, 증발법 또는 화학기상증착법을 이용하여 형성된다.
상기 기술적 과제는 본 발명에 따른 박막형 태양전지용 후면 전극을 포함하는 박막형 태양전지에 의해 달성될 수 있다. 이 경우, 박막형 태양전지는 CIGS계 태양전지일 수 있다.
본 발명에 따르면, 간소화된 제조공정으로 수분 및 산소 침투 방지 특성이 향상된 박막형 태양전지용 후면 전극을 제공할 수 있다. 또한, 태양전지용 후면 전극의 제조 공정의 간소화로 박막형 태양전지의 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과를 제공한다. 이러한 박막형 태양전지용 후면 전극은 플렉시블한 특성을 가지면서도 종래에 취약했던 수분 및 산소 침투 방지 특성이 개선될 수 있음으로 수분 및 산소의 침투를 효과적으로 방지할 수 있어 우수한 성능과 플렉시블한 특성을 갖는 박막형 태양전지를 제조하는 것이 가능하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 박막형 태양전지용 후면 전극의 구성을 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 박막형 태양전지용 후면 전극의 다른 예를 도시한 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 박막형 태양전지의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 박막형 태양전지용 후면 전극의 구성을 도시한 단면도이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 박막형 태양전지용 후면 전극의 다른 예를 도시한 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 태양전지는, 후면 전극(100), 광흡수층(200), 버퍼층(300), 윈도우층(400), 금속 그리드(500) 및 반사방지막(600)이 순차적으로 적층되어 형성된다.
본 발명에 따른 박막형 태양전지는 CIGS계 태양전지, 실리콘계열 태양전지 또는 염료 감응 태양전지일 수 있으나, CIGS계 태양전지에 적용되었을 때 더 적합한 특성이 있으며, 두께가 얇은 박막형의 태양전지이면서 플랙시블한 특성을 갖는 태양전지이다. 이 때, 종래에는 플랙시블한 특성을 갖는 폴리머 재질의 기판의 경우, 수분 및 산소 침투에 취약했던 점을 본 발명에서는 후면 전극의 구조를 개선하여 수분 및 산소 침투를 방지시킬 수 있도록 하는 것에 그 특징이 있다.
본 발명에 따른 후면 전극(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 산화 물질층을 포함하는 배리어층(120)이 하면에 형성된 플랙시블한 유전체 기판(110)의 상면에 후면 전극층(130)이 형성되어 이루어진다.
상기 유전체 기판(110)은 플랙시블한 특성을 갖는 폴리머 기판으로서 폴리이미드(polyimid) 재질을 사용한다. 이때, 유전체 기판(110)은 38㎚ ~ 100㎚의 얇은 두께로 형성될 수 있다.
상기 배리어층(120)은 상기 유전체 기판(110)의 하면에 산화 물질층이 형성되어 이루어지는 것으로, 산화 물질층으로는 SiOx 또는 TiOX 중 어느 하나의 산화 물질이 사용될 수 있다. 이러한 배리어층(120)은 상기 유전체 기판(110)의 하면에 증발법(evaporation) 또는 화학기상증착법(chemical vapor deposition)을 이용하여 형성될 수 있다. 이때, 배리어층(120)은 10㎚ ~ 100㎚의 두께로 형성될 수 있다.
배리어층(120)은 유기물의 유전체 기판(110)의 하면에 산화 물질층을 형성하게 됨으로써, 수분 및 산소가 유전체 기판(110)으로 침투되는 것을 효과적으로 방지하게 된다.
한편, 상기 배리어층(120)은 단일의 산화 물질층으로만 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니며, 산화 물질층과 유기 물질층이 적층된 구조로 형성될 수도 있다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배리어층(120)은 상기 유전체 기판(110)의 하면에 산화 물질층(121)이 형성된 후, 그 표면에 유기 물질층(122)이 더 형성될 수 있다. 이러한 구성을 갖는 배리어층(120)은 유기물의 유전체 기판(110)의 하면에 산화 물질층(121)과 유기 물질층(122)을 적층하여 형성하게 됨으로써, 유기물-산화물-유기물의 다층 구조를 갖게 되어 수분 및 산소의 침투를 방지하는 효과를 더 향상시킬 수 있게 된다.
상기 후면 전극층(130)은 도전성을 갖는 금속층으로서 높은 전기전도도와, CIGS에의 오믹 접합, Se 분위기 하에서의 고온 안정성을 갖는 몰리브덴(Mo)이 사용될 수 있다. 이러한 후면 전극층(130)은 스퍼터링(Sputtering)법이나, 증발법(evaporation) 또는 화학기상증착법(chemical vapor deposition)을 이용하여 형성될 수 있다. 이때, 후면 전극층(130)은 500㎚ ~ 1000㎚의 두께로 형성될 수 있다.
한편, 상기 후면 전극층(130)은 단일의 순수 몰리브덴(Mo)만으로 이루어질 수 있지만, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니며, 후면 전극층(130)이 서로 다른 물질을 갖는 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 후면 전극층(130)은 몰리브덴(Mo)에 나트륨(Na)이 도핑된 제1 금속층(131)과, 순수 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 제2 금속층(132)으로 이루어질 수 있다.
상기 광흡수층(200)은 태양광을 흡수하여 기전력을 발생시키기 위한 것으로서, CIGS계의 재질로 형성된다. CIGS는 CuInSe2(CIS)의 3원소 반도체에 갈륨(Ga) 원소를 도핑하여 효율을 증가시킨 것이다.
상기 버퍼층(300)은 p형 반도체층인 상기 광흡수층(200)과 pn접합되는 n형의 반도체 층으로서, 황화 카드뮴(Cds)로 형성된다.
상기 윈도우층(400)은 투명한 전극층으로서, ITO, ZnO 또는 i-ZnO 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이때, 상기 윈도우층(400)의 상면에는 전하를 효과적으로 포집하기 위해서 알루미늄(Al)이나 니켈(Ni)과 같은 금속 재질로 이루어진 금속 그리드(500)나, 태양광의 반사를 방지하기 위한 반사방지층(600)이 더 형성될 수 있으며, 반사방지층(600)으로는 MgF2가 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 후면 전극(100)에 의하면, 종래에 수분 및 산소 침투를 방지하기 위한 방법으로 전극층과 배리어층을 별도로 구성하고 이를 접합하는 방식을 개선하여 수분 및 산호의 침투를 방지하는 배리어층(120)과 후면 전극층(130)을 단일의 유전체 기판(110))의 상면과 하면에 형성함으로써, 수분 및 산소 침투의 방지할 수 있으면서 제조 공정을 간소화할 수 있는 장점을 갖게 된다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 후면 전극 110 : 유전체 기판
120 : 배리어층 130 : 후면 전극층
200 : 광흡수층 300 : 버퍼층
400 : 윈도우층 500 : 금속 그리드
600 : 반사방지층

Claims (10)

  1. 박막형 태양전지의 후면 전극에 있어서,
    상기 후면 전극은,
    산화 물질층을 포함하는 배리어층이 하면에 형성된 플랙시블한 유전체 기판의 상면에 후면 전극층이 형성되어 이루어지고,
    상기 배리어층은 상기 산화 물질층의 표면에 유기 물질층이 적층된 구조로 형성되고,
    상기 배리어층의 산화 물질층은 TiOx이고,
    상기 배리어층의 두께는 10㎚ ~ 100㎚인 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지용 후면 전극.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 기판은 폴리이미드(polyimid) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지용 후면 전극.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층은 증발법(evaporation)이나 화학기상증착법(chemical vapor deposition)을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지용 후면 전극.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 후면 전극층은 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 금속층인 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지용 후면 전극.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후면 전극층은,
    몰리브덴(Mo)에 나트륨(Na)이 도핑된 제1 금속층과,
    순수 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 제2 금속층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지용 후면 전극.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 후면 전극층은 스퍼터링(Sputtering)법이나, 증발법 또는 화학기상증착법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지용 후면 전극.
  9. 제1항, 제2항, 제5항 내지 제8항 중 어느 하나에 따른 박막형 태양전지용 후면 전극을 포함하는 박막형 태양전지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 박막형 태양전지는 CIGS계 태양전지인 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
KR1020120037897A 2012-04-12 2012-04-12 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지 KR101419805B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120037897A KR101419805B1 (ko) 2012-04-12 2012-04-12 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120037897A KR101419805B1 (ko) 2012-04-12 2012-04-12 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130115530A KR20130115530A (ko) 2013-10-22
KR101419805B1 true KR101419805B1 (ko) 2014-07-16

Family

ID=49634973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120037897A KR101419805B1 (ko) 2012-04-12 2012-04-12 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101419805B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019205494A1 (zh) * 2018-04-27 2019-10-31 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 导电电极膜层和光伏元件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110009133A (ko) * 2008-05-19 2011-01-27 쇼와쉘세키유가부시키가이샤 Ｃｉｓ계 박막태양전지의 제조방법
KR20110009712A (ko) * 2008-05-20 2011-01-28 우베 고산 가부시키가이샤 폴리이미드 금속 적층체 및 태양전지
KR101125407B1 (ko) * 2011-01-24 2012-03-27 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 그의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110009133A (ko) * 2008-05-19 2011-01-27 쇼와쉘세키유가부시키가이샤 Ｃｉｓ계 박막태양전지의 제조방법
KR20110009712A (ko) * 2008-05-20 2011-01-28 우베 고산 가부시키가이샤 폴리이미드 금속 적층체 및 태양전지
KR101125407B1 (ko) * 2011-01-24 2012-03-27 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130115530A (ko) 2013-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102350885B1 (ko) 태양 전지
JP2013510426A (ja) 太陽電池及びその製造方法
US9691927B2 (en) Solar cell apparatus and method of fabricating the same
KR101034150B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
KR101283218B1 (ko) 태양전지 모듈 및 이의 제조방법
KR101428146B1 (ko) 태양전지 모듈 및 이의 제조방법
JP2013532911A (ja) 太陽光発電装置及びその製造方法
KR101592582B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
KR101474487B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101218503B1 (ko) 얇은 알루미늄 박막을 이용한 태양전지 모듈 제조방법
JP2013510427A (ja) 太陽電池及びその製造方法
KR101419805B1 (ko) 박막형 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 박막형 태양전지
KR101338549B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
KR20090065894A (ko) 탠덤 구조 ｃｉｇｓ 태양전지 및 그 제조방법
KR101459039B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
US9349901B2 (en) Solar cell apparatus and method of fabricating the same
KR101459041B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101481912B1 (ko) 태양전지 및 그 제조 방법
KR101628365B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
KR101436539B1 (ko) 박막형 태양전지 및 그 제조방법
KR101283174B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
KR20130031020A (ko) 태양전지
KR101765922B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법
KR101549077B1 (ko) 화합물 박막 태양전지용 후면 전극 및 이를 포함하는 화합물 박막 태양전지
KR101349417B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee