KR101536717B1 - Nonvacuum buffer layer deposition apparatus of CIGS Solar Cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 태양전지의 비진공 버퍼층 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for depositing a non-vacuum buffer layer of a thin film solar cell.
상세하게 본 발명은, 박막 태양전지의 제조과정 중 버퍼층의 증착과정을 수행하기 위한 장치를 비진공 방식의 것으로 구현하여 작업설비 구축비용를 낮추고, 비진공 장비에 의한 버퍼층의 증착시 반응수조 내의 도금액 교반속도와, 도금액의 온도가 최적의 작업조건으로 유지되도록 하므로써 보다 우수한 작업결과를 얻을 수 있도록 한 박막 태양전지의 비진공 버퍼층 증착장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to an apparatus for depositing a buffer layer during a manufacturing process of a thin-film solar cell, which comprises a non-vacuum system, Speed and a temperature of a plating solution are maintained at optimum working conditions, thereby obtaining a better working result. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-vacuum buffer layer deposition apparatus for a thin film solar cell.
CIGS 박막 태양전지(이하, 박막 태양전지)는 우수한 특성, 즉 높은 광흡수계수와 태양광 스펙트럼과 잘 일치하는 흡수 파장대를 가지고 있어 이미 미국, 독일, 일본과 같은 선진국에서는 오래전부터 연구개발을 해왔고 최근 수년 사이에 양산 기술을 개발하여 시장에 제품을 내놓기 시작하였다.CIGS thin film solar cells (hereinafter referred to as "thin film solar cells") have already been researched and developed in advanced countries such as the USA, Germany and Japan for a long time since they have excellent characteristics, namely, high absorption coefficient and absorption wavelength band that agrees well with the solar spectrum. Within a few years, we started to develop mass production technology and put products into the market.
이와 같은 박막 태양전지는 CdS, Zn(O.S.OH), In(OH)3ZnSe 등으로 버퍼층이 형성되는데, 상기 버퍼층은 증착작업시 화합물의 물성 및 두께에 따른 막의 균일도와 외부환경 및 공정변수를 일정하게 고정하여 재현성을 확보하는 것에 상당한 기술력을 요구하고 있다.
In the thin film solar cell, a buffer layer is formed of CdS, Zn (OSOH), In (OH) 3ZnSe or the like. The buffer layer has a uniform uniformity of the film according to the physical properties and thickness of the compound, And a considerable technical force is required to ensure reproducibility.
대한민국 특허출원 제10-2011-0033021호(CIGS 태양전지 제조 장치 및 방법, 이하 기출원발명)에는 광흡수층을 균일하게 증착하기 위한 구성이 제시되고 있다.Korean Patent Application No. 10-2011-0033021 (CIGS solar cell manufacturing apparatus and method, hereinafter referred to as original invention) discloses a structure for uniformly depositing a light absorbing layer.
기출원발명은 CIGS 태양전지의 광흡수층을 증착하는 장치로서, 상기 장치는 상기 기판에 광흡수층이 증착되도록 하는 도금액이 저장되는 수용부와, 상기 수용부에 설치되는 전극과 상기 기판 및 전극에 전원을 공급하는 전원부를 구비하는 도금부와, 상기 수용부가 장치되어 진공 분위기를 제공하는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 일측에 배치되는 진공 펌프를 포함하여 구성된다.The present invention relates to an apparatus for depositing a light absorbing layer of a CIGS solar cell, the apparatus comprising: a housing for storing a plating solution for depositing a light absorbing layer on the substrate; an electrode provided on the housing, And a vacuum pump disposed at one side of the vacuum chamber. The vacuum pump includes a vacuum pump and a vacuum pump.
또한, 기출원발명은 상기 태양전지 제조 장치를 이용하여 광흡수층을 증착하는 방법으로서, 상기 광흡수층이 증착되는 기판을 진공분위기가 유지되는 상태에 배치하는 한편 전기증착법에 의해 상기 광흡수층이 상기 기판에 증착되는 단계를 포함하여, 상기 광흡수층이 증착되는 동안 산소와 수소 기포가 외부로 배출되도록 하여 CIGS 태양전지를 제조하게 된다.The present invention also provides a method of depositing a light absorbing layer using the above-described solar cell manufacturing apparatus, wherein the substrate on which the light absorbing layer is deposited is placed in a state in which a vacuum atmosphere is maintained, And the oxygen and hydrogen bubbles are discharged to the outside while the light absorption layer is being deposited, thereby manufacturing a CIGS solar cell.
이러한 기출원발명은 CIGS 태양전지의 생산 비용을 절감하는 한편 산소와 수소 기포가 광흡수 층에 포함되지 않도록 하여 균일한 두께의 광흡수층이 증착되도록 하므로써 보다 우수한 품질의 제품을 얻을 수 있게 된다고 제시되고 있다.
The inventor of the present invention has proposed that a better quality product can be obtained by reducing the production cost of the CIGS solar cell and preventing the oxygen and hydrogen bubbles from being included in the light absorption layer to deposit a light absorption layer having a uniform thickness have.
상기와 같은 기출원발명의 CIGS 태양전지 제조장치는 기존의 진공증착 방식에 비해 경제적이라고는 하지만, 기본적으로 진공분위기 상에서 작업을 실시하기 위해 상당한 크기의 챔버와, 챔버 내부를 진공으로 형성하기 위한 진공펌프 등의 대형 장치를 요구하게 되며, 이와 같은 챔버 및 진공펌프 등의 구성에 의해 작업설비를 구성함에 따른 제조원가의 상승은 여전히 잔존하게 된다.Although the CIGS solar cell manufacturing apparatus of the present invention described above is economical compared with the conventional vacuum deposition system, it has a chamber having a considerably large size for performing work in a vacuum atmosphere and a vacuum chamber for forming a vacuum inside the chamber Pump, and the like, and an increase in the manufacturing cost due to the construction of the working facility by the configuration of the chamber and the vacuum pump and the like still remains.
또한, 상기와 같은 기출원발명의 CIGS 태양전지 제조장치는 챔버 내부에서 실시되는 작업상황을 정확하게 파악하기 위한 구성이 마련되지 않아 경험적인 작업조건을 구현하여 작업을 실시하고 있기 때문에 제품의 품질 향상을 기대하기 어려운 문제점이 노출된다.
In addition, since the CIGS solar cell manufacturing apparatus of the present invention does not have a structure for accurately grasping the operation state performed in the chamber, Unexpected problems are exposed.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems.
이에 본 발명은, 박막 태양전지의 제조과정 중 버퍼층의 증착과정을 수행하기 위한 장치를 비진공 방식의 것으로 구현하여 작업설비 구축비용을 낮추고, 비진공 장비에 의한 버퍼층의 증착시 반응수조 내의 도금액 교반속도와, 도금액의 온도가 최적의 작업조건으로 유지되도록 하므로써 보다 우수한 작업결과를 얻을 수 있도록 한 박막 태양전지의 비진공 버퍼층 증착장치를 제공함에 그 목적이 있다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thin film solar cell in which a device for performing a deposition process of a buffer layer during a fabrication process of a thin film solar cell is implemented as a non-vacuum process, And the temperature of the plating solution is maintained at an optimal working condition, thereby achieving a better working result. The object of the present invention is to provide an apparatus for depositing a non-vacuum buffer layer of a thin film solar cell.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
본 발명은, 도금액에 태양전지 기판과 전극이 침지되어 비진공 조건에서 박막 태양전지의 버퍼층을 형성하는 박막 태양전지의 비진공 버퍼층 증착장치에 있어서, 상기 태양전지 기판에 버퍼층을 형성하는 화합물이 증착되도록 하기 위한 도금액이 저수되며, 내부에 상기 도금액을 교반하기 위한 교반기가 회전가능하게 설치된 반응수조와; 상기 반응수조의 외부에 배치되고, 내부에 반응수조를 가열함에 의해 도금액을 목적하는 온도로 유지하기 위한 가열액이 저수되며, 상기 가열액을 가열하기 위한 위한 히터가 내부에 설치된 항온수조와; 상기 반응수조와 항온수조에 걸쳐 설치되어 도금액의 온도변화를 감지하여 항온수조의 히터 구동을 제어함에 의해 도금액이 항상 균일한 작업온도를 유지할 수 있도록 한 항온유지부;를 포함하여 구성된다.A non-vacuum buffer layer deposition apparatus for a thin film solar cell, which forms a buffer layer of a thin film solar cell under a non-vacuum condition by immersing a solar cell substrate and an electrode in a plating solution, And a stirrer for stirring the plating liquid is rotatably installed in the reaction tank; A constant temperature water tank disposed outside the reaction water tank and storing a heating liquid for maintaining the plating liquid at a desired temperature by heating the reaction water tank therein and a heater for heating the heating liquid inside; And a constant temperature holding unit installed over the reaction tank and the constant temperature water tank to sense the temperature change of the plating liquid and control the heater driving of the constant temperature water tank so that the plating liquid can always maintain a uniform working temperature.
여기서, 상기 반응수조는 도금액의 온도변화를 억제시키기 위해 내부체와 외부체가 상호 간격을 유지하여 공기층을 형성하도록 구성된다. 또한, 상기 교반기는 마그네트 방식에 의해 회전되어 도금액을 교반하기 위한 마그네트 스티러로 적용되어 구성된다.Here, the reaction water tank is configured to form an air layer by maintaining an interval between the inner body and the outer body so as to suppress the temperature change of the plating liquid. Further, the stirrer is constituted by being applied with a magnet stirrer for stirring the plating liquid by the magnet system.
한편, 상기 항온유지부는, 반응수조의 도금액에 침지되어 도금액의 온도변화를 감지하는 온도감지센서와; 상기 온도감지센서에 의해 도금액의 온도가 변화되면 히터로 공급되는 전기전원의 공급을 제어하여 히터에 의한 가열액의 가열온도를 조절하도록 한 공급전원조절부;를 포함하여 구성된다.The temperature holding unit may include a temperature sensing sensor immersed in a plating solution in the reaction tank to sense a temperature change of the plating solution; And a supply power controller for controlling the supply of the electric power supplied to the heater to control the heating temperature of the heating liquid by the heater when the temperature of the plating liquid is changed by the temperature sensor.
이때, 상기 항온유지부는, 온도감지센서에 의해 감지된 온도와, 가열액의 온도 및 히터로 공급되는 전원의 세기를 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위한 디스플레이;를 더 포함하여 구성된다.
At this time, the constant temperature holding unit may further include a display for allowing the operator to visually confirm the temperature sensed by the temperature sensor, the temperature of the heating liquid, and the intensity of the power supplied to the heater.
이상에서와 같이 본 발명은, 진공방식의 증착이 아닌 비진공 조건하에서 버퍼층이 증착될 수 있도록 한 구성을 구현하여 작업설비의 구축비용 절감에 따른 제품의 제작원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a buffer layer can be deposited under a non-vacuum condition instead of a vacuum deposition, thereby reducing the manufacturing cost of the product due to the reduction in the construction cost of the work facility.
또한, 본 발명은 비진공 습식방식에 의한 증착작업시 반응수조 내의 도금액 교반속도와, 도금액의 온도조건이 최적의 상태로 유지됨에 의해 산소와 수소기포의 발생이 최대한 억제되어 버퍼층이 균일하게 생성되므로써 보다 우수한 박막 태양전지를 제조할 수 있는 효과를 얻게 된다.
In addition, since the plating liquid stirring speed in the reaction water tank and the temperature condition of the plating liquid are maintained in optimum conditions during the deposition work by the non-vacuum wet system, the generation of oxygen and hydrogen bubbles is suppressed as much as possible, Thereby obtaining an effect of manufacturing a more excellent thin film solar cell.
도 1은 본 발명에 의한 버퍼층 증착장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 버퍼층 증착장치를 제어하기 위한 회로구성 블록도.1 is a cross-sectional view of a buffer layer deposition apparatus according to the present invention;
2 is a circuit block diagram for controlling a buffer layer deposition apparatus according to the present invention;
상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 버퍼층 증착장치의 단면도, 도 2는 본 발명에 의한 버퍼층 증착장치를 제어하기 위한 회로구성 블록도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a buffer layer deposition apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit block diagram for controlling a buffer layer deposition apparatus according to the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 버퍼층 증착장치는 반응수조(10), 항온수조(20), 항온유지부(30)로 이루어진다. 이때, 상기 반응수조(10)와 항온수조(20)의 크기는 제작하고자 하는 태양전지 기판(B)의 규격 및 작업하고자 하는 태양전지 기판(B)의 개수에 대응하여 다양한 크기로 제작된다.
Referring to the drawings, an apparatus for depositing a buffer layer according to the present invention comprises a
상기 반응수조(10)는 태양전지 기판(B)에 버퍼층을 형성하는 화합물이 증착되도록 하기 위한 도금액(1)이 저수되는 용기형태의 구성이다. 여기서, 상기 반응수조(10)의 내부는 도금액(1)에 태양전지 기판(B)과 전극(P)이 침지되어 비진공 조건에서 박막 태양전지의 버퍼층을 형성하는 작업공간이 된다.The
또한, 상기 반응수조(10)는 내부에 상기 도금액(1)을 교반하기 위한 교반기(11)가 회전가능하게 설치되며, 특히, 도금액(1)의 온도변화를 억제시키기 위해 내부체(12)와 외부체(13)가 겹층으로 형성되어 상호 간격을 유지하여 공기층(14)을 형성하도록 구성된다.The
이때, 상기 교반기(11)는 마그네트 방식에 의해 회전되어 도금액(1)을 교반하기 위한 마그네트 스티러로 적용되어 구성된 것으로, 후술될 항온수조(20)와 반응수조(10)에 걸쳐 설치된 것이다.
The
상기 항온수조(20)는 반응수조(10)의 외부에 배치된 용기형태의 구성이다. 이와 같은 항온수조(20)는 내부에 반응수조(10)를 가열함에 의해 도금액(1)을 목적하는 온도로 유지하기 위한 가열액(2)이 저수되도록 한 구성이다.The constant-temperature water bath (20) has a container-type configuration disposed outside the reaction water tank (10). The constant-
여기서, 상기 항온수조(20)는 내부에 상기 가열액(2)을 가열하여 반응수조(10) 및 그 내부의 도금액(1)이 목적하는 온도로 유지시키기 위한 히터(21)가 설치된다.
The constant
상기 항온유지부(30)는 반응수조(10)와 항온수조(20)에 걸쳐 설치된 구성으로, 상기 도금액(1)의 온도변화를 감지하여 항온수조(20)의 히터(21) 구동을 제어함에 의해 도금액(1)이 항상 균일한 작업온도를 유지할 수 있도록 한 회로구성 등으로 이루어진 것이다.The constant
구체적으로, 상기 항온유지부(30)는 온도감지센서(31), 공급전원조절부(32), 디스플레이(33)로 이루어진다.Specifically, the constant
상기 온도감지센서(31)는 반응수조(10)의 도금액(1)에 침지되어 도금액(1)의 온도변화를 감지하기 위한 써미스터(thermistor) 등의 구성이다.The
상기 공급전원조절부(32)는 온도감지센서(31)에 의해 도금액(1)의 온도가 변화되면 히터(21)로 공급되는 전기전원의 공급을 제어하여 히터(21)에 의한 가열액(2)의 가열온도를 조절하도록 한 파워서플라이(power supply) 등의 구성이다.When the temperature of the plating liquid 1 is changed by the
상기 디스플레이(33)는 온도감지센서(31)에 의해 감지된 온도와, 가열액(2)의 온도 및 히터(21)로 공급되는 전원의 세기를 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위한 LCD 패널 등의 소형 모니터로 적용된다.
The
상기와 같이 구성된 버퍼층 증착장치는 비진공 습식의 장치이며, 도금액(1)의 가열이 항온유지부(30)에 의해 제어되며, 특히, 반응수조(10)의 겹층구성에 의해 형성된 공기층(14)에 의해 도금액(1)의 온도변화가 억제되며 교반기(11)의 구동에 의해 도금액(1) 내의 산소와 수소기포 발생을 최소화할 수 있게 된다.The buffer layer deposition apparatus constructed as described above is a non-vacuum wet type apparatus in which the heating of the plating liquid 1 is controlled by the constant
따라서, 상기 버퍼층 증착장치에 의해 태양전지 기판을 보다 낮은 단가의 우수한 품질의 제품으로 제작할 수 있게 된다.
Accordingly, the solar cell substrate can be manufactured as a product of a lower quality and a lower price by the buffer layer deposition apparatus.
10: 반응수조 11: 교반기
14: 공기층 20: 항온수조
30: 항온유지부 31: 온도감지센서
32: 공급전원조절부 33: 디스플레이10: reaction water tank 11: stirrer
14: air layer 20: constant temperature water tank
30: Constant temperature holding unit 31: Temperature sensor
32: Power supply control unit 33: Display
Claims (5)
상기 반응수조(10)는, 도금액(1)의 온도변화를 억제시키기 위해 내부체(12)와 외부체(13)가 상호 간격을 유지하여 공기층(14)을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 비진공 버퍼층 증착장치.
A non-vacuum buffer layer deposition apparatus for a thin film solar cell, wherein a solar cell substrate (B) and an electrode (P) are immersed in a plating solution (1) to form a buffer layer of a thin film solar cell under non- A reaction tank 10 in which a plating solution 1 for depositing a buffer layer is deposited and a stirrer 11 for stirring the plating solution 1 is rotatably installed therein; A heating liquid 2 for keeping the plating liquid 1 at a desired temperature is stored by heating the reaction tank 10 inside the reaction tank 10 and the heating liquid 2 is stored, A constant temperature water tank 20 in which a heater 21 for heating the heating water is installed; The plating liquid 1 is always supplied uniformly by controlling the drive of the heater 21 of the constant temperature water tank 20 by detecting the temperature change of the plating liquid 1 installed in the reaction water tank 10 and the constant temperature water tank 20, And a temperature holding part (30) for holding the temperature,
Characterized in that the reaction tank (10) is configured so as to form the air layer (14) by keeping the inner body (12) and the outer body (13) mutually spaced to suppress the temperature change of the plating liquid A non - vacuum buffer layer deposition apparatus for a cell.
마그네트 방식에 의해 회전되어 도금액(1)을 교반하기 위한 마그네트 스티러로 적용되어 구성된 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 비진공 버퍼층 증착장치.
The apparatus of claim 1, wherein the agitator
And is applied as a magnet stirrer for rotating the plating solution (1) by a magnet system. The apparatus for depositing a non-vacuum buffer layer of a thin film solar cell according to claim 1,
반응수조(10)의 도금액(1)에 침지되어 도금액(1)의 온도변화를 감지하는 온도감지센서(31)와;
상기 온도감지센서(31)에 의해 도금액(1)의 온도가 변화되면 히터(21)로 공급되는 전기전원의 공급을 제어하여 히터(21)에 의한 가열액(2)의 가열온도를 조절하도록 한 공급전원조절부(32);를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 비진공 버퍼층 증착장치.
2. The method according to claim 1, wherein the constant temperature holding portion (30)
A temperature sensor 31 immersed in the plating solution 1 of the reaction tank 10 to sense a temperature change of the plating solution 1;
When the temperature of the plating solution 1 is changed by the temperature sensor 31, the supply of the electric power supplied to the heater 21 is controlled to adjust the heating temperature of the heating liquid 2 by the heater 21 And a power supply controller (32) for controlling the supply of power to the thin film solar cell.
온도감지센서(31)에 의해 감지된 온도와, 가열액(2)의 온도 및 히터(21)로 공급되는 전원의 세기를 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위한 디스플레이(33);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 비진공 버퍼층 증착장치.
5. The method according to claim 4, wherein the constant temperature holding part (30)
And a display 33 for allowing the operator to visually confirm the temperature sensed by the temperature sensing sensor 31, the temperature of the heating liquid 2, and the intensity of the power supplied to the heater 21 Wherein the non-vacuum buffer layer depositing apparatus is a thin film solar cell.
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|---|---|---|---|
| KR1020140091069A KR101536717B1 (en) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | Nonvacuum buffer layer deposition apparatus of CIGS Solar Cell |
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| KR101536717B1 true KR101536717B1 (en) | 2015-07-15 |
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ID=53793820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020140091069A KR101536717B1 (en) | 2014-07-18 | 2014-07-18 | Nonvacuum buffer layer deposition apparatus of CIGS Solar Cell |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110295360A (en) * | 2019-08-02 | 2019-10-01 | 湖州胜僖电子科技有限公司 | Based on quality, cost and the multi-faceted improved plater of operation readiness |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06232048A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Device for vaporizing and supplying organometallic compound |
| KR100846341B1 (en) * | 2007-09-27 | 2008-07-15 | 대륙금속(주) | Bath control apparatus for trivalent chromium plating |
| JP2012532253A (en) * | 2009-06-29 | 2012-12-13 | オークランド ユニサービシズ リミテッド | Plating or coating method for producing a metal-ceramic coating on a substrate |
-
2014
- 2014-07-18 KR KR1020140091069A patent/KR101536717B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110295360A (en) * | 2019-08-02 | 2019-10-01 | 湖州胜僖电子科技有限公司 | Based on quality, cost and the multi-faceted improved plater of operation readiness |
| CN110295360B (en) * | 2019-08-02 | 2024-04-26 | 湖州胜僖电子科技有限公司 | Multi-azimuth improved coating device based on quality, cost and convenient operation |
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