KR101731540B1 - Method for manufacturing solar cell fiber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 섬유를 포함하는 태양전지 제조방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 유연성 있는 태양전지를 포함하는 섬유를 포함하는 태양전지 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a solar cell including a fiber, and more particularly, to a method of manufacturing a solar cell including a fiber including a flexible solar cell.
인류는 값싸고 사용하기 편한 석유를 현재 주 에너지원으로 사용하고 있으나, 석유 매장량의 한계 및 석유의 사용이 환경에 미치는 악영향 때문에 석유를 대체하기 위한 새로운 청정 에너지원을 찾고 있다. Humans are currently using cheap and easy-to-use petroleum as their primary source of energy, but are looking for a new clean energy source to replace petroleum due to limitations in oil reserves and the adverse impacts of the use of oil on the environment.
이러한 대체 에너지원의 하나로서 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지가 계속적으로 주목받아 왔으며, 괄목할 만한 기술개발의 성과로 그리드패리티에 곧 도달할 것으로 예상되는 등 신에너지원 중 대표주자로서 입지를 굳히고 있다.As one of these alternative energy sources, solar cells that produce electricity using solar light have been continuously attracted attention, and as a representative of new energy sources such as expecting to reach grid parity soon with remarkable achievement of technology development It has solidified its position.
태양전지의 보편적인 예로서 실리콘 태양전지가 있다. 실리콘 태양전지는 실리콘의 p-n접합을 이용하는 방식으로, p-n접합 부분에 태양광이 입사되면 그 광에너지에 의해 전자와 정공이 분리되면서 전기에너지를 얻게 된다. As a general example of a solar cell, there is a silicon solar cell. Silicon solar cells use silicon p-n junctions. When sunlight is incident on the p-n junction, electrons and holes are separated by the light energy to obtain electrical energy.
일반적으로 태양전지는 패널형태로 제조되어 건물이나 개활지에 설치하는 형태로 많이 이용된다. 한편, 최근 웨어러블 디바이스가 각광을 받으며 의복 등에 태양전지 패널을 부착하는 형태로의 개량이 시도되고 있으며, 이러한 경향은 유연성 있는 플렉서블 태양전지의 개발과 맞물려 더욱 강화되고 있다. 그러나, 이처럼 패널을 제작하여 의복 등에 부착하는 방식은 미관상 보기 좋지 않고, 의복의 디자인이나 염색, 세탁을 제한하는 등 여러가지 문제점이 있어 상용화가 잘 진행되지 않고 있는 것이 현실이다.Generally, solar cells are manufactured in the form of panels, and they are widely used in buildings and open spaces. In recent years, wearable devices have been receiving the spotlight, and attempts have been made to improve the manner in which solar panels are attached to clothes or the like. This tendency is further reinforced by the development of a flexible flexible solar cell. However, such a method of manufacturing a panel and attaching it to clothes is not good in appearance, and there are various problems such as designing of clothes, dyeing, washing and so on, and commercialization is not proceeding well.
본 발명의 목적은 설치장소 등에 제약을 받지 않으며 별도의 송전 및 배전 계통을 통하지 않고 소비전력을 공급할 수 있도록 웨어러블 형태로 적용가능한 섬유를 포함하는 태양전지 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a solar cell including a fiber that can be applied in a wearable manner so as to supply power without being restricted by installation sites and not through a separate power transmission and distribution system.
본 발명의 다른 목적은 의복에 적용가능하면서도 디자인이나 염색, 세탁에 따른 문제점을 극복할 수 있는 섬유를 포함하는 태양전지 제조방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a solar cell including fibers that can be applied to clothes but overcome problems caused by design, dyeing, and washing.
본 발명의 실시예들에 따른 섬유를 포함하는 태양전지는 제 1 전극; 상기 제 1 전극과 상이한 제 2 전극; 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 p-n접합층; 상기 제 1 전극 또는 상기 p-n접합층에 인접하여 배치되는 ARC; 및 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극, 상기 p-n접합층, 및 상기 ARC의 외부에서 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극, 상기 p-n접합층, 또는 상기 ARC를 둘러싸도록 형성되는 섬유를 포함한다.A solar cell including a fiber according to embodiments of the present invention includes a first electrode; A second electrode different from the first electrode; A p-n junction layer disposed between the first electrode and the second electrode; An ARC disposed adjacent to the first electrode or the p-n junction layer; And fibers formed to surround the first electrode, the second electrode, the p-n junction layer, or the ARC outside the first electrode, the second electrode, the p-n junction layer, and the ARC.
실시예로서, 상기 p-n접합층은 상기 제 2 전극 위에 적층되고, 상기 제 1 전극은 상기 p-n접합층 위에 적층되고, 상기 ARC는 상기 제 1 전극에 인접하여 상기 p-n접합층 위에 적층되거나 상기 1 전극 위에 적층될 수 있다.In an embodiment, the pn junction layer is stacked on the second electrode, the first electrode is stacked on the pn junction layer, the ARC is stacked on the pn junction layer adjacent to the first electrode, Lt; / RTI >
실시예로서, 상기 제 2 전극, 상기 p-n접합층, 상기 제 1 전극, 상기 ARC의 적층구조는 실린더 형태 또는 도관 형태의 적층구조를 갖고, 상기 p-n접합층은 상기 제 2 전극의 외부에서 상기 제 2 전극을 둘러싸는 형태로 형성되고, 상기 제 1 전극은 상기 p-n접합층의 외부에서 상기 p-n접합층을 둘러싸는 형태로 형성되고, 상기 ARC는 상기 제 1 전극의 외부에서 상기 제 1 전극을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.In an embodiment, the laminated structure of the second electrode, the pn junction layer, the first electrode, and the ARC has a laminated structure of a cylinder shape or a conduit shape, Wherein the first electrode is formed to surround the pn junction layer outside the pn junction layer, and the ARC surrounds the first electrode outside the first electrode, May be formed in the shape of a.
실시예로서, 상기 p-n접합층은 가시광선 영역의 빛보다 더 긴 파장의 빛에 반응하여 전기에너지의 생산이 가능한 반도체 물질로 형성될 수 있다.In an embodiment, the p-n junction layer may be formed of a semiconductor material capable of generating electrical energy in response to light having a wavelength longer than that of light in a visible light region.
실시예로서, 상기 반도체 물질은 갈륨비소(GaAs), 실리콘(Si), 및 저마늄(GE) 중에서 선택된 적어도 하나의 반도체 물질을 포함할 수 있다.In an embodiment, the semiconductor material may comprise at least one semiconductor material selected from gallium arsenide (GaAs), silicon (Si), and germanium (GE).
실시예로서, 상기 ARC를 형성하는 물질의 굴절률은 상기 p-n접합층을 형성하는 물질의 굴절률과 상기 섬유를 형성하는 물질의 굴절률 사이의 값을 갖는다.In an embodiment, the refractive index of the material forming the ARC has a value between the refractive index of the material forming the p-n junction layer and the refractive index of the material forming the fiber.
실시예로서, 상기 제 1 전극은 외부로부터 입사된 빛이 투과하여 상기 p-n접합층에 도달할 수 있도록 투명전극으로 구성될 수 있다.In an embodiment, the first electrode may be a transparent electrode so that light incident from the outside may penetrate and reach the p-n junction layer.
실시예로서, 상기 섬유는 폴리머(Polymer)일 수 있다.As an example, the fiber may be a polymer.
본 발명의 실시예들에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법은 기판 상에 형성된 희생층 위에 서로 상이한 타입으로 도핑된 상부 반도체층 및 하부 반도체층을 형성하는 단계; 상기 상부 반도체층 위에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 위에 ARC를 형성하는 단계; 상기 상부 반도체층, 상기 하부 반도체층, 제 1 전극 및 상기 ARC를 포함하는 적층구조를 덮도록 상기 희생층 위에 섬유를 형성하는 단계; 상기 섬유가 형성된 후, 상기 희생층을 제거하는 단계; 상기 희생층이 제거된 자리에 상기 제 1 전극과 상이한 제 2 전극을 형성하는 단계; 상기 섬유가 상기 제 2 전극을 덮을 수 있도록 상기 섬유를 확장시키거나 상기 섬유를 부가하는 단계를 포함한다.A method of fabricating a solar cell including fibers according to embodiments of the present invention includes forming a top semiconductor layer and a bottom semiconductor layer doped with different types on a sacrificial layer formed on a substrate; Forming a first electrode on the upper semiconductor layer; Forming an ARC on the first electrode; Forming a fiber on the sacrificial layer to cover a laminated structure including the upper semiconductor layer, the lower semiconductor layer, the first electrode, and the ARC; Removing the sacrificial layer after the fiber is formed; Forming a second electrode different from the first electrode in a place where the sacrificial layer is removed; Expanding the fiber or adding the fiber so that the fiber covers the second electrode.
실시예로서, 상기 상부 반도체층 및 하부 반도체층을 형성하는 단계는, 상기 희생층 위에 형성된 반도체층을 도핑하여 상기 반도체층의 상부와 하부에 각각 상이한 타입의 도핑층을 형성하는 단계; 또는 상기 반도체층의 위에 상기 반도체층과 상이한 타입으로 도핑된 반도체층을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the upper semiconductor layer and the lower semiconductor layer may include doping a semiconductor layer formed on the sacrificial layer to form different types of doping layers on the upper and lower sides of the semiconductor layer, respectively. Or growing a semiconductor layer doped with a type different from that of the semiconductor layer on the semiconductor layer.
실시예로서, 상기 희생층을 제거하는 단계는, 습식 에칭(wet etching)에 의해 상기 희생층(2)을 리프트-오프(lift-off)하여 상기 기판과 함께 제거하는 단계를 포함할 수 있다.As an example, the step of removing the sacrificial layer may include a step of lifting off the
실시예로서, 상기 제 1 전극, 상기 ARC, 또는 상기 제 2 전극의 패턴을 가이드하기 위한 패터닝 단계를 더 포함할 수 있다.As an embodiment, the method may further include a patterning step for guiding a pattern of the first electrode, the ARC, or the second electrode.
실시예로서, 상기 상부 반도체층, 상기 하부 반도체층, 상기 제 1 전극, 상기 ARC 및 상기 제 2 전극을 포함하는 태양전지 유닛은 웨이퍼 상에서 제조되고, 상기 태양전지 유닛은 상기 웨이퍼의 에지 부분에서 인접한 스트라이프들이 서로 연결되는 형태의 지그재그 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.In an embodiment, a solar cell unit including the upper semiconductor layer, the lower semiconductor layer, the first electrode, the ARC, and the second electrode is fabricated on a wafer, and the solar cell unit is adjacent to an edge portion of the wafer The stripe may be formed to have a zigzag pattern of a type connected to each other.
본 발명의 실시예들에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 또 다른 제조방법은 제 2 전극을 형성하는 단계; 상기 제 2 전극을 둘러싸도록 내부 반도체층을 형성하는 단계;Another method of fabricating a solar cell including fibers according to embodiments of the present invention includes forming a second electrode; Forming an inner semiconductor layer to surround the second electrode;
상기 내부 반도체층을 둘러싸도록 상기 내부 반도체층과 상이한 타입의 외부 반도체층을 형성하는 단계; 상기 외부 반도체층을 둘러싸도록 상기 제 2 전극과 상이한 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극을 둘러싸도록 ARC를 증착 또는 코팅하는 단계; 및 상기 ARC를 둘러싸도록 섬유를 형성하는 단계를 포함한다.Forming an outer semiconductor layer of a different type from the inner semiconductor layer so as to surround the inner semiconductor layer; Forming a first electrode different from the second electrode so as to surround the external semiconductor layer; Depositing or coating the ARC to surround the first electrode; And forming fibers to surround the ARC.
실시예로서, 상기 섬유는 폴리머(Polymer)이고, 상기 섬유를 형성하는 단계는 상기 ARC를 둘러싸도록 폴리머를 디핑(dipping)하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the fiber is a polymer, and the step of forming the fiber may include dipping the polymer to surround the ARC.
실시예로서, 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극, 상기 내부 반도체층, 상기 외부 반도체층, 상기 ARC, 및 상기 섬유 중 적어도 하나는 실린더 형태 또는 도관 형태로 형성될 수 있다.In an embodiment, at least one of the first electrode, the second electrode, the inner semiconductor layer, the outer semiconductor layer, the ARC, and the fiber may be formed in a cylinder shape or a conduit shape.
본 발명의 실시예들에 따르면 섬유를 포함하는 태양전지를 의복 등에 웨어러블 형태로 적용함으로써, 종래 태양전지 패널과 비교할 때 설치장소 등에 대한 제약이 최소화되며 사용자가 자신이 착용한 의복에서 직접 전력을 생산하여 휴대하고 있는 전자기기 등에 사용할 수 있으므로 별도의 송전 및 배전 계통을 통함이 없이 소비전력 공급이 가능한 장점이 있다.According to embodiments of the present invention, by applying a solar cell including a fiber to a garment or the like in a wearable manner, it is possible to minimize the restriction on the installation place and the like when compared with the conventional solar cell panel, It is possible to supply power without passing through a separate power transmission and distribution system.
또한, 옷감 내에 태양전지가 삽입된 형태로 적용되므로 종래의 패널 부착 방식과 비교할 때 디자인이나 염색에 대한 제한이 거의 없으며, 섬유 층에 의해 내부의 태양전지가 보호받으므로 의복의 세탁에 따른 태양전지 손상위험도 크게 낮출 수 있다. In addition, since the solar cell is inserted into the cloth, there is no restriction on the design or dyeing compared to the conventional panel attachment method, and since the inner solar cell is protected by the fiber layer, The risk of damage can be greatly reduced.
나아가, 환경오염을 발생하지 않는 신재생에너지원인 태양광을 이용하여 발전을 하므로 대기오염 및 지구온난화를 방지할 수 있다.Furthermore, it is possible to prevent air pollution and global warming by generating electricity using sunlight which is a new and renewable energy that does not cause environmental pollution.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 세부구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 세부구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 제작방법 중 전단계 공정을 나타내는 개요도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 제작방법 중 후단계 공정을 나타내는 개요도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 제작방법을 나타내는 개요도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지를 웨이퍼상에서 제작할 때 더욱 긴 길이의 섬유를 얻을 수 있도록 패터닝하는 방법을 나타내는 개요도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지를 이용하여 옷감을 제작하는 과정을 모식적으로 나타내는 도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a detailed configuration of a solar cell including a fiber according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a detailed configuration of a solar cell including a fiber according to a second embodiment of the present invention.
3 is a schematic view showing a previous step of a manufacturing method of a solar cell including a fiber according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a later step in the method of manufacturing a solar cell including a fiber according to the first embodiment of the present invention. FIG.
5 is a schematic view showing a manufacturing method of a solar cell including a fiber according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view illustrating a method of patterning a solar cell including fibers according to an embodiment of the present invention, so as to obtain fibers having a longer length when fabricating the same on a wafer.
7 is a diagram schematically illustrating a process of fabricating a fabric using a solar cell including fibers according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는The following detailed description of the present invention is intended to be illustrative,
특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Reference is made to the accompanying drawings which show, by way of illustration, specific embodiments. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.
이하에서는, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명이 제안하는 섬유를 포함하는 태양전지 및 그것의 제조방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a solar cell including the fiber proposed by the present invention and a manufacturing method thereof will be described with reference to Figs. 1 to 7. Fig.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 세부구성을 나타내는 단면도이다. 도 1에서 섬유를 포함하는 태양전지(1000)는 중심의 태양전지(100)와 그것을 둘러싼 섬유(10)로 구성된다. 1 is a cross-sectional view illustrating a detailed configuration of a solar cell including a fiber according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
태양전지(100)는 ARC(Anti-Reflection Coating, 110), 제 1 전극(120), p-n 접합층(130, 140), 및 제 2 전극(150)이 적층된 형태로 구성된다. The
ARC(110)는 빛의 반사를 방지하는 코팅층으로 빛이 p-n접합층(130, 140)에 효과적으로 도달할 수 있도록 돕는다. ARC(110)를 형성하는 물질의 굴절률이 p-n접합층(130, 140)을 형성하는 물질의 굴절률과 섬유(10)를 형성하는 물질의 굴절률 사이의 값을 갖도록 ARC(110)를 형성하는 물질을 선택할 수 있다. The ARC 110 helps prevent light from reaching the
제 1 전극(120)은 태양전지(100)에 의해 생산된 전류가 통과하는 전극으로서 제 2 전극(150)과 반대 극성을 갖는다. 제 1 전극(120)과 제 2 전극(150)은 서로 상보적인 관계로서, 제 1 전극(120)이 양의 극성을 가지면 제 2 전극(150)은 음의 극성을 가지고, 제 1 전극(120)이 음의 극성을 가지면 제 2 전극(150)은 양의 극성을 갖는다. 일 실시예에서 제 1 전극(120)은 외부로부터 입사된 빛이 투과하여 p-n접합층(130, 140에 용이하게 도달할 수 있도록 투명전극으로 구성될 수 있다. The
p-n접합층(130, 140)은 한 쌍의 p타입 반도체 층과 n타입 반도체 층이 서로 접합(juction)을 이루는 층으로서, 태양전지(100)에 입사된 빛에너지에 의해 실질적으로 자유전자 또는 정공이 생성되는 층이다. p-n접합층(130, 140)을 구성하는 두 개의 층은 서로 상보적인 관계에 있으며, 제 1 접합층(130)이 n타입이면 제 2 접합층(140)은 p타입이 되고 제 1 접합층(130)이 p타입이면 제 2 접합층(140)은 n타입이 된다. The
일 실시예로서, 태양전지(100)는 ARC(110), 제 1 전극(120), p-n접합층(130, 140), 제 2 전극(150)이 적층된 형태로 형성될 수 있다. 가령, 태양전지(100)는 제 2 전극(150)이 중심전극 또는 아래전극으로서 맨 아래에 위치하고, 제 2 전극(150) 위에 p-n접합층(130, 140)이 적층되고, 다시 p-n접합층(130, 140) 위에 ARC(110) 및 제 1 전극(120)이 적층된 형태로 형성될 수 있다. 이때, ARC(110)과 제 1 전극(120)은 도 1에 도시된 바와 같이 p-n접합층(130, 140)위에서 동일 층 내에 형성될 수도 있고, 이와 달리 p-n접합층(130, 140) 위에 제 1 전극(120)이 적층되고 다시 제 1 전극(120)위에 ARC(110)가 적층된 형태로 형성될 수도 있다.In one embodiment, the
섬유(10)는 태양전지(100)를 둘러싸는 형태로 형성된다. 실시예로서 섬유(10)는 폴리머(Polymer)일 수 있다. 이러한 구조에서 태양전지(100)는 섬유(10)에 의해 외부의 습기나 충격으로부터 보호될 수 있으며, 섬유(10)를 다양한 색상으로 염색하거나 착색시킬 수 있으므로, 섬유를 포함하는 태양전지(1000)를 사용한 최종 제품(예를 들어, 옷감이나 의복)의 디자인을 자유롭게 표현할 수 있다. The
한편, 태양전지(100)의 물질로는 가시광선 영역보다 밴드 갭(Band Gap)이 작은 물질을 사용할 수 있다. 가령 섬유를 포함하는 태양전지(1000)를 의복이나 옷감에 적용하여 다양한 색으로 염색하는 경우, 일반적으로 그 염색된 색깔에 상응하는 가시광선 영역의 빛은 염색층에서 반사되어 태양전지에 도달하지 않게 된다. 따라서, 염색에 따른 발전 성능 저하를 최소화하기 위해서는 가시광선 영역 외에도 최대한 넓은 영역의 빛을 흡수할 수 있는 물질로 태양전지를 구성할 필요가 있으며, 밴드 갭이 작은 물질일수록 흡수할 수 있는 빛의 파장 영역이 넓으므로, 결과적으로 밴드 갭이 작은 물질을 태양전지의 재료로 선택하는 것이 유리할 수 있다. 한편, 여기서 어떤 빛을 흡수한다는 말의 의미는 해당 빛에 반응하여 전기에너지를 생산할 수 있다는 것을 의미한다.Meanwhile, as the material of the
일 실시예로서, 태양전지 물질로는 갈륨비소(GaAs), 실리콘(Si, Silicon), 저마늄(Ge, Germanium) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 일반적으로 가시광선 영역은 390nm 내지 700nm이며, 각 재료가 흡수가능한 빛의 최대파장은 갈륨비소의 경우 880nm이고, 실리콘의 경우 1,100nm이고, 저마늄의 경우 1,850nm이므로 이들 각각 가시광선 영역 외에서도 추가적으로 빛의 흡수가 가능하다. 나아가, 바람직하게는 이들 중 흡수가능한 빛의 파장이 가장이 큰, 즉 밴드 갭이 가장 작은 저마늄이 최적의 태양전지 물질로서 사용될 수 있다.In one embodiment, at least one of gallium arsenide (GaAs), silicon (Si), and germanium (Ge) can be used as the solar cell material. In general, the visible light range is from 390 nm to 700 nm, and the maximum wavelength of light that can be absorbed by each material is 880 nm for gallium arsenide, 1,100 nm for silicon and 1,850 nm for germanium, It is possible to absorb light. Furthermore, among these, germanium having the largest wavelength of absorbable light, that is, the smallest band gap, can be used as an optimal solar cell material.
한편, 갈륨비소, 실리콘 또는 저마늄은 사용가능한 태양전지 물질의 예로 제시된 것이며, 본 발명의 내용이 이들 재료를 사용한 섬유를 포함하는 태양전지로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 섬유를 포함하는 태양전지는 갈륨비서, 실리콘 또는 저마늄 외에도 적절한 밴드 갭을 갖는 다양한 재료로도 제작될 수 있다.On the other hand, gallium arsenide, silicon or germanium are examples of usable solar cell materials, and the content of the present invention is not limited to solar cells containing fibers using these materials. The solar cell comprising the fiber of the present invention may be fabricated with a variety of materials having suitable bandgaps in addition to gallium arsenide, silicon or germanium.
이와 같은 구성에 따르면, 내부의 태양전지(100)를 섬유(10)가 둘러싸는 구조로 섬유를 포함하는 태양전지(1000)가 만들어지므로, 외부의 습기나 손상 등으로부터 태양전지(100)가 보호되어 세탁 등의 제한을 상대적으로 덜 받게 된다. According to such a configuration, since the
또한, 섬유(100)가 태양전지(100)를 온전히 감싸므로 태양전지(100)가 외부에 시각적으로 노출되지 않을 수 있어, 섬유를 포함하는 태양전지(1000)를 의복 등에 적용하는 경우에도 미관을 해치지 않을 수 있으며, 외곽의 섬유(10)를 자유롭게 착색시키거나 염색하는 것이 가능하므로 다양한 색상과 디자인의 구현이 가능하고, 앞서 설명한 바와 같이 밴드 갭이 작은 물질을 태양전지(100)의 재료로 사용하면 염색과 무관하게 전기생산 능력도 별다른 제약을 받지 않아, 효과적인 웨어러블 형태의 적용이 가능해진다. In addition, since the
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 세부구성을 나타내는 단면도이다. 도 1과 유사하게, 도 2에서도 섬유를 포함하는 태양전지(2000)는 중심의 태양전지(200)와 그것을 둘러싼 섬유(20)로 구성되며, 태양전지(200)는 ARC(Anti-Reflection Coating, 210), 제 1 전극(220), p-n접합층(230, 240), 및 제 2 전극(250)을 포함한다. 다만, 도 2에서는 섬유를 포함하는 태양전지(2000)를 구성하는 복수의 층들(210, 220, 230, 240, 250, 20)이 실린더 형태로 순차 적층된 형상이라는 점이 상이하다. 즉, 복수의 층들(210, 220, 230, 240, 250, 20) 중 적어도 하나 이상은 실린더 형태 또는 도관 형태로 형성된다.2 is a cross-sectional view illustrating a detailed configuration of a solar cell including a fiber according to a second embodiment of the present invention. 2, the
구체적으로 설명하면, 제 2 전극(250)이 중심전극으로서 먼저 중앙에 형성된다. 다음으로, p-n접합층(230, 240)이 제 2 전극(250)을 둘러싸는 형태로 제 2 전극(250) 외부에 형성되고, 다시 제 1 전극(220)이 p-n접합층(230, 240)을 둘러싸는 형태로 p-n접합층(230, 240)의 외부에 형성된다. 그리고, ARC(210)가 제 1 전극(220)을 둘러싸는 형태로 제 1 전극(220)의 외부에 형성된다. 마지막으로, 이렇게 형성된 태양전지(200)를 섬유(20)가 외부에서 둘러쌈으로써 섬유를 포함하는 태양전지(2000)가 완성된다.Specifically, the
한편, 여기서 설명되지 않은 섬유를 포함하는 태양전지(2000), 태양전지(200), ARC(210), 제 1 전극(220), p-n접합층(230, 240), 제 2 전극(250), 및 섬유(20)에 대한 내용은 도 1에서 설명한 섬유를 포함하는 태양전지(1000), 태양전지(100), ARC(110), 제 1 전극(120), p-n접합층(130, 140), 제 2 전극(150), 및 섬유(10)의 내용과 실질적으로 동일하다.Meanwhile, the
이와 같이 실린더 형태 또는 도관 형태로 각 층들(210, 220, 230, 240, 250, 20)을 형성하면, 빛이 입사되는 방향에 관계없이 일정하게 태양전지 성능을 유지할 수 있는 장점이 있다. 예를 들면, 도 1의 섬유를 포함하는 태양전지(1000)에서는 아래쪽 방향에서 위쪽 방향으로 순차적으로 층들(110, 120, 130, 140, 150, 10)이 적층되므로 수평적으로 비대칭적인 구조를 갖는다(horizontally asymmetric). 이 경우 빛이 아래에서 입사되느냐 위 방향에서 입사되느냐 또는 사선방향에서 입사되느냐에 따라 생성되는 전기의 양에 차이가 발생하게 되고, 결국 섬유를 포함하는 태양전지(1000)의 배치에 따라 전력 생산 능력이 달라지게 된다. 반면에, 도 2의 섬유를 포함하는 태양전지(2000)에서는 층들(210, 220, 230, 240, 250, 20)이 실린더 형태 또는 도관 형태로 적층되므로 360도 대칭구조를 갖게 되며, 태양광의 입사 방향에 무관하게 일정하고 동일한 전력 생산 성능을 발휘할 수 있다.When the
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 제작방법 중 전단계 공정을 나타내는 개요도이다. 도 3을 참조하면, 제 1 실시예의 전단계 공정은 (a) 단계 내지 (e) 단계를 포함한다. 3 is a schematic view showing a previous step of a manufacturing method of a solar cell including a fiber according to the first embodiment of the present invention. Referring to Fig. 3, the previous step of the first embodiment includes (a) step (e).
(a) 단계에서, 실리콘 기판(1)에 희생층(2) 및 반도체층(3)이 순차적으로 적층된 기판을 준비한다. 이때, 희생층(2)은 SiO2층이고, 반도체층(3)은 저마늄층일 수 있다.In the step (a), a substrate in which a
(b) 단계에서, 반도체층(3)을 임플란테이션 또는 디퓨전 공정 등을 통해 도핑하여 반도체층(3)의 상부와 하부에 서로 상이한 타입으로 도핑된 반도체층(130, 140)을 형성한다. 일 실시예로서, (a)단계에서 준비된 반도체층(3)이 p타입으로 도핑된 반도체층인 경우, 반도체층(3)을 도핑하는 대신에 반도체층(3) 위에 n타입 반도체층을 성장(growth)시켜 서로 상이한 타입의 도핑층(130, 140)을 상하에 형성할 수도 있다. In step (b), the semiconductor layer 3 is doped through an implantation or a diffusion process to form doped
이와 같이 서로 상이한 타입으로 도핑된 상부 반도체층(130) 및 하부 반도체층(140)을 형성하면 이는 앞서 설명한 태양전지(100)의 p-n접합층(130, 140)으로 기능하게 된다.When the
한편, 도 3에서는 하부 반도체층(140)이 p타입 도핑층이고 상부 반도체층(130)이 n타입 도핑층인 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로서 하부 반도체층(140)을 n타입 도핑층으로 하고 상부 반도체층(130)을 p타입 도핑층으로 하여도 무방하다.3, the
(c) 단계에서, 상부 반도체층(130) 상에 패터닝(patterning)을 한 후 제 1 전극(120)을 형성한다. 이때 제 1 전극(120)은 상부전극으로서 투명전극일 수 있다. 이때, 패터닝은 제 1 전극(120)이 형성될 위치 또는 패턴을 가이드하기 위해 수행된다.In the step (c), the
(e) 단계에서, 제 1 전극(120)이 형성된 상태에서 다시 패터닝을 한 후 ARC(110)를 형성한다. 이때, 패터닝은 ARC(110)가 형성될 위치 또는 패턴을 가이드하기 위해 수행된다.In step (e), the
(f) 단계에서, 실리콘 기판상에 형성된 복수의 제 1 전극(120) 및 ARC(110) 유닛들을 에칭(etching) 등을 통해 서로 분리시킨다.In step (f), a plurality of the
이러한 공정들에 의하면 제 1 실시예에 따른 p-n접합층(130, 140), 제 1 전극(120) 및 ARC(110)의 적층구조가 준비된다. 이어서, 도 4에서는 이러한 적층구조에 제 2 전극(150) 및 섬유(10)를 부가하는 공정이 설명된다.According to these processes, a stacked structure of the p-n junction layers 130 and 140, the
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 제작방법 중 후단계 공정을 나타내는 개요도이다. 도 3을 참조하면, 제 1 실시예의 후단계 공정은 (f) 단계 내지 (j) 단계를 포함한다.FIG. 4 is a schematic view showing a later step in the method of manufacturing a solar cell including a fiber according to the first embodiment of the present invention. FIG. Referring to FIG. 3, the post-step process of the first embodiment includes steps (f) to (j).
(f) 단계에서, p-n접합층(130, 140), 제 1 전극(120) 및 ARC(110)의 적층구조를 덮도록 희생층(2) 위에 섬유(10)를 형성한다. 일 실시예로서, 섬유(10)의 형성은 스핀 코팅(spin coating) 방식에 의할 수 있다.the
(g) 단계에서, 희생층(2)을 리프트-오프(lift-off)하여 희생층(2)을 실리콘 기판(1)고 함께 제거한다. 일 실시예로서, 리프트-오프는 습식 에칭(wet etching) 등을 통해 수행될 수 있다.In the step (g), the
(h) 단계에서, 희생층(2)이 리프트-오프된 자리에 제 2 전극(150)을 형성한다. 이때, 하부 반도체층(140)의 위치에 적절히 제 2 전극(150)이 형성되도록 유도하기 위해 패터닝 또는 포토마스킹 작업이 선행될 수 있다. 이때, 패터닝 또는 포토마스킹은 제 2 전극(150)이 형성될 위치 또는 패턴을 가이드하기 위해 수행된다.In step (h), the
(i) 단계에서, 섬유(10)가 제 2 전극(150) 부분까지 덮을 수 있도록 추가적으로 섬유(10)를 확장시키거나 부가한다. 일 실시예로서, 섬유(10)의 확장 또는 부가는 추가적인 코팅을 통해 달성될 수 있다.In step (i), the
(j) 단계에서, 각각의 태양전지 유닛들을 분리시켜 섬유를 포함하는 태양전지(1000)를 완성한다. 이때, 태양전지 유닛들은 커팅(cutting) 방식에 의해 서로 분리될 수 있다. In step (j), each solar cell unit is separated to complete the
이상에서 설명한 도 3 및 도 4의 공정들에 따르면, 실리콘 반도체 공정에 따라 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지(1000)를 제작하는 것이 가능하다.According to the processes of FIGS. 3 and 4 described above, it is possible to manufacture the
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지의 제작방법을 나타내는 개요도이다. 도 5를 참조하면, 제 2 실시예의 제작방법은 (k) 단계 내지 (p) 단계를 포함한다.5 is a schematic view showing a manufacturing method of a solar cell including a fiber according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the manufacturing method of the second embodiment includes steps (k) to (p).
(k) 단계에서, 먼저 제 2 전극(250)으로서 중심전극이 준비 또는 형성된다. In step (k), a center electrode is first prepared or formed as a
(l) 단계에서, 제 2 전극(250)을 둘러싸도록 내부 반도체층(240)을 형성한다. 이때, 내부 반도체층(240)은 p타입 또는 n타입 반도체 층일 수 있고, 제 2 전극(250) 위에 p타입 또는 n타입 반도체층을 성장시키는 방식으로 형성될 수 있다.In step (l), the
(m) 단계에서, 내부 반도체층(240)을 둘러싸도록 외부 반도체층(230)을 형성한다. 이때, 외부 반도체층(240)은 p타입 또는 n타입 반도체 층일 수 있고, 내부 반도체층(240) 위에 p타입 또는 n타입 반도체 층을 성장시키는 방식으로 형성될 수 있다. 이때, 내부 반도체층(240)과 외부 반도체층(230)은 상보적인 관계로서 서로 상이한 타입의 반도체층으로 형성된다. 예를 들어, 내부 반도체층(240)이 p타입 층인 경우 외부 반도체층(230)은 n타입 층이 되고, 내부 반도체층(240)이 n타입 층인 경우 외부 반도체층(230)은 p타입 층이 된다. 일 실시예로서, 내부 반도체층(240) 및 외부 반도체층(230)으로 사용되는 반도체층은 저마늄층일 수 있다.In step (m), the
이렇게 형성된 내부 및 외부 반도체층(230, 240)은 태양전지(200)의 p-n접합층(230, 240)으로 기능한다.The inner and outer semiconductor layers 230 and 240 thus formed function as the p-n junction layers 230 and 240 of the
(n) 단계에서, 외부 반도체층(230)을 둘러싸도록 제 1 전극(220)을 형성한다. 이때, 제 1 전극(220)은 빛이 p-n접합층(230, 240)까지 잘 투과하여 도달할 수 있도록 투명전극으로 구성될 수 있다. 제 1 전극(220)은 제 2 전극(250)과 상보적인 관계로서, 제 2 전극(250)과 상이한 극성을 갖는다.In step (n), the
(o) 단계에서, 제 1 전극(220)을 둘러싸도록 ARC(210)를 증착 또는 코팅한다. In step (o), the
(p) 단계에서, ARC(210)를 둘러싸도록 섬유(20)를 형성한다. 이때, 섬유(20)는 폴리머일 수 있으며, 섬유(20)의 형성은 폴리머를 디핑(dipping)하는 방식으로 수행될 수 있다.In step (p), the
이상에서 설명한 도 5의 공정들에 따르면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 실린더 형태 또는 도관 형태의 적층구조를 갖는 섬유를 포함하는 태양전지(2000)를 제작하는 것이 가능하다.According to the processes of FIG. 5 described above, it is possible to manufacture the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지를 웨이퍼상에서 제작할 때 더욱 긴 길이의 섬유를 얻을 수 있도록 패터닝하는 방법을 나타내는 개요도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유를 포함하는 태양전지를 이용하여 옷감을 제작하는 과정을 모식적으로 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a schematic view showing a method of patterning a solar cell including a fiber according to an embodiment of the present invention so as to obtain fibers having a longer length when fabricating the same on a wafer, and FIG. 7 is a cross- Fig. 2 is a diagram schematically showing a process of fabricating a fabric using a solar cell including fibers. Fig.
도 6의 (a)는 웨이퍼(4)상에 스트라이프(5) 형태로 태양전지 유닛(예를 들어, 100)을 형성한 예를 나타내는 도면이다. 도 6의 (b)는 웨이퍼(4)의 에지(edge) 부분에서 스트라이프 구조들을 연결하여 전체적으로 하나의 긴 길이를 갖는 태양전지 유닛(100)을 형성한 예를 나타내는 도면이다. 6A is a diagram showing an example in which a solar cell unit (for example, 100) is formed on a
도 6의 (a)와 같이 스트라이프(5) 형태로 태양전지 유닛(100)을 제작하면, 태양전지 유닛(100)의 길이는 웨이퍼(4)의 폭에 의해 제한을 받는다. 가령, 웨이퍼(4)의 직경(diameter)이 6인치인 경우, 각 스트라이프(5)의 최대 길이는 6인치를 초과할 수 없고 태양전지 유닛(100)의 길이 역시 그와 동일하게 제한된다.The length of the
반면에, 도 6의 (b)와 같이 웨이퍼(4)의 에지 부분에서 각 스트라이프 부분을 연결하면, 전체적으로 웨이퍼(4) 내에서 지그재그 패턴을 갖는 하나의 긴 스트링(string) 형태로 태양전지 유닛(100)을 제작할 수 있다. 이 경우 웨이퍼(4)의 직경을 초과하는 길이의 태양전지 유닛(100) 제작도 가능하며, 통상 태양전지 유닛(100)의 폭이 수십마이크론(micron) 수준이므로 6인치 직경의 웨이퍼(4) 내에서 수십 미터 길이의 태양전지 유닛(100)을 형성하는 것도 가능하다.On the other hand, when each stripe portion is connected at the edge portion of the
얼마나 길게 태양전지 유닛(100)을 형성하느냐는 상품화를 위한 중간재 또는 최종 소비재의 제작성과 직결이 된다. How long the
가령, 도 7과 같이 본 발명에 따른 섬유를 포함하는 태양전지(예를 들어, 1000)를 이용하여 옷감(1020)을 제조하는 경우, 필요한 크기의 옷감을 직조하기 위해서는 충분히 긴 태양전지 실(1010)이 필요하다. 만약, 제작된 섬유를 포함하는 태양전지(1000)의 길이가 옷감 제작에 필요한 실(1010)의 길이보다 짧다면, 필요한 실(1010)의 길이를 충족시키기 위해 여러 개의 섬유를 포함하는 태양전지(1000)를 이어붙여 하나의 실(1010)로 만드는 별도의 공정이 필요하며 섬유를 포함하는 태양전지(1000)의 길이가 짧으면 짧을수록 이런 부가적인 공정의 부담은 더욱 증가할 것이다. For example, when
따라서, 웨이퍼(4) 상에서 태양전지 (100)를 형성하는 경우, 도 6의 (b)와 같이 웨이퍼(4)의 에지 영역에서 각 스트라이프를 연결하여 가능한 긴 길이의 태양전지 유닛(100)을 형성하는 것이 제품에의 활용도를 고려할 때 더욱 유리할 수 있다.6 (b), when the
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한 각 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
또한, 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In addition, although specific terms are used herein, they are used for the purpose of describing the present invention only and are not used to limit the scope of the present invention described in the claims or the claims. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the claims of the following.
1000, 2000: 섬유를 포함하는 태양전지 100, 200: 태양전지, 태양전지 유닛
10, 20: 섬유 110, 210: ARC
120, 220: 제 1 전극 130, 140, 230, 240: p-n접합층, 반도체층
150, 250: 제 2 전극 1: 실리콘 기판
2: 희생층 3: 반도체층
4: 웨이퍼 5: 스트라이프
1010: 태양전지 실 1020: 태양전지 옷감1000, 2000: solar
10, 20:
120, 220:
150, 250: second electrode 1: silicon substrate
2: sacrificial layer 3: semiconductor layer
4: Wafer 5: Striped
1010: Solar cell room 1020: Solar cell cloth
Claims (20)
상기 상부 반도체층 위에 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극 위에 ARC를 형성하는 단계;
상기 상부 반도체층, 상기 하부 반도체층, 제 1 전극 및 상기 ARC를 포함하는 적층구조를 덮도록 상기 희생층 위에 섬유를 형성하는 단계;
상기 섬유가 형성된 후, 상기 희생층을 제거하는 단계;
상기 희생층이 제거된 자리에 상기 제 1 전극과 상이한 제 2 전극을 형성하는 단계; 및
상기 섬유가 상기 제 2 전극을 덮을 수 있도록 상기 섬유를 확장시키거나 상기 섬유를 부가하는 단계를 포함하는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.Forming an upper semiconductor layer and a lower semiconductor layer doped with different types on the sacrificial layer formed on the substrate;
Forming a first electrode on the upper semiconductor layer;
Forming an ARC on the first electrode;
Forming a fiber on the sacrificial layer to cover a laminated structure including the upper semiconductor layer, the lower semiconductor layer, the first electrode, and the ARC;
Removing the sacrificial layer after the fiber is formed;
Forming a second electrode different from the first electrode in a place where the sacrificial layer is removed; And
Expanding the fiber or adding the fiber so that the fiber covers the second electrode.
상기 상부 반도체층 및 하부 반도체층을 형성하는 단계는,
상기 희생층 위에 형성된 반도체층을 도핑하여 상기 반도체층의 상부와 하부에 각각 상이한 타입의 도핑층을 형성하는 단계; 또는
상기 반도체층의 위에 상기 반도체층과 상이한 타입으로 도핑된 반도체층을 성장시키는 단계를 포함하는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein forming the upper semiconductor layer and the lower semiconductor layer comprises:
Doping a semiconductor layer formed on the sacrificial layer to form different types of doping layers on the upper and lower semiconductor layers, respectively; or
And growing a semiconductor layer doped with a type different from the semiconductor layer on the semiconductor layer.
상기 희생층을 제거하는 단계는,
습식 에칭(wet etching)에 의해 상기 희생층을 리프트-오프(lift-off)하여 상기 기판과 함께 제거하는 단계를 포함하는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법. The method according to claim 1,
Wherein removing the sacrificial layer comprises:
And lifting off the sacrificial layer by wet etching to remove the sacrificial layer together with the substrate.
상기 제 1 전극, 상기 ARC, 또는 상기 제 2 전극의 패턴을 가이드하기 위한 패터닝 단계를 더 포함하는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method according to claim 1,
And a patterning step of guiding a pattern of the first electrode, the ARC, or the second electrode.
상기 상부 반도체층, 상기 하부 반도체층, 상기 제 1 전극, 상기 ARC 및 상기 제 2 전극을 포함하는 태양전지 유닛을 인접한 다른 태양전지 유닛과 분리시키기 위해 상기 섬유를 커팅하는 단계를 더 포함하는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법. The method according to claim 1,
Cutting the fiber to separate the solar cell unit including the upper semiconductor layer, the lower semiconductor layer, the first electrode, the ARC, and the second electrode from another adjacent solar cell unit, Wherein the photovoltaic cell is a solar cell.
상기 상부 반도체층, 상기 하부 반도체층, 상기 제 1 전극, 상기 ARC 및 상기 제 2 전극을 포함하는 태양전지 유닛은 웨이퍼 상에서 제조되고,
상기 태양전지 유닛은 상기 웨이퍼의 에지 부분에서 인접한 스트라이프들이 서로 연결되는 형태의 지그재그 패턴을 갖도록 형성되는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the solar cell unit including the upper semiconductor layer, the lower semiconductor layer, the first electrode, the ARC, and the second electrode is manufactured on a wafer,
Wherein the solar cell unit comprises fibers formed so as to have a staggered pattern of a shape in which adjacent stripes are connected to each other at an edge portion of the wafer.
상기 상부 반도체층 및 하부 반도체층은 p-n접합층인 것을 특징으로 하며,
상기 p-n접합층은 상기 제 2 전극 위에 적층되고,
상기 제 1 전극은 상기 p-n접합층 위에 적층되고,
상기 ARC는 상기 제 1 전극에 인접하여 상기 p-n접합층 위에 적층되거나 상기 1 전극 위에 적층되는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the upper semiconductor layer and the lower semiconductor layer are pn junction layers,
The pn junction layer is stacked on the second electrode,
The first electrode is stacked on the pn junction layer,
Wherein the ARC comprises fibers that are laminated on or stacked on the pn junction layer adjacent to the first electrode.
상기 p-n접합층은 가시광선 영역의 빛보다 더 긴 파장의 빛에 반응하여 전기에너지의 생산이 가능한 반도체 물질로 형성되는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the pn junction layer comprises a fiber formed of a semiconductor material capable of producing electrical energy in response to light having a wavelength longer than that of light in a visible light region.
상기 반도체 물질은 갈륨비소(GaAs), 실리콘(Si), 및 저마늄(GE) 중에서 선택된 적어도 하나의 반도체 물질을 포함하는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the semiconductor material comprises fibers comprising at least one semiconductor material selected from gallium arsenide (GaAs), silicon (Si), and germanium (GE).
상기 p-n접합층은 p타입 반도체 층 및 상기 p타입 반도체 층과 인접하여 형성되는 n타입 반도체 층을 포함하고,
외부로부터 입사된 빛에 반응하여 자유전자 또는 정공이 생성되는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.9. The method of claim 8,
Type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer formed adjacent to the p-type semiconductor layer, wherein the p-
And a free electron or hole is generated in response to light incident from the outside.
상기 ARC를 형성하는 물질의 굴절률은 상기 p-n접합층을 형성하는 물질의 굴절률과 상기 섬유를 형성하는 물질의 굴절률 사이의 값을 갖는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the refractive index of the material forming the ARC comprises a fiber having a value between a refractive index of a material forming the pn junction layer and a refractive index of a material forming the fiber.
상기 제 1 전극은 외부로부터 입사된 빛이 투과하여 상기 p-n접합층에 도달할 수 있도록 투명전극으로 구성되는 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the first electrode comprises a transparent electrode and is made of a transparent electrode so that light incident from the outside can be transmitted to reach the pn junction layer.
상기 섬유는 폴리머(Polymer)인 섬유를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the fiber comprises a fiber that is a polymer.
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KR1020150187629A KR101731540B1 (en) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | Method for manufacturing solar cell fiber |
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KR20200074297A (en) * | 2018-12-14 | 2020-06-25 | (재)한국나노기술원 | Manufacturing method of back-contact solar cell, back-contact solar cell and back-contact solar cell module thereby |
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WO2013076794A1 (en) * | 2011-11-21 | 2013-05-30 | 京セミ株式会社 | Fiber structure with semiconductor functional elements and method for manufacturing same |
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