KR101470116B1 - Solar cell structure and method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양 전지 구조체 및 태양 전지 구조체를 제작하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 구조체는 n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층; 상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 상기 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물; 상기 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층; 상기 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물; 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층을 포함한다.The present invention relates to a method of fabricating a solar cell structure and a solar cell structure, wherein a solar cell structure according to an embodiment of the present invention includes a first graphene layer doped with n or p; A first silicon nanostructure doped in the same manner as the first graphene layer and on the first graphene layer; An intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure; A second silicon nanostructure doped differently from the first graphene layer and on the intrinsic graphene layer; And a second graphene layer doped identically to the second silicon nanostructure and over the second silicon nanostructure.
Description
본 발명은 태양 전지 구조체 및 태양 전지 구조체를 제작하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a solar cell structure and a method for manufacturing the solar cell structure.
단결정 실리콘 태양 전지는 1954년 벨 랩(Bell's Labs)에서 처음으로 시현되었고, 약 4%의 효율을 그 당시 나타내었다. 이후 효율은 꾸준히 증가하였고 실험실 단위로 약 25%에 도달하고 있으며 이론상 한계는 거의 31%로 알려져 있다.Monocrystalline silicon solar cells were first demonstrated at Bell's Labs in 1954 and exhibited about 4% efficiency at that time. The efficiency has increased steadily, reaching about 25% in laboratory units and theoretically the limit is almost 31%.
오늘날 상업적으로 이용되는 최고의 모듈화된 단결정 태양 전지 패널의 효율은 18~20%이다.The highest modular monocrystalline solar cell panels that are commercially available today are 18-20% efficient.
현재 시장의 대부분은 Si를 이용한 단결정 형태의 태양 전지가 이용되고 있는데, 그 이유는 Si는 지구상에 풍부하고 환경 친화적이며 독성이 없는 물질이기 때문이다. Currently, most of the market is using single crystalline silicon solar cells because Si is a rich, environmentally friendly and non-toxic material on the planet.
다만, Si는 태양광을 하베스팅하기 위한 이상적인 반도체와는 거리과 멀다는 단점이 있다. Si는 간접형 밴드갭(indirect bandgap) 반도체로서 낮은 흡수 계수(absorption coefficient)를 나타내고 따라서 그 기판 두께가 매우 중요하다. 또한, 광으로 생성된 캐리어의 과도한 재결합을 막기 위해 단결정 Si 웨이퍼는 높은 결정도와 낮은 불순물 레벨을 필요로 한다.However, Si has a drawback that it is far from ideal semiconductor for hobbing sunlight. Si is an indirect bandgap semiconductor and exhibits a low absorption coefficient and therefore its substrate thickness is very important. In addition, monocrystalline Si wafers require high crystallinity and low impurity levels to prevent excessive recombination of light generated carriers.
또한, 결정질 Si 패널을 제조하는 전체 프로세스는 매우 복잡하고, 정션 제조를 위해 고온의 에너지 소비적인 프로세스 단계를 포함하고 있어, 그 복잡함과 비용 및 에너지 소비에 있어 문제점이 있었다.In addition, the overall process for producing crystalline Si panels is very complex and involves high temperature, energy-consuming process steps for junction fabrication, which have complications, cost and energy consumption problems.
따라서, 태양 전지 구조체를 제작하는데 있어서 매우 간단하고 저온에서도 가능하며 프로세스에 있어서 에너지 소비가 크지 않은 제작 방법 및 이러한 방법에 의해 만들어진 구조체에 대한 요구가 항상 있어왔다.Therefore, there has always been a demand for a fabrication method that is very simple in manufacturing a solar cell structure, can be performed even at a low temperature, and consumes less energy in a process, and a structure made by such a method.
본 발명의 발명자는 제 10-2012-0060403호 출원에서 코어-쉘 구조에 대한 내용을 제시하였으나, 이러한 구조를 태양 전지에 이용하게 되면 평탄화를 위해 윗판을 설치함에 의해 광의 반사에 따른 효율의 저하의 문제점이 존재하였다.
The inventor of the present invention has proposed the core-shell structure in the application No. 10-2012-0060403. However, when such a structure is used in a solar cell, the top plate is provided for planarization, There was a problem.
본 발명은 신규한 태양 전지 구조체, 그 제조 방법을 크게 단순화 시킨 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.The present invention aims at providing a novel solar cell structure and a manufacturing method that greatly simplifies the manufacturing method.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 구조체는, n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층; 상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 상기 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물; 상기 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층; 상기 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물; 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층을 포함한다.A solar cell structure according to an embodiment of the present invention includes a first graphene layer doped with n or p; A first silicon nanostructure doped in the same manner as the first graphene layer and on the first graphene layer; An intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure; A second silicon nanostructure doped differently from the first graphene layer and on the intrinsic graphene layer; And a second graphene layer doped identically to the second silicon nanostructure and over the second silicon nanostructure.
이 경우 상기 태양 전지 구조체는 복수개가 서로 위아래로 쌓여서 배치될 수 있으며, 복수개가 서로 위아래로 쌓여서 배치되는 경우, 태양 전지 구조체들 사이에는 유리 구(glass shpere)가 배치되어 태양 전지 구조체들을 분리시키는 것을 특징으로 한다.In this case, a plurality of solar cell structures may be stacked on top of each other, and when a plurality of solar cell structures are stacked on top of each other, a glass shaper may be disposed between the solar cell structures to separate solar cell structures .
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체는, 기판; 상기 기판 위의 박막 거울(thin film mirror); 상기 박막 거울 위의 n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층; 상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 상기 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물; 상기 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층; 상기 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물; 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층을 포함한다.A solar cell structure according to a further embodiment of the present invention includes: a substrate; A thin film mirror on the substrate; An n or p doped first graphene layer on the thin film mirror; A first silicon nanostructure doped in the same manner as the first graphene layer and on the first graphene layer; An intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure; A second silicon nanostructure doped differently from the first graphene layer and on the intrinsic graphene layer; And a second graphene layer doped identically to the second silicon nanostructure and over the second silicon nanostructure.
이때 상기 태양 전지 구조체에 위에는 추가적으로 제 1 그래핀층; 제 1 실리콘 나노 구조물; 인트린식 그래핀층; 제 2 실리콘 나노 구조물; 및 제 2 그래핀층이 순차적으로 계속하여 적층될 수 있으며, 이 경우 제 2 그래핀층과 제 1 그래핀층 사이에는 유리 구(glass shpere)가 배치되어 태양 전지 구조체들을 서로 분리시키는 것을 특징으로 한다.At this time, a first graphene layer is additionally formed on the solar cell structure. A first silicon nanostructure; Intrinsic graphene layer; A second silicon nanostructure; And the second graphene layer may be sequentially laminated. In this case, a glass shaper is disposed between the second graphene layer and the first graphene layer to separate the solar cell structures from each other.
또한, 상기 제 1 실리콘 나노 구조물 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물을 서로 직교하도록 배열시킴으로써 효율을 높일 수 있다.In addition, efficiency can be improved by arranging the first silicon nanostructure and the second silicon nanostructure orthogonally to each other.
한편, 실리콘 나노 구조물들은, 실리콘 나노 와이어, 실리콘 나노 로드 또는 실리콘 나노 입자인 것이 바람직하다.On the other hand, the silicon nanostructures are preferably silicon nanowires, silicon nanorods, or silicon nanoparticles.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체는, 기판; 상기 기판 위의 박막 거울; 상기 박막 거울 위의 인트린식 그래핀층; 상기 인트린식 그래핀층 위의 n 또는 p 도핑된 실리콘 나노 구조물; 및 상기 실리콘 나노 구조물의 도핑과 동일하게 도핑되며 상기 실리콘 나노 구조물 위의 그래핀층을 포함한다.A solar cell structure according to a further embodiment of the present invention includes: a substrate; A thin film mirror on the substrate; An intrinsic graphene layer on the thin film mirror; N or p-doped silicon nanostructures on the intrinsic graphene layer; And a graphene layer doped with the same doping as that of the silicon nanostructure and on the silicon nanostructure.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체는, 기판; 상기 기판 위의 박막 거울; 상기 박막 거울 위의 n 또는 p 도핑된 그래핀층; 상기 그래핀층 위의 n 또는 p 도핑된 실리콘 나노 구조물; 및 상기 그래핀층의 도핑과 상이하게 도핑되며 상기 실리콘 나노 구조물 위의 그래핀층을 포함한다.A solar cell structure according to a further embodiment of the present invention includes: a substrate; A thin film mirror on the substrate; An n or p doped graphene layer on the thin film mirror; N or p-doped silicon nanostructures on the graphene layer; And a graphene layer doped differently from the doping of the graphene layer and over the silicon nanostructure.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체는, 기판; 상기 기판 위의 박막 거울; 상기 박막 거울 위에 일정한 간격으로 배치된 복수의 태양 전지 구조체를 포함하고, 상기 태양 전지 구조체는, n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층; 상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 상기 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물; 상기 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층; 상기 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물; 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층을 포함하며, 상기 복수의 태양 전지 구조체는 적층 방향에 수직으로 배향되도록 배치되어 하나의 태양 전지 구조체의 제 2 그래핀층이 옆에 배치된 태양 전지 구조체의 제 1 그래핀층과 대향하도록 배치된다.A solar cell structure according to a further embodiment of the present invention includes: a substrate; A thin film mirror on the substrate; And a plurality of solar cell structures disposed at regular intervals on the thin film mirror, wherein the solar cell structure comprises an n or p-doped first graphene layer; A first silicon nanostructure doped in the same manner as the first graphene layer and on the first graphene layer; An intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure; A second silicon nanostructure doped differently from the first graphene layer and on the intrinsic graphene layer; And a second graphene layer doped in the same manner as the second silicon nanostructure and on the second silicon nanostructure, wherein the plurality of solar cell structures are arranged so as to be oriented perpendicular to the stacking direction, And a second graphene layer is disposed to face the first graphene layer of the solar cell structure disposed next to the second graphene layer.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 구조체를 제작하는 방법은, 사각형의 비전도성 재질의 프레임으로서 프레임 테두리를 제외한 내부가 관통되어 있는 프레임을 준비하는 단계; n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층이 일면에 부착된 전도성 재질의 호일(foil)을 준비하는 단계; 상기 호일의 제 1 그래핀층이 부착된 면이 상기 프레임을 향하도록 상기 프레임 위에 상기 호일을 부착시키는 단계; 상기 호일 중 상기 테두리 위에 부착된 부분을 제외한 나머지 부분을 에칭하여 제거하는 단계; 상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑된 상기 제 1 그래핀층 상에 제 1 실리콘 나노 구조물을 배치하는 단계; 상기 제 1 실리콘 나노 구조물 상에 인트린식 그래핀층을 배치하는 단계; 상기 제 1 실리콘 나노 구조물과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 상에 제 2 실리콘 나노 구조물을 배치하는 단계; 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 상에 제 2 그래핀층을 배치하는 단계를 포함한다.A method of fabricating a solar cell structure according to an embodiment of the present invention includes: preparing a frame having a rectangular non-conductive material, the frame having a through hole excluding a frame edge; preparing a foil of a conductive material adhered to one side of the n or p-doped first graphene layer; Attaching the foil on the frame such that the side to which the first graphene layer of the foil is attached faces the frame; Removing the remaining portion of the foil except for the portion attached on the rim by etching; Disposing a first silicon nanostructure on the first graphene layer doped similarly to the first graphene layer; Disposing an intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure; Disposing a second silicon nanostructure on the intrinsic graphene layer differently doped with the first silicon nanostructure; And disposing a second graphene layer on the second silicon nanostructure, the second silicon nanostructure being doped identically to the second silicon nanostructure.
이 경우에도 상기 제 1 실리콘 나노 구조물 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물을 서로 직교하도록 배치시킴으로써 효율을 증가시킬 수 있다.In this case, efficiency can be increased by disposing the first silicon nanostructure and the second silicon nanostructure orthogonally to each other.
프레임은 유리(glass) 또는 플라스틱으로 이루어진 것이 바람직하며, 호일은 구리로 이루어진 것이 바람직하다.The frame is preferably made of glass or plastic, and the foil is preferably made of copper.
본 발명에 따른 태양전지 구조체는 매우 손쉽고 간단하게 그 구조의 제작이 간단하므로, 복잡하고 에너지 소비적인 종래 기술에 따른 태양 전지 구조체의 제작에 있어서의 문제점을 해결하였다.
The solar cell structure according to the present invention solves the problems in the fabrication of the solar cell structure according to the prior art which is complicated and energy consuming since the structure of the solar cell structure is very simple and simple.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 구조체의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 구조체의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체의 분해도의 모습이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체의 측단면도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 또 다른 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 구조체를 제작하는 방법의 순서도를 도시한다.
도 8a-8e는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 구조체를 제작하는 방법을 순서대로 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다. 1 is an exploded view of a solar cell structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a side cross-sectional view of a solar cell structure according to an embodiment of the present invention.
3 is a side cross-sectional view of a solar cell structure according to a further embodiment of the present invention.
4 is an exploded view of a solar cell structure according to still another embodiment of the present invention.
5 is a side cross-sectional view of a solar cell structure according to still another embodiment of the present invention.
6A and 6B are side cross-sectional views of a solar cell structure according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a flowchart of a method of manufacturing a solar cell structure according to an embodiment of the present invention.
8A to 8E show a method of fabricating a solar cell structure according to an embodiment of the present invention in order.
Various embodiments are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout the drawings to refer to like elements. For purposes of explanation, various descriptions are set forth herein to provide an understanding of the present invention. It is evident, however, that such embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing the embodiments.
하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.The following description provides a simplified description of one or more embodiments in order to provide a basic understanding of embodiments of the invention. This section is not a comprehensive overview of all possible embodiments and is not intended to identify key elements or to cover the scope of all embodiments of all elements. Its sole purpose is to present the concept of one or more embodiments in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 구조체는, n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층(110); 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물(210); 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층(130); 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물(220); 및 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층(120)을 포함한다. 이러한 태양 전지 구조체의 모습에 대한 분해 사시도는 도 1에서 도시된다.A solar cell structure according to an embodiment of the present invention includes a
도 1에서 보는 것처럼, p 도핑된 제 1 그래핀 시트층(110)이 있고, 그 위에 제 1 그래핀 시트층(110)과 동일하게 도핑된 제 1 실리콘 나노 구조물(210)이 배치되며, 그 위에는 도핑이 되지 아니한 인트린식 그래핀 시트층(130)이 배치되고, 그 위에는 제 1 그래핀 시트층(110)과 상이하게 n 도핑된 제 2 실리콘 나노 구조물(220)이 배치되며, 마지막으로 맨 위에는 n 도핑된 제 2 그래핀 시트층(120)이 배치된다.As shown in FIG. 1, there is a p-doped first
그래핀층은 통상적인 그래핀 제조 방법에 의해 만들어진 그래핀 시트를 의미한다.The graphene layer refers to a graphene sheet produced by a conventional method for producing graphene.
실리콘 나노 구조물은 나노 와이어, 마이크로 와이어, 나노 로드, 마이크로 파티클 등을 의미한다.Silicon nanostructures refer to nanowires, micro-wires, nanorods, microparticles, and the like.
도 2에서는 그 단면도를 도시하고 있으며, 도 2에서 와 같이 p-n 정션(junction) 구조에 의한 태양전지 구조체가 제시된다. 도 2에서 보는 것처럼 베이스(base) 및 에미터(emitter) 컨택이 연결된다.FIG. 2 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 2 shows a solar cell structure according to a p-n junction structure. A base and an emitter contact are connected as shown in FIG.
이러한 구조체는 후술하는 것처럼, 매우 손쉽고 간단하게 그 구조의 제작이 간단하므로, 복잡하고 에너지 소비적인 종래 기술에 따른 태양 전지 구조체의 제작에 있어서의 문제점을 해결하였다.Such a structure solves the problems in the fabrication of the solar cell structure according to the prior art which is complicated and energy consuming since the structure is simple and simple to manufacture as described later.
이 경우 도 1 및 2에서 도시된 태양 전지 구조체는 복수개가 서로 위아래로 쌓여서 배치될 수 있으며, 복수개가 서로 위아래로 쌓여서 배치되는 경우, 태양 전지 구조체들 사이에는 유리 구(glass shpere)가 배치되어 태양 전지 구조체들을 분리시키게 된다. 이러한 모습은 도 3에서 확인할 수 있다. 도 3을 보면 유리 구(300)에 의해 하부 및 상부의 태양 전지 구조체가 서로 분리되어 있음을 확인할 수 있다.In this case, a plurality of solar cell structures shown in FIGS. 1 and 2 may be arranged so as to be stacked on top of each other, and when a plurality of solar cell structures are stacked on top of each other, a glass shaper is disposed between the solar cell structures, Thereby separating the battery structures. This can be seen in FIG. 3, it can be seen that the lower and upper solar cell structures are separated from each other by the
도 3은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체의 측단면도로서, 기판(500); 기판 위의 박막 거울(thin film mirror; 400); 박막 거울 위의 n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층(110); 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물(210); 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층(130); 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물(220); 및 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층(120)을 포함한다.3 is a side cross-sectional view of a solar cell structure according to a further embodiment of the present invention, comprising a
기판(500)은 통상적으로 태양 전지에서 이용되는 기판으로서 예를 들어 유리 또는 플라스틱 기판 등이 있으며 기판에 대한 특별한 제한은 없다.The
박막 거울(400)은 박막 형태의 얇은 거울층으로서, 반사율이 높은 재질로 된 층이다. 예를 들어 Al 박막 필름이 기판 위에 증착되는 식으로 배치될 수 있다. 이러한 박막 거울층은 태양전지 구조체로 들어오는 광학 거리(optical path)를 증가시키고, 이에 의해 광의 흡수율을 높일 수 있게 된다. 도 3에서 보는 것처럼 입사된 광이 박막 거울층(400)에서 반사되어 흡수되는 모습을 확인할 수 있다.The
도 3에서도 2개의 태양전지 구조층이 적층된 모습을 확인할 수 있고, 제 1 태양전지 구조층 및 제 2 태양전지 구조층은 유리 구(300)에 의해 분리되어 있음을 확인할 수 있다.In FIG. 3, it can be seen that two solar cell structure layers are stacked, and that the first and second solar cell structure layers are separated by the
이러한 샌드위치 형상의 적층 구조에 의해 광 흡수율을 더 높일 수 있다는 장점을 갖는다.Such a sandwich-like laminated structure has an advantage that the light absorptivity can be further increased.
도 4는 본 발명의 또 다른 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체의 분해도의 모습이다. 도 4의 실시예의 경우 도면에서 보는 것처럼, 제 1 실리콘 나노 구조물(210) 및 제 2 실리콘 나노 구조물(220)이 서로 직교하도록 배열되어 있는 것을 확인할 수 있다. 4 is an exploded view of a solar cell structure according to still another embodiment of the present invention. 4, it can be seen that the
이와 같이 제 1 실리콘 나노 구조물(210) 및 제 2 실리콘 나노 구조물(220)을 서로 직교하도록 배열함에 의해 더 높은 광 흡수율이 얻어질 수 있다. 왜냐하면, 직교 구조에 의해 입사된 광이 반사되어 빠져나갈 확률이 평행한 구조보다 더 낮아지기 때문이다.As described above, by arranging the
도 5는 본 발명의 또 다른 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체의 측단면도이다. 도 5의 실시예의 경우, 복수개의 태양전지 구조체가 세로로 세워진 채로 기판 위에서 옆으로 나란히 배치된 형태를 갖는다.5 is a side cross-sectional view of a solar cell structure according to still another embodiment of the present invention. In the case of the embodiment of Fig. 5, a plurality of solar cell structures are arranged laterally side by side on the substrate while standing vertically.
도 5의 실시예에 따른 태양전지 구조체는, 기판(500); 기판 위의 박막 거울(400); 박막 거울 위에 일정한 간격으로 배치된 복수의 태양 전지 구조체(10, 20, 30, 40, 50...)를 포함하고, 각각의 태양 전지 구조체는, n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층(110); 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물(210); 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층(130); 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물(220); 및 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층(120)을 포함한다. 이 경우 복수의 태양전지 구조체는 적층 방향에 수직으로 배향되도록 배치되어 하나의 태양 전지 구조체의 제 2 그래핀층이 옆에 배치된 태양 전지 구조체의 제 1 그래핀층과 대향하도록 배치된 다.The solar cell structure according to the embodiment of FIG. 5 includes a
이와 같이 적층 방향에 수직으로 태양전지 구조체들을 배치시킴에 의해 태양광이 입사되었을 때 화살표와 같이 다수의 반사가 이루어질 수 있고, 이러한 다수의 반사에 의해 광의 흡수율이 더 높아질 수 있게 된다는 장점을 갖는다.By arranging the solar cell structures perpendicular to the stacking direction as described above, a large number of reflections can be performed when sunlight is incident, and the absorption rate of light can be further increased by such a large number of reflections.
도 6a 및 6b는 본 발명의 또 다른 추가적인 실시예에 따른 태양전지 구조체의 측단면도이다.6A and 6B are side cross-sectional views of a solar cell structure according to still another embodiment of the present invention.
도 6a의 태양전지 구조체는, 기판(미도시); 기판 위의 박막 거울(미도시); 박막 거울 위의 인트린식 그래핀층(610); 인트린식 그래핀층 위의 n 도핑된 실리콘 나노 구조물(710); 및 실리콘 나노 구조물의 도핑과 동일하게 도핑되며(n 도핑된) 실리콘 나노 구조물 위의 그래핀층(620)을 포함한다.The solar cell structure of FIG. 6A includes a substrate (not shown); A thin film mirror (not shown) on the substrate; An
도 6b의 태양전지 구조체는, 기판(미도시); 기판 위의 박막 거울(미도시); 박막 거울 위의 p 도핑된 그래핀층(630); p 도핑된 실리콘 나노 구조물(720); 및 실리콘 나노 구조물 위의 n 도핑된 그래핀층(640)을 포함한다.The solar cell structure of FIG. 6B includes a substrate (not shown); A thin film mirror (not shown) on the substrate; A p-doped
이와 같이 도 6a 및 도 6b와 같은 태양전지 구조체가 가능하고, 이러한 태양전지 구조체는 쇼트키 정션(shottky junction)을 이루게 된다. 이 경우에도 역시 복수개의 태양전지 구조체가 적층될 수 있으며, 각 구조체 사이에는 구조체를 분리하기 위해 유리 구가 위치할 수 있다.Thus, a solar cell structure as shown in FIGS. 6A and 6B is possible, and the solar cell structure becomes a shottky junction. In this case as well, a plurality of solar cell structures may be stacked, and a glass sphere may be positioned between each structure to separate the structure.
이하에서는 위에서 설명한 것과 같은 본 발명에 따른 태양전지 구조체를 제작하는 방법에 대해 설명하도록 하겠다.Hereinafter, a method of fabricating the solar cell structure according to the present invention as described above will be described.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 구조체를 제작하는 방법의 순서도를 도시하며, 도 8a-8e는 각각의 단계를 순서대로 도시한다.FIG. 7 shows a flowchart of a method of manufacturing a solar cell structure according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 8A to 8E sequentially show the respective steps.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 구조체를 제작하는 방법은, 사각형의 비전도성 재질의 프레임으로서 프레임 테두리를 제외한 내부가 관통되어 있는 프레임을 준비하는 단계(S 10); n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층이 일면에 부착된 전도성 재질의 호일(foil)을 준비하는 단계(S 20); 상기 호일의 제 1 그래핀층이 부착된 면이 상기 프레임을 향하도록 상기 프레임 위에 상기 호일을 부착시키는 단계(S 30); 상기 호일 중 상기 테두리 위에 부착된 부분을 제외한 나머지 부분을 에칭하여 제거하는 단계(S 40); 상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑된 상기 제 1 그래핀층 상에 제 1 실리콘 나노 구조물을 배치하는 단계(S 50); 상기 제 1 실리콘 나노 구조물 상에 인트린식 그래핀층을 배치하는 단계(S 60); 상기 제 1 실리콘 나노 구조물과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 상에 제 2 실리콘 나노 구조물을 배치하는 단계(S 70); 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 상에 제 2 그래핀층을 배치하는 단계(S 80)를 포함한다.A method of fabricating a solar cell structure according to an embodiment of the present invention includes the steps of: preparing a frame having a rectangular non-conductive material, the frame having a through hole excluding a frame edge (S 10); preparing a foil of a conductive material to which the n or p-doped first graphene layer is attached on one side (S 20); Attaching (S30) the foil on the frame such that the side to which the first graphene layer of the foil is attached faces the frame; (S 40) etching and removing the remaining portion of the foil except for the portion attached on the rim; Disposing a first silicon nanostructure on the first graphene layer doped in the same manner as the first graphene layer; Disposing an intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure (S60); Disposing a second silicon nanostructure on the intrinsic graphene layer differently from the first silicon nanostructure (S 70); And disposing a second graphene layer on the second silicon nanostructure doped in the same manner as the second silicon nanostructure (S 80).
S 10 단계에서 비전도성 재질의 프레임(100)을 준비하게 되는데, 이러한 프레임은 유리(glass) 또는 플라스틱으로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 도 8a에서와 같이 테두리를 제외한 내부 공간이 관통되어 있어야 한다.In
S 20 단계에서 도핑된 제 1 그래핀층(300)이 일면에 부착된 전도성 재질의 호일(200)을 준비한다. 도 8b에서 약 25μm의 두께의 구리 호일(구리 호일의 경우 전도성이 뛰어나서 바람직함)을 이용하였으며, n 도핑된 그래핀 시트를 이용하였다.In
S 10 단계와 S 20 단계는 그 순서에 있어서 특정이 없으며, 본 발명에서는 이 두 단계가 서로 분리되어 실행되기 때문에 종래 기술에서와 같이 고온에서 작업이 진행될 필요가 없고 상온에서도 작업이 가능하게 된다.
S 30 단계에서 호일의 제 1 그래핀층(300)이 부착된 면이 프레임(100)을 향하도록 레임 위에 호일(200)을 부착시키게 된다. 도 8c에서 프레임(100) 위에 호일(200)이 부착된 모습을 확인할 수 있으며, 이 경우 제 1 그래핀층(300)이 부착된 면이 프레임 상에 부착되게 된다. 도 8c에서 프레임(100)은 도 8a의 A-A'를 따른 단면의 모습으로 테두리를 제외한 가운데 관통 부분(110)은 점선으로 표시되어 있다.In step S30, the
S 40 단계에서 호일 중 테두리 위에 부착된 부분을 제외한 나머지 부분을 에칭하여 제거하게 된다. 에칭은 통상적으로 알려진 방법에 의해 수행되며, 도 8d에서 도시된 것처럼 호일(200)의 일부분이 제거된 모습을 확인할 수 있다. The remaining portion of the foil, except for the portion attached on the rim, is removed by etching in S40. The etching is performed by a conventionally known method, and it can be seen that a part of the
이후 S 50 단계에서 제 1 그래핀층(300)과 동일하게 도핑된 제 1 실리콘 나노 구조물(410)을 배치하고, S 60 단계에서 제 1 실리콘 나노 구조물 상에 인트린식 그래핀층(320)을 배치하며, S 70 단계에서 인트린식 그래핀층 상에 제 2 실리콘 나노 구조물(420)을 배치하고 이 때 제 2 실리콘 나노 구조물은 제 1 실리콘 나노 구조물과 상이하게 도핑되어 있으며, S 80 단계에서 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑된 제 2 그래핀층(340)을 배치함으로써 태양전지 구조체가 완성되게 된다.In step S50, the
이 경우 제 1 실리콘 나노 구조물(410) 및 제 2 실리콘 나노 구조물(420)을 서로 직교하도록 배치시킴으로써, 광효율을 높일 수 있다. In this case, by arranging the
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (13)
상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 상기 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물;
상기 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층;
상기 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물; 및
상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층을 포함하는,
태양전지 구조체.
n or p-doped first graphene layer;
A first silicon nanostructure doped in the same manner as the first graphene layer and on the first graphene layer;
An intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure;
A second silicon nanostructure doped differently from the first graphene layer and on the intrinsic graphene layer; And
Wherein the first silicon nanostructure is doped identically to the second silicon nanostructure and comprises a second graphene layer on the second silicon nanostructure,
Solar cell structure.
상기 태양 전지 구조체는 복수개가 서로 위아래로 쌓여서 배치될 수 있으며,
복수개가 서로 위아래로 쌓여서 배치되는 경우, 태양 전지 구조체들 사이에는 유리 구(glass shpere)가 배치되어 태양 전지 구조체들을 분리시키는 것을 특징으로 하는,
태양 전지 구조체.
The method according to claim 1,
The plurality of solar cell structures may be stacked on top of each other,
Characterized in that a glass shaper is disposed between the solar cell structures to isolate the solar cell structures when a plurality of solar cells are stacked upside down.
Solar cell structure.
상기 기판 위의 박막 거울(thin film mirror);
상기 박막 거울 위의 n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층;
상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 상기 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물;
상기 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층;
상기 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물; 및
상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층을 포함하는,
태양 전지 구조체.
Board;
A thin film mirror on the substrate;
An n or p doped first graphene layer on the thin film mirror;
A first silicon nanostructure doped in the same manner as the first graphene layer and on the first graphene layer;
An intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure;
A second silicon nanostructure doped differently from the first graphene layer and on the intrinsic graphene layer; And
Wherein the first silicon nanostructure is doped identically to the second silicon nanostructure and comprises a second graphene layer on the second silicon nanostructure,
Solar cell structure.
상기 태양 전지 구조체에 위에는 추가적으로 제 1 그래핀층; 제 1 실리콘 나노 구조물; 인트린식 그래핀층; 제 2 실리콘 나노 구조물; 및 제 2 그래핀층이 순차적으로 계속하여 적층될 수 있으며,
이 경우 제 2 그래핀층과 제 1 그래핀층 사이에는 유리 구(glass shpere)가 배치되어 태양 전지 구조체들을 서로 분리시키는 것을 특징으로 하는,
태양 전지 구조체.
The method of claim 3,
Above the solar cell structure there is additionally a first graphene layer; A first silicon nanostructure; Intrinsic graphene layer; A second silicon nanostructure; And the second graphene layer may be successively laminated sequentially,
Wherein a glass shaper is disposed between the second graphene layer and the first graphene layer to separate the solar cell structures from each other.
Solar cell structure.
상기 제 1 실리콘 나노 구조물 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물은 서로 직교하도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는,
태양 전지 구조체.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the first silicon nanostructure and the second silicon nanostructure are arranged to be orthogonal to each other.
Solar cell structure.
상기 실리콘 나노 구조물들은, 실리콘 나노 와이어, 실리콘 나노 로드 또는 실리콘 나노 입자인 것을 특징으로 하는,
태양 전지 구조체.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the silicon nanostructures are silicon nanowires, silicon nanorods, or silicon nanoparticles.
Solar cell structure.
상기 기판 위의 박막 거울;
상기 박막 거울 위의 인트린식 그래핀층;
상기 인트린식 그래핀층 위의 n 또는 p 도핑된 실리콘 나노 구조물; 및
상기 실리콘 나노 구조물의 도핑과 동일하게 도핑되며 상기 실리콘 나노 구조물 위의 그래핀층을 포함하는,
태양 전지 구조체.
Board;
A thin film mirror on the substrate;
An intrinsic graphene layer on the thin film mirror;
N or p-doped silicon nanostructures on the intrinsic graphene layer; And
Wherein the silicon nanostructure is doped in the same manner as the doping of the silicon nanostructure and comprises a graphene layer on the silicon nanostructure,
Solar cell structure.
상기 기판 위의 박막 거울;
상기 박막 거울 위의 n 또는 p 도핑된 그래핀층;
상기 그래핀층 위의 n 또는 p 도핑된 실리콘 나노 구조물; 및
상기 그래핀층의 도핑과 상이하게 도핑되며 상기 실리콘 나노 구조물 위의 그래핀층을 포함하는,
태양 전지 구조체.
Board;
A thin film mirror on the substrate;
An n or p doped graphene layer on the thin film mirror;
N or p-doped silicon nanostructures on the graphene layer; And
Wherein the graphene layer is doped differently than the doping of the graphene layer and comprises a graphene layer on the silicon nanostructure,
Solar cell structure.
상기 기판 위의 박막 거울;
상기 박막 거울 위에 일정한 간격으로 배치된 복수의 태양 전지 구조체를 포함하고,
상기 태양 전지 구조체는,
n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층;
상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑되며 상기 제 1 그래핀층 위의 제 1 실리콘 나노 구조물;
상기 제 1 실리콘 나노 구조물 위의 인트린식(intrinsic) 그래핀층;
상기 제 1 그래핀층과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 위의 제 2 실리콘 나노 구조물; 및
상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 위의 제 2 그래핀층을 포함하며,
상기 복수의 태양 전지 구조체는 적층 방향에 수직으로 배향되도록 배치되어 하나의 태양 전지 구조체의 제 2 그래핀층이 옆에 배치된 태양 전지 구조체의 제 1 그래핀층과 대향하도록 배치된 것을 특징으로 하는,
태양 전지 구조체.
Board;
A thin film mirror on the substrate;
And a plurality of solar cell structures arranged at regular intervals on the thin film mirror,
In the solar cell structure,
n or p-doped first graphene layer;
A first silicon nanostructure doped in the same manner as the first graphene layer and on the first graphene layer;
An intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure;
A second silicon nanostructure doped differently from the first graphene layer and on the intrinsic graphene layer; And
And a second graphene layer doped in the same manner as the second silicon nanostructure and on the second silicon nanostructure,
Wherein the plurality of solar cell structures are arranged so as to be oriented perpendicularly to the stacking direction and to face a first graphene layer of a solar cell structure having a second graphene layer of one solar cell structure disposed next to the other.
Solar cell structure.
n 또는 p 도핑된 제 1 그래핀층이 일면에 부착된 전도성 재질의 호일(foil)을 준비하는 단계;
상기 호일의 제 1 그래핀층이 부착된 면이 상기 프레임을 향하도록 상기 프레임 위에 상기 호일을 부착시키는 단계;
상기 호일 중 상기 테두리 위에 부착된 부분을 제외한 나머지 부분을 에칭하여 제거하는 단계;
상기 제 1 그래핀층과 동일하게 도핑된 상기 제 1 그래핀층 상에 제 1 실리콘 나노 구조물을 배치하는 단계;
상기 제 1 실리콘 나노 구조물 상에 인트린식 그래핀층을 배치하는 단계;
상기 제 1 실리콘 나노 구조물과 상이하게 도핑되며 상기 인트린식 그래핀층 상에 제 2 실리콘 나노 구조물을 배치하는 단계; 및
상기 제 2 실리콘 나노 구조물과 동일하게 도핑되며 상기 제 2 실리콘 나노 구조물 상에 제 2 그래핀층을 배치하는 단계를 포함하는,
태양 전지 구조체를 제작하는 방법.
Preparing a frame having a square nonconductive material, the inside of which is penetrated except the frame rim;
preparing a foil of a conductive material adhered to one side of the n or p-doped first graphene layer;
Attaching the foil on the frame such that the side to which the first graphene layer of the foil is attached faces the frame;
Removing the remaining portion of the foil except for the portion attached on the rim by etching;
Disposing a first silicon nanostructure on the first graphene layer doped similarly to the first graphene layer;
Disposing an intrinsic graphene layer on the first silicon nanostructure;
Disposing a second silicon nanostructure on the intrinsic graphene layer differently doped with the first silicon nanostructure; And
Wherein the first silicon nanostructure is doped identically to the second silicon nanostructure and a second graphene layer is disposed on the second silicon nanostructure.
A method for fabricating a solar cell structure.
상기 제 1 실리콘 나노 구조물 및 상기 제 2 실리콘 나노 구조물을 서로 직교하도록 배치시키는 것을 특징으로 하는,
태양 전지 구조체를 제작하는 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the first silicon nanostructure and the second silicon nanostructure are arranged to be orthogonal to each other.
A method for fabricating a solar cell structure.
상기 프레임은 유리(glass) 또는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는,
태양 전지 구조체를 제작하는 방법.
11. The method of claim 10,
Characterized in that the frame is made of glass or plastic.
A method for fabricating a solar cell structure.
상기 호일은 구리로 이루어진 것을 특징으로 하는,
태양 전지 구조체를 제작하는 방법.
11. The method of claim 10,
Characterized in that the foil is made of copper,
A method for fabricating a solar cell structure.
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|---|---|---|---|
| KR1020130004286A KR101470116B1 (en) | 2013-01-15 | 2013-01-15 | Solar cell structure and method of the same |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| KR20110003751A (en) * | 2009-07-06 | 2011-01-13 | 한양대학교 산학협력단 | Solar cell utilizing p-i-n nanowire |
| KR20120010920A (en) * | 2010-07-27 | 2012-02-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | Thin film solar cell and method of fabricating the same |
| US20120325305A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | International Business Machines Corporation | Ohmic contact between thin film solar cell and carbon-based transparent electrode |
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