KR101437667B1 - Solar cell having chalcopyrite-based binary compounds thin film - Google Patents
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Abstract
태양전지가 개시된다. 기판; 기판 상에 형성되는 투명 전극층; 투명 전극층 상에 형성되는 하나 이상의 광흡수층을 포함하며, 광흡수층은 칼코즈나이드계 화합물을 포함한다. 본 발명에 따르면, CIGS(Cu-In-Ga-Se)로 대표되는 박막형 화합물 태양전지는 높은 광변환 효율을 획득하고 있으므로 이러한 태양전지의 발전 단가를 낮추기 위해 태양전지에 사용되는 원소를 저가인 원소(Cu, Sn)로 교체하여 광흡수층 소재 합성을 통해 광변환 효율은 높게 유지하면서 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 또한, 스퍼터링 방법을 이용하여 박막 태양전지의 대면적화가 가능하도록 할 수 있다.A solar cell is started. Board; A transparent electrode layer formed on a substrate; And at least one light absorbing layer formed on the transparent electrode layer, wherein the light absorbing layer comprises a chalcogenide compound. According to the present invention, since the thin film type compound solar cell typified by CIGS (Cu-In-Ga-Se) has high light conversion efficiency, in order to lower the power generation cost of such solar battery, (Cu, Sn), it is possible to secure price competitiveness while maintaining the high light conversion efficiency through synthesis of the light absorbing layer material. In addition, a large-area thin-film solar cell can be made using a sputtering method.
Description
본 발명은 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, p-type 이성분계 칼코즈나이드계 화합물을 이용하여 박막 태양전지를 생성하는 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell provided with a thin film of a binary-type chalcogenide compound, and more particularly, to a solar cell using a binary-type chalcogenide-based thin film solar cell using a p-type binary chalcogenide- To a solar cell having a compound thin film.
화석 에너지 고갈과 환경 문제로 인하여 이산화탄소를 생산하지 않는 태양전지의 발전과 보급에 많은 관심이 집중되고 있다. 또한 태양 전지의 경제성을 확보하기 위해 저가 고효율의 태양전지 개발의 필요성이 증대되고 있다. 그러나 현재 태양전지 시장의 주종을 이루고 있는 결정질 실리콘 태양전지는 200 ㎛ 내외의 기판을 사용하기 때문에 생산 단가를 낮추는데 한계가 있으며, 특히 실리콘 원소 공급 역시 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라, 생산 단가를 낮추기 위해 유리나 유연 기판을 사용하거나 실리콘을 대체할 광흡수 물질을 5 ㎛ 내외의 얇은 층만을 사용한 박막형 태양전지 등이 새로운 대안으로 주목된다. 최근, 독일 신재생 에너지 연구소(ZSW)에서는 높은 광 흡수 계수와 화학적 안정성을 갖는 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 등의 Se 계 화합물 박막을 소재로 활용한 태양전지를 연구하고 있으며, 이는 20.3%의 높은 변환 효율을 나타내어 향후 산업화 가능성이 높은 것으로 평가받고 있다. Due to fossil energy depletion and environmental problems, much attention has been focused on the development and dissemination of solar cells that do not produce carbon dioxide. In addition, in order to secure the economical efficiency of the solar cell, the necessity of development of a low-cost and high efficiency solar cell is increasing. However, since crystalline silicon solar cell, which is the main market of the solar cell market, uses a substrate of about 200 μm, there is a limit to lowering the production cost, and in particular, supply of silicon element is also pointed out as a serious problem. Accordingly, a thin film type solar cell using a glass or flexible substrate or a thin layer of a light absorbing material having a thickness of about 5 μm to replace silicon is attracting attention as a new alternative. Recently, the German Renewable Energy Laboratory (ZSW) has been studying solar cells using Se-based compound thin films such as Cu (In, Ga) Se2 (CIGS) with high light absorption coefficient and chemical stability. %, Which is considered to be highly industrialized in the future.
비록 CIGS로 대표되는 박막형 화합물 태양전지가 높은 광변환 효율을 획득하고 있지만, 기존의 Si를 기반으로 하는 태양전지와 발전 단가 경쟁을 하기 위해서는 26%의 태양전지의 변환 효율을 확보하여야 한다. 따라서 태양전지의 발전 단가를 낮추기 위한 방법에는 변환 효율을 높이는 방법과 사용 원소를 저가인 원소로 대체하는 방법이 있다. 태양전지의 효율을 높이는 방법에는 광흡수 계수가 높은 새로운 흡수층의 개발, 밴드갭 에너지가 넓은 버퍼층과 투명 전극 물질의 개발 등이 있다. 새로운 광흡수층, 버퍼층, 투명 전극 물질을 개발하는 것이나 적층형 구조를 갖는 태양전지를 제조하는 것은 기존의 많은 연구 그룹에 의해 진행되었을 뿐만 아니라, 아직 Si 태양전지에 비하여 변환 효율이 향상되지 않았다. Although the thin film compound solar cell represented by CIGS achieves high light conversion efficiency, 26% conversion efficiency of solar cell should be secured in order to compete with the conventional Si-based solar cell. Therefore, there are two methods for lowering the power generation cost of solar cells: a method of increasing the conversion efficiency and a method of replacing the used element with a low-cost element. Methods for increasing the efficiency of solar cells include development of a new absorption layer having a high light absorption coefficient, development of a buffer layer and a transparent electrode material having a wide band gap energy. The development of a new light absorbing layer, a buffer layer, and a transparent electrode material or a solar cell having a stacked structure has not only been carried out by many existing research groups, but also has not improved the conversion efficiency as compared with the Si solar cell.
이와 관련된 선행기술을 구체적으로 살펴보면, 한국공개공보 제2011-0068157호(발명의 명칭 : 태양전지용 Cu-In-Zn-Sn(Se,S)계 박막 및 이의 제조방법)에는 In의 사용량을 감소시키면서 변환 효율이 우수한 태양전지용 박막을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 선행기술은 In의 사용량을 제조비용을 절감하고 변환효율은 종래 태양전지와 유사한 박막을 제조하는 것인 반면, 본 발명은 고가의 원소인 In을 전혀 사용하지 않은 광흡수층 소재 합성을 통해 태양전지를 제조하는 것인바 구성의 차이가 존재한다. Specifically, the prior art is disclosed in Korean Laid-Open Publication No. 2011-0068157 entitled "Cu-In-Zn-Sn (Se, S) thin film for solar cell and its manufacturing method" Discloses a method for producing a thin film for a solar cell excellent in conversion efficiency. The prior art is to manufacture a thin film similar to a conventional solar cell while reducing the manufacturing cost of In and the conversion efficiency. On the other hand, the present invention relates to a method of manufacturing a solar cell by synthesizing a light absorbing layer material, There is a difference in the structure that is manufactured.
또한, 한국공개공보 제2009-0010500호(발명의 명칭 : 칼코게나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지)에는 광전변환층을 포함하는 태양전지에 있어 광전변환층이 칼코게나이드계 화합물을 포함하거나 칼코게나이드계 화합물로 구성된 박막을 적어도 하나 이상 포함하는 태양전지를 개시하고 있다. 선행기술은 광전변환층에 칼코즈나이드계 화합물을 사용한다는 점에서 본 발명과 유사하나, 본 발명은 In, Ga가 포함되지 않는 광흡수층 소재를 사용한다는 점에서 구성상 차이가 있다. In addition, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0010500 (a solar cell having a chalcogenide compound thin film), in a solar cell including a photoelectric conversion layer, the photoelectric conversion layer contains a chalcogenide compound And at least one thin film composed of a chalcogenide-based compound. The prior art is similar to the present invention in that a chalcogenide-based compound is used for the photoelectric conversion layer, but the present invention differs in construction in that a light-absorbing layer material not containing In and Ga is used.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 고효율의 광전변환성, 안정성, 신뢰성을 개선하기 위해 새로운 소재의 박막 조성물을 제공하고, 이를 이용하여 품질이 우수하고 제조 방법에 있어 가격 경쟁력이 있는 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지를 제공하는 데 있다. 구체적으로, CIGS(Cu-In-Ga-Se)로 대표되는 박막형 화합물 태양전지는 높은 광변환 효율을 획득하고 있으므로 이러한 태양전지의 발전 단가를 낮추기 위해 태양전지의 광흡수층에 사용되는 원소를 저가인 원소(Cu, Sn)로 교체하는 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지를 제공할 수 있다. 또한, 스퍼터링 방법을 이용하여 박막 태양전지의 대면적화가 가능하도록 할 수 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a novel thin film composition for improving photoelectric conversion efficiency, stability and reliability, Based compound thin film. Specifically, since a thin film type compound solar cell typified by CIGS (Cu-In-Ga-Se) has high light conversion efficiency, in order to lower the power generation cost of such a solar battery, The present invention can provide a solar cell provided with a thin film of a bicomponent calcinedium compound which is replaced with an element (Cu, Sn). In addition, a large-area thin-film solar cell can be made using a sputtering method.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지는 기판; 상기 기판 상에 형성되는 투명 전극층; 및 상기 투명 전극층 상에 형성되는 하나 이상의 광흡수층;을 포함하며, 상기 광흡수층은 칼코즈나이드계 화합물을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a solar cell including a binary-type chalcogenide compound thin film, comprising: a substrate; A transparent electrode layer formed on the substrate; And at least one light absorbing layer formed on the transparent electrode layer, wherein the light absorbing layer comprises a chalcogenide compound.
본 발명에 따른 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지에 의하면, CIGS(Cu-In-Ga-Se)로 대표되는 박막형 화합물 태양전지는 높은 광변환 효율을 획득하고 있으므로 이러한 태양전지의 발전 단가를 낮추기 위해 태양전지에 사용되는 원소를 저가인 원소(Cu, Sn)로 교체하여 광흡수층 소재 합성을 통해 광변환 효율은 높게 유지하면서 가격 경쟁력을 확보할 수 있다. 또한, 스퍼터링 방법을 이용하여 박막 태양전지의 대면적화가 가능하도록 할 수 있다.According to the solar cell provided with the thin film of the binary compound of the present invention, since the thin film type compound solar cell typified by CIGS (Cu-In-Ga-Se) has high light conversion efficiency, In order to lower the power generation cost, it is possible to secure the price competitiveness while maintaining the high light conversion efficiency through the synthesis of the light absorbing layer material by replacing the elements used in the solar cell with the low-cost elements (Cu, Sn). In addition, a large-area thin-film solar cell can be made using a sputtering method.
도 1은 본 발명에 따른 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지의 광흡수층 구조를 도시한 도면, 그리고,
도 3은 지구에 매장되어 있는 각 원소별 매장량을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing the structure of a solar cell having a binary chalcocene compound thin film according to the present invention;
2 is a view showing a structure of a light absorption layer of a solar cell having a thin film of a bicomponent calcined compound according to the present invention,
FIG. 3 is a view showing the amount of reserves for each element buried in the earth.
이하에서 첨부의 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a solar cell having a binary chalcocene compound thin film according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명과 같은 박막형 태양전지는 전기를 발생시키기 위한 활성층으로 실리콘(Si) 웨이퍼 대신에 유리 등의 투명기판 위에 박막을 증착한 것으로, 태양전지 제작에 필요한 반도체 재료의 양을 줄일 수 있어 싼 가격으로 대면적의 태양전지 모듈을 제작할 수 있다. 본 발명에 따른 박막형 태양전지는 일반적인 화합물 반도체 박막형 태양전지의 구조에 따른다. The thin film type solar cell according to the present invention is an active layer for generating electricity, which is formed by depositing a thin film on a transparent substrate such as glass instead of a silicon (Si) wafer. It can reduce the amount of semiconductor materials required for manufacturing a solar cell, A large-area solar cell module can be manufactured. The thin film solar cell according to the present invention is based on the structure of a general compound semiconductor thin film solar cell.
도 1은 본 발명에 따른 이성분계 칼코즈나이드계 화합물 박막을 구비한 태양전지의 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지는 기판(210), 투명 전극층(220), 버퍼층(230) 및 광흡수층(240)을 포함한다. 즉, 유리 등의 기판(210) 위에 투명 전극층(220)이 적층되고 그 위에 순차로 광흡수층(240)이 형성될 수 있다. 이때 사용되는 적층 방법은 당업자라면 알 수 있는 공지의 방법을 이용할 수 있으나, 바람직하게는 스퍼터링 방법을 이용할 수 있다. 특히, 스퍼터링 방법을 이용함에 따라 태양전지의 대면적화가 용이하게 되고 생산시간 역시 감소시킬 수 있으며, 차후 산업화 적용시 1 라인화가 가능할 수 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a structure of a solar cell provided with a thin film of a binary calcinedium compound according to the present invention. FIG. Referring to FIG. 1, a solar cell according to the present invention includes a
유리 등의 기판(210) 위에 스퍼터링 방법을 이용하여 투명 전극층(220, Transparent Conducting Oxide, TCO)을 적층한다. 기판(210)은 Na 물질이 포함되어 있는 SLG(Soda Lime Glass)를 주로 사용할 수 있으며, 표면 상에 존재하는 이물질을 제거하기 위해 아세톤, 이소프로필, 메탄올, Deionized water를 이용하여 초음파 세척기로 세척할 수 있다. 이러한 SLG 기판 상에 AZO(Al doped ZnO) 박막과 같은 3족 원소(Al, Ga, In 등)를 이용한 박막을 투명 전극층(220)으로 이용할 수 있다. 적층된 AZO 박막은 입사되는 태양광이 광흡수층(240)까지 전달될 수 있도록 p-n 정션에서 만들어진 전하 전송자가 수집될 수 있어야 한다. 이를 위해 가시광선 영역에서 높은 투과율(70 ~ 95 %)을 가지고, 낮은 비저항(10-3 ~ 10-4 Ω㎝) 특성을 가져야 한다. 또한, 증착되는 두께는 600~1000 nm 범위 내일 수 있다. 바람직하게는 AZO 박막의 두께는 600nm 일때 가장 좋은 결과를 나타내지만, 태양전지의 구조, 광흡수층, 각 층간의 저항 및 결함에 따라 최적의 두께가 달라질 수 있다.A transparent electrode layer 220 (Transparent Conducting Oxide, TCO) is stacked on a
이러한 투명 전극층(220) 위에 버퍼층(230)이 스퍼터링 방법을 이용하여 증착될 수 있다. 버퍼층(230)은 광흡수층(240)과 투명 전극층(220) 사이에서 결정학적, 광학적 특성 차이를 완충하기 위해 존재한다. 즉, 큰 밴드갭 에너지 차이나 원자 크기의 차이를 완충하기 위해 투명 전극층(220)과 광흡수층(240) 사이에 존재하는 층이다. 버퍼층(230)을 이루는 물질은 투명 전극층(220)의 밴드갭 에너지와 광흡수층(240)의 밴드갭 에너지 사이 값을 가지는 물질로 이루어질 수 있으며, 그 외 당업자라면 알 수 있는 공지의 물질이면 충분할 것이다. 이때 가시광선 영역에서 높은 투과율 특성(70 ~ 95 %)과 높은 비저항(101 ~ 103 Ω㎝ 이상) 특성이 요구된다. 구체적으로, chemical bath deposition 방법으로 제조된 Cds 층을 버퍼층(230)으로 50 nm 증착시킬 수 있다. A
이러한 버퍼층(230) 상에 스퍼터링 방법을 이용하여 광흡수층(240)이 증착될 수 있다. 광흡수층(240)은 칼코즈나이드계(chalcopyrite) 화합물을 포함하거나 칼코즈나이드계 화합물 박막 자체로 구성될 수 있다. 즉, 기존 CIGS(Cu-In-Ga-Se) 기반의 태양전지는 높은 광 변환 효율을 가지나, co-evaporation 방법을 이용하기 때문에 고진공, 고온 상태를 유지해야 할 뿐만 아니라 태양전지의 대면적화가 어려웠다. 또한 4개의 서로 다른 원소를 이용하여 광흡수층을 제조하다 보니 단일상 형성이 어렵고, 도 3에 도시된 바와 같이, 광흡수층 제조에 필요한 In 성분은 전세계 매장량의 30%가 중국에 매장되어 있어 In 가격이 상승함에 따라 가격 경쟁력 확보가 어려운 문제점이 있으므로, 본 발명에 따른 광흡수층(240)은 고가 원소인 In과 Ga이 포함되지 않는 광흡수층(240) 소재 합성을 통한 가격 경쟁력을 확보할 수 있도록 한다. The light absorbing
따라서, 본 발명에 따른 광흡수층(240)은 칼코즈나이드계 화합물을 이용하며, 구체적으로 Cu-기반 및/또는 Sn-기반 칼코즈나이드계 화합물을 이용한다. 또한, 광흡수층(240)은 p형 반도체(P-type semiconductor)층으로 구성될 수 있다. Therefore, the
구체적으로, 태양전지의 광흡수층(240)으로 사용되기 위해서는 직접천이 타입의 밴드갭 에너지를 가지고, 가시광선 영역에서 높은 광흡수 계수를 가져야 한다. 또한 가시광선 영역을 흡수할 수 있는 밴드갭 에너지인 2.0 eV 보다 낮은 에너지 값의 특성을 나타내야 한다. Specifically, in order to be used as the
따라서 광흡수층(240)은 Cu 및 Sn으로 이루어지는 그룹에서 하나 이상의 물질을 선택하여 금속 박막을 형성하고, 금속 박막을 황화 처리하여 Cu1 - xSx나 Sn1 -xSx(여기서, 0≤x≤1) 화합물을 생성한다. 이때 금속 박막은 스퍼터링 방법을 이용하여 증착할 수 있으며, Cu 및/또는 Sn으로 이루어진 금속 박막을 H2S 가스 분위기에서 열처리를 하여 광흡수층(240)을 형성할 수 있다. Therefore,
광흡수층(240) 물질인 Cu1 - xSx나 Sn1 - xSx(여기서, 0≤x≤1) 화합물은 직접 천이 밴드갭 에너지를 갖고 있으며, 1.2~2.0 eV의 밴드갭 에너지를 가지는데, 이러한 밴드갭 에너지는 조성 비율에 따라 달라지게 된다. 구체적으로, x값이 증가할수록 밴드갭 에너지가 증가하는데, Cu1 - xSx는 x가 증가할수록 1.2 eV ~ 1.8 eV 범위의 밴드갭 에너지를 가지며, Sn1 - xSx는 1.2 eV ~ 2.4 eV 범위의 밴드갭 에너지를 가진다. 또한, 본 발명에 따른 광흡수층(240)은 가시광선 영역에서 높은 광흡수 계수를 가지며, CIGS(Cu-In-Ga-Se)와 달리 2개의 서로 다른 원소(Cu와 Sn)로 박막의 광학적 특성을 조절할 수 있으므로 고가의 원소인 In나 Ga이 없어 차세대 박막 태양전지 광흡수층 물질로 적당하다. The material of the
또한, 광흡수층(240)은 금속 전구체 박막을 증착하는 과정과 이를 광흡수층(240)으로 합성하기 위한 황화 열처리 과정의 두 단계로 거쳐 형성된다. 금속 전구체의 증착 방법은 다양한 방법이 이용될 수 있으나, DC 스퍼터링 방법이 가장 바람직하다. 황화 열처리 과정은 S 분말이나 H2S+N2 가스를 이용하여 황화 분위기를 유지하며 열처리를 진행한다. Cu와 Sn을 모두 사용하여 두 물질이 동시에 한 층으로 증착될 수도 있고 각각의 물질을 차례로 적층하여 금속 박막을 형성할 수 있다. Cu와 Sn 두 가지 물질이 포함된 금소곡 전구체 박막을 황화 열처리 과정을 거친 후 합성되는 화합물은 Cu2SnS3이고, 이 물질 역시 광흡수 계수가 높고 밴드갭 에너지는 1.4 eV이며 직접 천이형 밴드갭 에너지 특성을 갖는다. 반면, Cu와 Sn 두 물질이 서로 다른 금속 박막층을 형성하여 황화 열처리 과정을 거치면 광흡수층(240)은 제1광흡수층(242)과 제2광흡수층(244)으로 이루어질 수 있다. 이때 제1광흡수층(242)은 Cu1 - xSx 화합물(여기서, 0≤x≤1)일 수 있고, 제2광흡수층(244)은 Sn1 - xSx화합물(여기서, 0≤x≤1)일 수 있다. In addition, the
이러한 광흡수층(240) 상에 광전송자를 수집하기 위해 Au 물질로 이루어진 금속 전극을 스퍼터링 방법을 이용하여 증착함으로써 금속 전극층(250)을 형성할 수 있다. 그리고 나서 투명 전극층(220)과 금속 전극층(250)을 연결하고 빛을 조사하면 전기가 발생할 수 있다. The
이상의 설명에서 '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용되었지만, 각각의 구성요소들은 이러한 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 즉, '제1', '제2' 등의 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 목적으로 사용되었다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, '및/또는'이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미로 사용되었다. In the above description, terms such as 'first', 'second', and the like are used to describe various components, but each component should not be limited by these terms. That is, the terms 'first', 'second', and the like are used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a 'first component' may be referred to as a 'second component', and similarly, a 'second component' may also be referred to as a 'first component' . Also, the term " and / or " is used in the sense of including any combination of a plurality of related listed items or any of the plurality of related listed items.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 유무선 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and a carrier wave (transmission via the Internet). In addition, the computer-readable recording medium may be distributed to a computer system connected to a wired / wireless communication network, and a computer-readable code may be stored and executed in a distributed manner.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.
210 : 기판 220 : 투명 전극층
230 : 버퍼층 240 : 광흡수층
242 : 제1광흡수층 244 : 제2광흡수층
250 : 금속 전극층 210: substrate 220: transparent electrode layer
230: buffer layer 240: light absorbing layer
242: first light absorbing layer 244: second light absorbing layer
250: metal electrode layer
Claims (13)
상기 기판 상에 형성되는 투명 전극층; 및
상기 투명 전극층 상에 형성되며, 칼코즈나이드계 화합물을 포함하는 적어도 하나의 광흡수층;을 포함하며,
상기 칼코즈나이드계 화합물은 Cu1-xSx 및 Sn1-xSx(여기서, 0≤x≤1)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 태양전지.Board;
A transparent electrode layer formed on the substrate; And
And at least one light absorbing layer formed on the transparent electrode layer and including a chalcogenide compound,
Wherein the chalcogenide compound is any one material selected from the group consisting of Cu 1-x S x and Sn 1-x S x (where 0? X? 1).
상기 광흡수층은 Cu 및 Sn으로 이루어지는 그룹에서 적어도 하나의 물질을 선택하여 금속 박막을 형성하고, 상기 금속 박막을 황화처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지. The method according to claim 1,
Wherein the light absorbing layer is formed by selecting at least one material from the group consisting of Cu and Sn to form a metal thin film and subjecting the metal thin film to sulfuration treatment.
상기 금속 박막은 스퍼터링 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.3. The method of claim 2,
Wherein the metal thin film is formed using a sputtering method.
상기 광흡수층은 p형 반도체층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지. The method according to claim 1,
Wherein the light absorbing layer is composed of a p-type semiconductor layer.
상기 광흡수층은 Cu 및 Sn으로 이루어지는 그룹에서 두 물질 모두 선택되면 상기 Cu와 Sn을 동시에 한 층으로 증착하거나 별도의 층으로 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the light absorbing layer is formed by depositing Cu or Sn at the same time or by laminating a separate layer if both materials are selected from the group consisting of Cu and Sn.
상기 투명 전극층은 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 기판 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 태양전지. The method according to claim 1,
Wherein the transparent electrode layer is deposited on the substrate using a sputtering method.
상기 투명 전극층은 가시광선 투과도가 70~95 % 이고 비저항 특성이 10-3 ~ 10-4Ω㎝ 이며 두께가 600~1000 nm인 것을 특징으로 하는 태양전지. The method according to claim 1,
Wherein the transparent electrode layer has a visible light transmittance of 70 to 95% and a resistivity of 10 -3 to 10 -4 ? Cm and a thickness of 600 to 1000 nm.
상기 투명 전극층과 광흡수층 사이에 위치하고, 상기 투명 전극층의 밴드갭 에너지값과 상기 광흡수층의 밴드갭 에너지 값 사이 값을 가지는 물질로 이루어진 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.3. The method according to claim 1 or 2,
And a buffer layer disposed between the transparent electrode layer and the light absorption layer and having a value between a band gap energy value of the transparent electrode layer and a band gap energy value of the light absorption layer.
상기 버퍼층은 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 투명 전극층 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 태양전지. 10. The method of claim 9,
Wherein the buffer layer is deposited on the transparent electrode layer using a sputtering method.
상기 버퍼층은 가시광선 투과도가 70 ~ 95 % 이고 비저항 특성이 101 ~ 103Ω㎝ 인 것을 특징으로 하는 태양전지. 10. The method of claim 9,
Wherein the buffer layer has a visible light transmittance of 70 to 95% and a resistivity of 10 1 to 10 3 Ω cm.
상기 광흡수층 상에 스퍼터링 방법을 이용하여 금속 전극을 증착하여 형성되는 금속 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지. 10. The method of claim 9,
And a metal electrode layer formed by depositing a metal electrode on the light absorption layer using a sputtering method.
상기 금속 전극층은 Au로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지. 13. The method of claim 12,
Wherein the metal electrode layer is made of Au.
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| KR101036165B1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-05-23 | 재단법인대구경북과학기술원 | Method for fabricating chalcogenide solar cell |
| KR20110118067A (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-28 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Forming chalcogenide semicoductor absorbers |
| JP2012059847A (en) | 2010-09-07 | 2012-03-22 | Showa Shell Sekiyu Kk | Method of fabricating light absorption layer in czts thin film solar cell |
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