KR101784439B1 - 박막 태양전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 측면에 따른 박막 태양전지는, 기판; 기판 위에 위치하며, 광 흡수용 제1 진성층을 포함하는 제1 광전 변환부; 및 제1 광전 변환부를 투과한 빛을 제1 진성층으로 반사하는 후면 반사층을 포함하며, 후면 반사층은 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑된 미세 결정 실리콘 산화물(μc-SiOx)을 포함하는 제1 후면 반사막을 구비하며, 제1 후면 반사막은 제1 광전 변환부의 제1 진성층과 직접 접촉하는 제1 표면과 제1 표면의 반대쪽에 위치하는 제2 표면을 구비하고, 제1 후면 반사막 내에서 산소(O)와 실리콘(Si)의 원자 함량비(O/Si)는 제1 표면에서의 원자 함량비가 제2 표면에서의 원자 함량비에 비해 크게 형성된다.
Description
본 발명은 박막 태양전지에 관한 것이다.
태양전지는 거의 무한한 에너지원인 태양을 에너지원으로 하고, 발전 과정에서 공해 물질을 거의 생성하지 않으며, 수명이 20년 이상으로 매우 길다는 장점과 더불어, 관련 산업분야로의 파급 효과가 크다는 장점으로 인해 매우 주목받고 있으며, 그로 인해 많은 국가에서 태양전지를 차세대 주요산업으로 육성하고 있다.
현재 태양전지의 90% 이상은 단결정 또는 다결정 실리콘 웨이퍼(Si wafer)를 기반으로 하여 제작 판매되고 있으며, 이외에 박막형 실리콘 기반의 태양전지가 소규모로 제작 판매되고 있다.
태양전지의 가장 큰 문제점은 발전 단가가 타 에너지원에 비해 매우 높다는 것이다. 따라서 차후 청정에너지의 수요를 충족시키기 위해서는 발전단가를 큰 폭으로 낮춰야 한다.
하지만, 현재 단결정 혹은 다결정 실리콘 웨이퍼를 기반으로 한 이른바 벌크(bulk)형 실리콘 태양전지는 필요한 원재료 양이 최소 150㎛ 두께 이상이므로, 원가의 많은 부분을 재료비, 즉 실리콘 원재료가 차지하고 있는데, 원재료의 공급이 급격히 늘어나는 수요를 따라가지 못해 원가를 낮출 수 있는 가능성이 용이하지 않은 실정이다.
이에 비해, 박막형 태양전지는 그 두께가 2㎛ 이내이므로 벌크형 태양전지에 비해 원재료의 사용량이 매우 적어 재료비를 비약적으로 낮출 수 있다. 따라서 발전 단가 면에서 벌크형 태양전지에 비해 큰 장점을 가지고 있다. 하지만 박막형 태양전지는 벌크형 태양전지에 비해 같은 면적 대비 발전 성능이 낮다.
이에 따라, 박막형 태양전지의 효율을 높이기 위해 많은 노력을 기울이고 있다.
박막형 태양전지의 가장 기본적인 모델은 단일 접합(single junction)형의 구조를 갖는다. 여기에서 단일 접합형 박막 태양전지는 광 흡수용 진성 반도체층(intrinsic layer)과, 광 생성된 전하 분리를 위한 내부 전계를 형성하기 위해 진성 반도체층의 상부 및 하부에 각각 배치되는 p형 도핑층 및 n형 도핑층을 포함하는 광전 변환부가 기판 위에 형성된 태양전지를 말한다.
한편, 상기한 박막 태양전지의 효율을 개선하기 위해서는 태양전지에 흐르는 전류밀도를 증가시키는 것이 요구된다. 따라서 박막 태양전지에서는 진성 반도체층을 투과한 태양광을 상기 진성 반도체층으로 반사하여 반사된 태양광이 진성 반도체층에서 흡수되도록 함으로써 진성 반도체층의 광 흡수율을 높이기 위한 후면 반사층을 구비하여 전류밀도를 증가시키고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 최적화된 후면 반사층을 갖는 박막 태양전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지는, 기판; 기판 위에 위치하며, 광 흡수용 제1 진성층을 포함하는 제1 광전 변환부; 및 제1 광전 변환부를 투과한 빛을 제1 진성층으로 반사하는 후면 반사층을 포함하며, 후면 반사층은 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑된 미세 결정 실리콘 산화물(μc-SiOx)을 포함하는 제1 후면 반사막을 구비하며, 제1 후면 반사막은 제1 광전 변환부의 제1 진성층과 직접 접촉하는 제1 표면과 제1 표면의 반대쪽에 위치하는 제2 표면을 구비하고, 제1 후면 반사막 내에서 산소(O)와 실리콘(Si)의 원자 함량비(O/Si)는 제1 표면에서의 원자 함량비가 제2 표면에서의 원자 함량비에 비해 크게 형성된다.
바람직하게, 제1 표면에서의 원자 함량비는 1.5 내지 3.0이며, 제1 표면에서의 원자 함량비와 제2 표면에서의 원자 함량비의 차이는 0.3 내지 1.0이다.
제1 후면 반사막은 100㎚ 내지 500㎚의 두께로 형성되고, 제1 표면은 800㎚의 파장 대역에서 1.5 내지 1.75의 굴절률을 가지며, 제2 표면은 800㎚의 파장 대역에서 1.75 내지 2.2의 굴절률 갖는다. 그리고 제1 표면은 1.0E-09 내지 1.0E-05의 전기 전도도(S/㎝)를 가지며, 제2 표면은 1.0E-05 내지 1.0E-02의 전기 전도도를 갖는다.
제1 후면 반사막의 원자 함량비는 제1 표면에서 제2 표면으로 갈수록 선형적으로 감소하거나, 곡선적으로 감소하거나, 계단형으로 감소할 수 있다.
제1 후면 반사막의 원자 함량비가 제1 표면에서 제2 표면으로 갈수록 계단형으로 감소하는 경우, 제1 후면 반사막은 제1 원자 함량비를 갖는 제1 영역과, 제1 원자 함량비에 비해 작은 원자 함량비를 갖는 제2 영역을 포함하며, 제1 영역의 두께는 제1 후면 반사막의 두께의 0.2배 내지 0.8배로 형성될 수 있다. 그리고 제2 영역에는 미세 결정 실리콘 석출물층이 상기 제1 영역에 비해 높은 함유량으로 형성될 수 있다.
한편, 제1 영역 내에서의 원자 함량비는 일정하며, 이와 마찬가지로 제2 영역 내에서의 원자 함량비도 일정하다.
제1 후면 반사막의 원자 함량비가 제1 표면에서 제2 표면으로 갈수록 선형적 또는 곡선적으로 감소하는 경우, 제1 표면에서 상기 제2 표면으로 갈수록 미세 결정 실리콘 석출물층의 함유량이 증가할 수 있다.
후면 반사층은 제1 후면 반사막과 제2 전극 사이에 위치하는 제2 후면 반사막을 더 포함할 수 있다.
제2 후면 반사막은 AZO(Aluminum zinc-oxide) 또는 BZO(Boron zinc-oxide)를 포함하는 투명 전도층으로 형성되며, 10㎚ 내지 50㎚의 두께로 형성된다.
제1 진성층은 비정질 실리콘(a-Si) 또는 미세 결정 실리콘(μc-Si)을 포함할 수 있다.
제1 전극과 제2 전극 사이에 적어도 2개 이상의 광전 변환부가 형성될 때, 광전 변환부 사이에는 중간 반사층이 위치할 수 있으며, 중간 반사층은 후면 반사층의 제1 후면 반사막으로 형성되거나, 제1 후면 반사막 및 제2 후면 반사막을 포함하는 구조로 형성될 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 제1 진성층을 투과한 후 후면 반사층에서 반사되는 빛은 후면 반사층과 접해 있는 도핑층, 예를 들어 기판을 통해 빛이 입사되는 상판형 구조에서의 n형 도핑층을 2번 통과하게 되며, 이때 빛의 일부는 n형 도핑층에서 흡수되어 빛 손실이 발생된다.
그런데 후면 반사층의 제1 후면 반사막이 인접 도핑층의 역할을 겸하는 본원 발명의 경우에는 제1 후면 반사막이 제1 진성층과 직접 접촉하므로, 전술한 빛 손실이 억제된다.
또한, 제1 후면 반사막을 형성하는 미세 결정 실리콘 산화물은 AZO 및 BZO를 포함하는 종래의 투명 전도층에 비해 막 자체의 광 흡수율(absorptance)이 낮으므로, 빛 손실이 더욱 감소한다. 따라서, 태양전지의 전류 감소를 억제할 수 있다.
그리고, 제1 후면 반사막 내에서 산소(O)와 실리콘(Si)의 원자 함량비(O/Si)는 상기 제1 표면에서의 상기 원자 함량비가 상기 제2 표면에서의 상기 원자 함량비에 비해 크게 형성되므로, 제1 표면에서의 굴절률은 제2 표면에서의 굴절률보다 낮고, 제2 표면에서의 전기 전도도는 제1 표면에서의 전기 전도도보다 높다.
따라서, 제1 진성층을 통과한 장파장 대역의 태양광을 제1 표면에서 효과적으로 반사시킬 수 있으며, 직렬 저항이 최소화되어 제1 광전 변환부의 전류를 증가시킬 수 있다.
그리고 후면 반사층을 제1 후면 반사막(미세 결정 실리콘 산화물) 및 제2 후면 반사막(투명 전도층)의 이중 층으로 구성하는 경우에는 후면 반사층이 제1 후면 반사막으로만 이루어지는 경우에 비해 제1 후면 반사막의 두께를 감소시킬 수 있으므로, 제1 후면 반사막의 증착에 필요한 공정 시간을 단축할 수 있고, 공정에 필요한 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 제1 후면 반사막과 제2 전극 간의 접촉 저항이 감소하여 전류 흐름이 양호하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 태양전지의 개략도로서, 단일 접합형 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 2는 제1 후면 반사막의 재질에 따른 광 흡수율 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 미세 결정 실리콘 산화물의 굴절률과 전기 전도도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4 내지 도 8은 제1 후면 반사막에 주입되는 산소의 농도 변화를 나타내는 다양한 그래프이다.
도 9는 도 1에 도시한 제1 후면 반사막의 막 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 1의 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 태양전지의 개략도로서, 이중 접합형 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 12는 도 11의 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 13은 도 11의 다른 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 태양전지의 개략도로서, 삼중 접합형 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 2는 제1 후면 반사막의 재질에 따른 광 흡수율 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 미세 결정 실리콘 산화물의 굴절률과 전기 전도도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4 내지 도 8은 제1 후면 반사막에 주입되는 산소의 농도 변화를 나타내는 다양한 그래프이다.
도 9는 도 1에 도시한 제1 후면 반사막의 막 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 1의 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 태양전지의 개략도로서, 이중 접합형 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 12는 도 11의 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 13은 도 11의 다른 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 태양전지의 개략도로서, 삼중 접합형 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 태양전지의 개략도로서, 단일 접합형 태양전지의 부분 단면도이다.
도 1을 참고로 하면, 본 실시예에 따른 단일 접합형 박막 태양전지는 기판(110)을 통해 빛이 입사되는 상판(superstrate)형 구조를 갖는다. 하지만 본 발명은 하판형 구조에도 적용이 가능하다.
상판형 구조의 단일 접합형 박막 태양전지는 유리 또는 투명 플라스틱 등으로 이루어진 기판(110), 기판(110) 위에 위치하는 도전성 투명 전극(transparent conductive oxide, TCO), 투명 전극(120) 위에 위치하는 제1 광전 변환부(130), 제1 광전 변환부(130) 위에 위치하는 후면 반사층(160), 그리고 후면 반사층(160) 위에 위치하는 후면 전극(170)을 구비한다. 이때, 투명 전극(120)은 제1 전극이고, 후면 전극(170)은 제2 전극이다.
투명 전극(120)은 기판(110) 위에 형성되어 있으며, 제1 광전 변환부(130)와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 투명 전극(120)은 빛에 의해 생성된 캐리어(carrier) 중 하나, 예를 들어 정공을 수집하여 출력한다. 투명 전극(120)은 반사 방지막의 기능도 수행할 수 있다.
투명 전극(120)의 상부 표면은 랜덤(random)한 피라미드 구조를 갖는 복수 개의 요철(도시하지 않음)을 구비한 텍스처링 표면(texturing surface)으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 투명 전극(120)의 표면을 텍스처링 표면으로 형성하면, 투명 전극의 빛 반사도가 감소되어 빛의 흡수율이 증가되므로, 태양 전지의 효율이 향상된다. 이때 형성되는 요철의 높이는 약 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다.
투명 전극(120)은 대부분의 빛이 통과하며 전기가 잘 흐를 수 있도록 높은 광 투과도와 높은 전기 전도도가 요구된다. 이러한 투명 전극(120)은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 주석계 산화물(SnO2 등), AgO, ZnO-(Ga2O3 또는 Al2O3), 플루오린 틴 옥사이드(fluorine tin oxide: FTO) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것으로 형성될 수 있다. 투명 전극(120)의 비저항 범위는 약 10-2Ω㎝ 내지 10-11Ω㎝일 수 있다.
제1 광전 변환부(130)는 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous silicon, a-Si: H), 미세 결정 실리콘(micro-crystalline silicon, μc- Si) 또는 수소화된 미세 결정 실리콘(hydrogenated micro-crystalline silicon, μc- Si: H)으로 이루어질 수 있다.
이러한 제1 광전 변환부(130)는 투명 전극(120) 위에 순차적으로 적층된 제1 도전성 타입의 반도체층인 제1 p형 도핑층(131) 및 제1 진성층(132)을 포함한다.
제1 p형 도핑층(131)은 실리콘(Si)을 포함한 원료 가스에 붕소, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 혼합하여 형성될 수 있다.
본 실시예에서 제1 p형 도핑층(131)은 800㎚의 파장 대역에서 3 내지 5 정도의 굴절률을 갖는 물질, 예를 들어 수소화된 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘 또는 수소화된 미세 결정 실리콘으로 형성될 수 있다.
제1 진성층(132)은 캐리어의 재결합률을 줄이고 광을 흡수하기 위한 것으로, 전자와 정공과 같은 캐리어가 이곳에서 주로 생성된다. 이러한 제1 진성층(132)은 800㎚의 파장 대역에서 3 내지 5 정도의 굴절률을 갖는 물질, 예를 들어 수소화된 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘 또는 수소화된 미세 결정 실리콘으로 형성될 수 있다.
제1 진성층(132)과 직접 접촉하는 후면 반사층(back reflector, 160)은 제1 진성층(132)를 통과한 빛을 제1 진성층(132) 쪽으로 반사시켜, 제1 광전 변환부(130)의 동작 효율을 향상시키는 것으로, 본 실시예에서는 제1 후면 반사막(161)을 포함한다.
종래에는 상기 후면 반사층으로, 알루미늄 도핑된 산화아연(AZO, ZnO:Al) 또는 붕소 도핑된 산화아연(BZO, ZnO:B)을 사용하였다.
그러나, AZO 및 BZO는 700㎚ 이상의 장파장 대역에서 광 흡수계수가 높다. 보다 구체적으로, AZO 및 BZO는 700㎚ 이상의 장파장 대역에서 400 cm-1 이상의 광 흡수계수를 갖는다.
따라서, 후면 반사층까지 도달한 대부분의 장파장 빛은 후면 반사층에 의해 흡수되어 빛의 손실이 커지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본원 발명의 실시예는 700㎚ 이상의 파장을 갖는 태양광 성분에 대하여 400 cm-1 이하의 광 흡수계수를 갖는 물질로 제1 후면 반사막(161)을 형성한다.
광 흡수계수에 대한 상기 조건을 만족하는 물질로는 미세 결정 실리콘 산화물(micro-crystalline silicon oxide, μc-SiOx)을 예로 들 수 있다. 여기에서, 미세 결정 실리콘 산화물은 비정질 실리콘 산화물 매트릭스층과 미세 결정 실리콘 석출물층이 혼합된 복합 구조를 갖는 것으로, 비정질 실리콘 산화물 매트릭스층은 낮은 굴절률 및 광 흡수율에 기여하며, 미세 결정 실리콘 석출물층은 전기 전도도 확보에 기여한다.
도 2는 제1 후면 반사막의 재질에 따른 광 흡수율 변화를 나타내는 그래프를 도시한 것으로, 도 2에서, ①로 표시한 것은 미세 결정 실리콘 산화물을 나타내고, ②로 표시한 것은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO, ZnO:Al)을 나타낸다.
그리고 도 2에 도시한 그래프는 미세 결정 실리콘 산화물과 AZO를 각각 500㎚의 두께로 형성한 후 광 흡수율(absorption)을 측정하였다.
위에서 설명한 바와 같이, AZO 및 BZO는 700㎚ 이상의 장파장 대역에서 400 cm-1 이상의 광 흡수계수를 가지므로, 700㎚ 이상의 장파장 대역에서 미세 결정 실리콘 산화물에 비해 광 흡수율이 높다.
따라서, AZO 또는 BZO로 형성된 후면 반사층까지 도달한 대부분의 장파장 빛이 후면 반사층의 막 내부에서 흡수되어 빛의 손실이 커지는 문제점이 있다.
그러나, 본 실시예에서 제1 후면 반사막(161)을 형성하는 미세 결정 실리콘 산화물은 700㎚ 이상의 파장을 갖는 태양광 성분에 대하여 400 cm-1 이하의 광 흡수계수를 갖는다.
따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 미세 결정 실리콘 산화물은 700㎚ 이상의 장파장 대역에서 AZO 및 BZO에 비해 광 흡수율이 낮다.
이에 따라, 미세 결정 실리콘 산화물로 제1 후면 반사막을 형성하면 제1 후면 반사막까지 도달한 대부분의 장파장 빛을 막 내에서 흡수하지 않고 투과 혹은 반사시키므로, 빛의 손실을 최소화할 수 있다.
한편, AZO 또는 BZO는 800㎚ 이상의 파장 대역에서 2.1 이상의 굴절률을 갖는다.
그런데, 후면 반사층에서의 반사 특성을 향상시키기 위해서는 후면 반사층에 입사된 빛을 전반사(total reflection)할 수 임계각을 확보하는 것이 중요하며, 임계각을 확보하기 위해서는 800㎚ 이상의 파장 대역에서의 후면 반사층의 굴절률을 2.0 이하로 낮추는 것이 바람직하다.
그러나 AZO 또는 BZO는 800㎚ 이상의 파장 대역에서의 굴절률을 2.0 이하로 낮추는데 한계가 있으므로, 후면 반사층 재료로 800㎚ 이상의 파장 대역에서 AZO 및 BZO에 비해 낮은 굴절률을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
미세 결정 실리콘 산화물은 800㎚ 이상의 파장 대역에서 AZO 및 BZO에 비해 낮은 굴절률을 갖는다. 본 발명인의 실험에 의하면, 미세 결정 실리콘 산화물은 800㎚ 이상의 파장 대역에서 대략 2.0 이하의 굴절률을 갖는 것을 알 수 있었다.
그러나, 미세 결정 실리콘 산화물의 굴절률과 전기 전도도(electrical conductivity)는 서로 트레이드-오프(trade-off) 관계인 것을 알 수 있다.
이를 도 3을 참조로 상세히 설명한다. 도 3은 미세 결정 실리콘 산화물의 굴절률과 전기 전도도의 관계를 나타내는 그래프를 도시한 것으로, 도 3에 도시한 굴절률 및 전기 전도도는 파워(power), 압력(pressure), 가스 유량(gas flow), 도핑 비율(doping ratio) 등의 증착 공정 조건을 변경하면서 얻은 다양한 종류의 미세 결정 실리콘 산화물에 대해 측정한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 800㎚의 파장 대역에서 미세 결정 실리콘 산화물은 굴절률이 증가할수록 전기 전도도가 증가한다.
따라서, 제1 후면 반사막의 반사 성능을 개선하기 위해서는 미세 결정 실리콘 산화물이 낮은 굴절률, 예를 들어 2.0 이하의 굴절률, 더욱 바람직하게는 1.75 이하의 굴절률을 갖도록 형성하는 것이 바람직하지만, 낮은 굴절률의 미세 결정 실리콘 산화물은 도 3에 도시한 바와 같이 전기 전도도가 낮기 때문에 박막 태양전지의 충진 팩터(fill factor)가 저하된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예의 제1 후면 반사막(161)은 빛의 반사에 직접적으로 관여하는 부분을 낮은 굴절률의 미세 결정 실리콘 산화물로 형성하고, 그 이외의 부분을 전기 전도도가 높은 미세 결정 실리콘 산화물로 형성함으로써, 박막 태양전지의 전류 특성과 충진 팩터 특성을 동시에 개선하는 것을 특징으로 한다.
미세 결정 실리콘 산화물은 증착 공정에서 주입되는 산소(O)의 농도에 따라 굴절률 및 전기 전도도를 조절하는 것이 가능하다. 예를 들면, 막 내에 주입된 산소(O)의 농도가 높아질수록 굴절률 및 전기 전도도가 낮아지고, 막 내에 주입된 산소의 농도가 낮아질수록 굴절률 및 전기 전도도가 높아진다.
따라서, 미세 결정 실리콘 산화물을 증착하여 제1 후면 반사막(161)를 형성할 때, 증착 초기에는 주입되는 산소의 농도를 높게 하여 낮은 굴절률을 갖는 막을 형성하고, 이후 산소의 농도를 낮추어 높은 전기 전도도를 갖는 막을 형성한다.
이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 본 실시예의 제1 후면 반사막(161)은 제1 광전 변환부(130)의 제1 진성층(132)과 직접 접촉하는 제1 표면(161S-1)과 제1 표면(161S-1)의 반대쪽에 위치하는 제2 표면(161S-2)을 구비하고, 제1 후면 반사막(161) 내에서 산소(O)와 실리콘(Si)의 원자 함량비(O/Si)는 제1 표면(161S-1)에서의 원자 함량비가 제2 표면(161S-2)에서의 원자 함량비에 비해 크게 형성된다.
도 4 내지 도 8은 제1 후면 반사막에 주입되는 산소의 농도 변화를 나타내는 다양한 그래프를 도시한 것으로, 도 4 내지 도 8에서 세로축은 제1 후면 반사막의 두께를 나타내고, 가로축은 제1 후면 반사막에 주입되는 산소의 농도를 나타낸다.
그리고, 세로축에 표시된 T1은 제1 후면 반사막의 두께가 0(zero)인 상태이므로 제1 표면(161S-1)을 나타내고, T2는 제1 후면 반사막의 두께가 최대인 상태이므로 제2 표면(161S-2)을 나타낸다.
그리고 가로축에 표시된 X1은 제1 후면 반사막(161)의 두께가 T2일 때 주입되는 산소 농도를 나타내고, X2는 제1 후면 반사막(161)의 두께가 T1일 때 주입되는 산소 농도를 나타낸다.
도 1에 도시한 실시예의 제1 후면 반사막(161)은 도 9에 도시한 바와 같이 제1 영역(161A-1)과 제2 영역(161A-2)을 포함한다.
이러한 구성의 제1 후면 반사막(161)은 도 4에 도시한 그래프에 따라 산소 농도를 조절하는 것에 의해 형성할 수 있다.
도 4에 도시한 그래프에 따라 산소 농도를 조절하여 제1 후면 반사막(161)을 형성하는 경우, 제1 후면 반사막(161)의 증착 초기에 X2의 농도로 산소를 주입하면서 일정 두께(T3-T1)로 미세 결정 실리콘 산화막을 증착하면 제1 영역(161A-1)을 형성할 수 있고, 이후 X2보다 낮은 X1의 농도로 산소를 주입하면서 일정 두께(T2-T3)로 미세 결정 실리콘 산화막을 증착하면 제2 영역(161A-2)을 형성할 수 있다.
제1 영역(161A-1)을 형성할 때 주입되는 산소의 농도(X2)는 제1 표면(161S-1)에서의 산소(O)와 실리콘(Si)의 원자 함량비(O/Si)가 1.5 내지 3.0이 되는 농도이며, 제2 영역(161A-2)을 형성할 때 주입되는 산소의 농도(X1)는 제1 표면(161S-1)에서의 원자 함량비와 제2 표면(161S-2)에서의 원자 함량비의 차이가 0.3 내지 1.0이 되는 농도이다.
그리고 제1 영역(161A-1)을 형성하는 동안의 산소 농도는 X2로 일정하게 유지되며, 제2 영역(161A-2)을 형성하는 동안의 산소 농도는 X1으로 일정하게 유지된다.
이와 같이, 제1 영역(161A-1)에서의 원자 함량비(O/Si)가 1.5 내지 3.0이 되도록 미세 결정 실리콘 산화막을 증착하면, 제1 영역(161A-1)은 1.0E-09 내지 1.0E-05의 전기 전도도(S/㎝)를 가지므로 전기 전도성이 낮지만, 800㎚의 파장 대역에서 제1 영역(161A-1), 특히 제1 표면(161S-1)이 1.5 내지 1.75의 굴절률을 가지므로 반사 성능이 우수하다.
그리고, 제1 영역(161A-1)에서의 원자 함량비에 비해 0.3 내지 1.0이 작은 값으로 형성한 제2 영역(161A-2)은 800㎚의 파장 대역에서 1.75 내지 2.2의 굴절률을 갖지만, 1.0E-05 내지 1.0E-02의 전기 전도도를 갖는다.
따라서, 제1 표면(161S-1)을 포함하는 제1 영역(161A-1)은 제2 영역(161A-2)에 비해 반사 성능이 우수하고, 제2 표면(161S-2)을 포함하는 제2 영역(161A-2)은 제1 영역(161A-1)에 비해 전기 전도도가 우수하다.
이에 따라, 도 9에 도시한 바와 같이 제1 후면 반사막(161)의 제1 영역(161A-1)에는 낮은 굴절률에 기여하는 비정질 실리콘 산화물 매트릭스층(161')이 제2 영역(161A-2)에 비해 높은 함유량으로 형성되고, 제2 영역(161A-2)에는 전기 전도도 확보에 기여하는 미세 결정 실리콘 석출물층(161")이 제1 영역(161A-1)에 비해 높은 함유량으로 형성된다.
한편, 제1 후면 반사막(161)의 두께(T2-T1)는 100㎚ 내지 500㎚의 범위로 형성되고, 제1 영역(161A-1)의 두께(T3-T1)는 제1 후면 반사막(161)의 두께(T2-T1)의 0.2배 내지 0.8배의 범위에서 형성된다.
이상에서는 제1 후면 반사막(161)이 제1 영역(161A-1)과 제2 영역(161A-2)으로 명확히 구분되는 경우에 대해 설명하였다.
하지만, 이와는 달리 도 5에 도시한 그래프에 따라 산소의 농도를 조절하면, 제1 후면 반사막(161)을 산소 농도가 서로 다른 4개의 영역으로 형성하는 것도 가능하다.
이상에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 산소 농도를 계단형으로 변경하는 것에 대하여 설명하였다.
그러나 산소 농도는 선형적으로 변형될 수도 있고, 곡선적으로 변형될 수도 있다.
보다 구체적으로, 산소 농도는 도 6에 도시한 바와 같이 제1 표면(161S-1)에서 제2 표면(161S-2)으로 갈수록 선형적으로 감소할 수도 있고, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 제1 표면(161S-1)에서 제2 표면(161S-2)으로 갈수록 곡선적으로 감소할 수도 있다.
이와 같이, 제1 표면(161S-1)에서 제2 표면(161S-2)으로 갈수록 선형적 또는 곡선적으로 감소하면, 제1 표면(161S-1)에서 제2 표면(161S-2)으로 갈수록 미세 결정 실리콘 석출물층(161")의 함유량은 증가하고, 이에 따라 제1 표면(161S-1)에서 제2 표면(161S-2)으로 갈수록 전기 전도도가 증가하는 반면에 굴절률은 낮아진다.
한편, 본 실시예에서, 제1 후면 반사막(161)은 제1 광전 변환부(130)의 n형 도핑층 역할을 같이 수행한다.
이를 위해, 제1 후면 반사막(161)은 원료 가스에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 혼합하여 형성될 수 있다.
제1 광전 변환부(130)와 제1 후면 반사막(161)은 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)과 같은 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD))에 의해 형성될 수 있다.
제1 광전 변환부(130)의 제1 p형 도핑층(131)과 후면 반사층(160)의 제1 후면 반사막(161)은 제1 진성층(132)을 사이에 두고 p-n 접합을 형성하므로, 제1 진성층(132)에서 생성된 전자와 정공은 접촉 전위차에 의해 분리되어 서로 다른 방향으로 이동된다. 예를 들어, 정공은 제1 p형 도핑층(131)을 통해 투명 전극(120)쪽으로 이동하고, 전자는 제1 후면 반사막(161)을 통해 후면 전극(170)쪽으로 이동한다.
후면 전극(170)은 후면 반사층(160) 위에 위치하며, 전기적으로 후면 반사층(160)과 연결되어 있다. 이러한 후면 전극(170)은 p-n 접합을 통해 생성된 캐리어 중 전자를 수집하여 출력한다.
이하, 도 10을 참조로 하여 도 1의 변형 실시예를 설명한다. 전술한 도 1의 실시예에서, 제1 후면 반사막(161) 만으로 후면 반사층(160)을 구성하는 경우에는 도핑된 산화아연으로 후면 반사층을 구성하는 경우에 비해 후면 반사층(160)의 증착에 필요한 공정 시간이 증가하며, 공정에 필요한 비용이 증가할 수 있다.
이 경우, 본 실시예에서와 같이 미세 결정 실리콘 산화물로 이루어진 제1 후면 반사막(161)의 후면에 제2 후면 반사막(162)을 더 형성하여 후면 반사층(160)을 형성할 수 있다.
이때, 제2 후면 반사막(162)은 제1 후면 반사막(161)에 비해 전기 전도도가 높으며 700㎚ 이상의 파장을 갖는 태양광 성분에 대하여 400 cm-1 이상의 광 흡수계수를 갖는 물질, 예를 들어 AZO(Aluminum zinc-oxide) 또는 BZO(Boron zinc-oxide)로 이루어질 수 있다.
그리고 제2 후면 반사막(162)은 800㎚ 대역에서 제2 표면(161S-2)에 비해 높은 굴절률, 예를 들어 2.0을 초과하는 굴절률을 가지며, 제2 표면(161S-2)과 동일하거나 그 이상의 전기 전도도(S/㎝), 예를 들어 1.0E-05를 초과하는 전기 전도도를 갖는다.
이와 같이, 제1 후면 반사막(161)의 후면에 제2 후면 반사막(162)을 형성하면, 제1 후면 반사막(161)을 전술한 도 1의 후면 반사막(161)에 비해 얇은 두께로 형성하는 것이 가능하므로, 공정 시간 및 비용이 증가하는 것을 최소화할 수 있다.
이하에서는 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 이하의 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 태양전지의 개략도로서, 이중 접합형 박막 태양전지의 부분 단면도를 도시한 것이다.
본 실시예의 박막 태양전지는 제1 광전 변환부(130)와 투명 전극(120) 사이에 위치하는 제2 광전 변환부(140)를 더 포함한다.
이중 접합형 박막 태양전지의 경우, 제2 광전 변환부(140)는 수소화된 비정질 실리콘으로 형성될 수 있고, 제1 광전 변환부(130)는 수소화된 미세 결정 실리콘으로 형성될 수 있다.
수소화된 비정질 실리콘으로 형성된 제2 광전 변환부(140)는 약 1.7eV의 광학 밴드갭을 갖고, 근자외선, 보라, 파랑 등과 같은 단파장 대역의 빛을 주로 흡수한다.
그리고 수소화된 미세 결정 실리콘으로 형성된 제1 광전 변환부(130)는 약 1.1eV의 광학 밴드갭을 갖고, 적색에서 근적외선까지의 장파장 대역의 빛을 주로 흡수한다.
따라서, 이중 접합형 박막 태양전지는 전술한 제1 실시예의 단일 접합형 박막 태양전지에 비해 효율이 향상된다.
제2 광전 변환부(140)는 투명 전극(120) 위에 순차적으로 적층된 제2 p형 도핑층(141), 제2 진성층(142) 및 제2 n형 도핑층(143)을 포함한다.
제2 p형 도핑층(141)은 실리콘(Si)을 포함한 원료 가스에 붕소, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 혼합하여 형성될 수 있고, 제2 n형 도핑층(143)은 실리콘을 포함한 원료 가스에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 혼합하여 형성될 수 있다.
그리고 제1 광전 변환부(130)는 제2 광전 변환부(140)의 제2 n형 도핑층(143) 위에 순차적으로 형성된 제1 p형 도핑층(131) 및 제1 진성층(132)을 포함한다.
그리고 제1 진성층(132) 위에는 전술한 제1 실시예에서 설명한 구조의 후면 반사층(160)이 위치하며, 후면 반사층(160)은 제1 진성층(142)과 직접 접촉한다.
도 12는 도 11의 변형 실시예를 도시한 것이다. 본 실시예에 있어서, 제2 광전 변환부(140)는 제2 p형 도핑층(141)과 제2 진성층(142)으로 이루어지며, 제1 광전 변환부(130)는 제1 진성층(132)으로 이루어진다.
그리고 제1 진성층(132)과 제2 진성층(142) 사이에는 중간 반사층(180)이 위치한다.
중간 반사층(180)은 단파장의 태양광 성분을 제2 광전 변환부(140)를 향해 반사하는 한편, 장파장의 태양광 성분은 제1 광전 변환부(130)쪽으로 투과한다.
이러한 작용을 하는 중간 반사층(180)은 수소화된 비정질 실리콘, 미세 결정 실리콘 또는 수소화된 미세 결정 실리콘 중 하나의 물질로 형성된 제1 중간 반사막(181), 및 제1 중간 반사막(181)과 동일한 물질, 또는 상기 물질 중에서 선택된 제1 중간 반사막(181)과는 다른 물질로 형성된 제2 중간 반사막(182)으로 형성된다.
이때, 제2 진성층(132) 및 제1 중간 반사막(181)과 각각 접촉하는 제2 중간 반사막(182)은 제1 광전 변환부(130)의 n형 도핑층 역할을 수행하도록 n형 불순물로 도핑되며, 제2 중간 반사막(182) 및 제1 진성층(132)과 각각 접촉하는 제1 중간 반사막(181)은 제1 광전 변환부(130)의 p형 도핑층 역할을 수행하도록 p형 불순물로 도핑된다.
도 12에서는 중간 반사층(180)이 제1 중간 반사막(181) 및 제2 중간 반사막(182)의 이중막으로 구성된 것을 설명하였지만, 중간 반사층(180)은 단일막으로 이루어질 수도 있다.
즉, 중간 반사층(180)은 제1 중간 반사막(181) 또는 제2 중간 반사막(180) 중 하나의 막으로만 이루어질 수도 있다. 하지만, 이 경우에는 중간 반사층(180)에 도핑된 불순물의 도전성 타입에 따라 제1 광전 변환부(130) 또는 제2 광전 변환부(140)의 구조가 달라질 수 있다.
즉, 중간 반사층(180)이 n형 불순물이 도핑된 제2 중간 반사막(182)으로만 이루어지는 경우에는 제1 중간 반사막(181) 위치에 제1 광전 변환부(130)의 제1 p형 도핑층이 위치하게 된다.
이와 마찬가지로, 중간 반사층(180)이 p형 불순물이 도핑된 제1 중간 반사막(181)만으로 이루어지는 경우에는 제2 중간 반사막(182) 위치에 제2 광전 변환부(140)의 제2 n형 도핑층이 위치하게 된다.
그리고 제1 광전 변환부(130)의 제1 진성층(132) 위에는 전술한 제1 실시예에서 설명한 후면 전극층(160)이 위치한다.
도 13은 도 11의 다른 변형 실시예를 도시한 것이다. 본 실시예에서, 제1 광전 변환부(130)는 제1 p형 도핑층(131) 및 제1 진성층(132)으로 이루어지고, 제2 광전 변환부(140)는 제2 p형 도핑층(141) 및 제2 진성층(142)으로 이루어진다.
그리고 중간 반사층(180)은 제1 광전 변환부(130)의 제1 p형 도핑층(131)과 직접 접촉하는 제1 중간 반사막(183)과, 제2 진성층(142) 및 제1 중간 반사막(183)과 각각 접촉하는 제2 중간 반사막(182)을 포함한다.
이때, 제1 중간 반사막(183)은 AZO 또는 BZO로 이루어지며, 제2 중간 반사막(182)은 n형 불순물이 도핑된 미세 결정 실리콘 산화물(μc-SiOx: H)과 미세 결정 실리콘 질화물(μc-SiNx: H) 및 미세 결정 실리콘 산화질화물(μc-SiOxNy: H) 중 하나로 이루어진다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 중간 반사층(180)은 제1 중간 반사막(183) 또는 제2 중간 반사막(182) 중 하나의 막으로만 이루어질 수도 있다.
한편, 구체적으로 설명하지는 않았지만, 전술한 이중 접합형 박막 태양전지도 후면 반사층(160)이 전술한 제1 실시예와 동일한 구조로 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 태양전지의 개략도로서, 삼중 접합형 박막 태양전지의 부분 단면도이다.
본 실시예의 박막 태양전지는 제2 광전 변환부(140)와 투명 전극(120) 사이에 위치하는 제3 광전 변환부(150)를 더 포함한다.
본 실시예에서, 제1 광전 변환부(130)는 제1 p형 도핑층(131) 및 제1 진성층(132)으로 형성되고, 제2 광전 변환부(140)는 제2 p형 도핑층(141) 및 제2 진성층(142)으로 형성되며, 제3 광전 변환부(150)는 제3 p형 도핑층(151) 및 제3 진성층(152)으로 형성된다.
그리고 제1 광전 변환부(130)와 제2 광전 변환부(140)의 사이 및 제2 광전 변환부(140)와 제3 광전 변환부(150)의 사이에는 각각 중간 반사층(180)이 형성된다.
도 14에 도시한 것처럼, 중간 반사층(180)은 제1 p형 도핑층(131) 또는 제2 p형 도핑층(141)과 접촉하는 제1 중간 반사막(181)과, 제2 진성층(142) 또는 제3 진성층(152)과 접촉하는 제2 중간 반사막(182)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 중간 반사막(181)은 n형 불순물이 도핑된 미세 결정 실리콘 산화물(μc-SiOx: H)과 미세 결정 실리콘 질화물(μc-SiNx: H) 및 미세 결정 실리콘 산화질화물(μc-SiOxNy: H) 중 하나로 이루어지거나, AZO(Aluminum zinc-oxide) 또는 BZO(Boron zinc-oxide)로 이루어지고, 제2 중간 반사막(182)은 p형 불순물이 도핑된 미세 결정 실리콘 산화물(μc-SiOx: H)과 미세 결정 실리콘 질화물(μc-SiNx: H) 및 미세 결정 실리콘 산화질화물(μc-SiOxNy: H) 중 하나로 이루어질 수 있다.
도 14에서는 상기 중간 반사층(180)의 도면부호를 동일하게 적용함으로써 두 개의 중간 반사층(180)이 서로 동일한 것을 예로 들었지만, 상기 두 개의 중간 반사층(180)은 서로 다른 물질 또는 서로 다른 층 구조로 이루어질 수도 있다.
예를 들면, 제1 광전 변환부(130)와 제2 광전 변환부(140) 사이에 위치하는 중간 반사층은 제1 중간 반사막 및 제2 중간 반사막의 이중막 구조로 이루어지는 반면에, 제2 광전 변환부(140)와 제3 광전 변환부(150) 사이에 위치하는 중간 반사층은 제1 중간 반사막 또는 제2 중간 반사막의 단일막 구조로 이루어질 수 있으며, 이의 반대 경우도 가능하다.
또한, 제1 광전 변환부(130)와 제2 광전 변환부(140) 사이에 위치하는 중간 반사층과 제2 광전 변환부(140)와 제3 광전 변환부(150) 사이에 위치하는 중간 반사층이 각각 단일막 구조로 이루어지며, 각 층을 구성하는 물질이 서로 동일하거나, 서로 다를 수도 있다.
예를 들면, 제1 광전 변환부(130)와 제2 광전 변환부(140) 사이에 위치하는 중간 반사층과 제2 광전 변환부(140)와 제3 광전 변환부(150) 사이에 위치하는 중간 반사층이 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑된 미세 결정 실리콘 산화물(μc-SiOx: H)과 미세 결정 실리콘 질화물(μc-SiNx: H) 및 미세 결정 실리콘 산화질화물(μc-SiOxNy: H) 중에서 선택된 어느 하나의 동일한 물질 또는 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다.
이와 마찬가지로, 제1 광전 변환부(130)와 제2 광전 변환부(140) 사이에 위치하는 중간 반사층과 제2 광전 변환부(140)와 제3 광전 변환부(150) 사이에 위치하는 중간 반사층이 모두 AZO 또는 BZO의 단일막 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 광전 변환부(130)와 제2 광전 변환부(140) 사이에 위치하는 중간 반사층은 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑된 미세 결정 실리콘 산화물(μc-SiOx: H)과 미세 결정 실리콘 질화물(μc-SiNx: H) 및 미세 결정 실리콘 산화질화물(μc-SiOxNy: H) 중에서 선택된 어느 한 물질로 이루어지고, 제2 광전 변환부(140)와 제3 광전 변환부(150) 사이에 위치하는 중간 반사층은 AZO 또는 BZO로 이루어질 수 있으며, 이의 반대 경우도 가능하다.
이와 같이, 2개의 중간 반사층(180)을 구성하는 물질은 광전 변환부의 두께, 굴절률 등의 다른 요소(factor)들에 따라 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있다.
한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 전술한 삼중 접합형 박막 태양전지도 전술한 제1 실시예의 후면 반사층(160)을 구비하는 것은 당업자에게 자명하다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
110: 기판 120: 투명 전극
130: 제1 광전 변환부 140: 제2 광전 변환부
150: 제3 광전 변환부 160: 후면 반사층
161: 제1 후면 반사막 162: 제2 후면 반사막
170: 후면 전극 180: 중간 반사층
181: 제1 중간 반사막 182: 제2 중간 반사막
130: 제1 광전 변환부 140: 제2 광전 변환부
150: 제3 광전 변환부 160: 후면 반사층
161: 제1 후면 반사막 162: 제2 후면 반사막
170: 후면 전극 180: 중간 반사층
181: 제1 중간 반사막 182: 제2 중간 반사막
Claims (18)
- 기판;
상기 기판 위에 위치하며, 광 흡수용 제1 진성층을 포함하는 제1 광전 변환부; 및
상기 제1 광전 변환부를 투과한 빛을 상기 제1 진성층으로 반사하는 후면 반사층
을 포함하며,
상기 후면 반사층은 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑된 미세 결정 실리콘 산화물(μc-SiOx)을 포함하며 상기 제1 광전 변환부의 제1 진성층과 직접 접촉하는 제1 후면 반사막을 구비하며,
상기 제1 후면 반사막 내에서 산소(O)와 실리콘(Si)의 원자 함량비(O/Si)는 상기 제1 진성층과 직접 접촉하는 제1 표면에서의 상기 원자 함량비가 상기 제1 표면의 반대쪽에 위치하는 제2 표면에서의 상기 원자 함량비에 비해 크게 형성되는 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제1 표면에서의 상기 원자 함량비는 1.5 내지 3.0인 박막 태양전지. - 제2항에서,
상기 제1 표면에서의 상기 원자 함량비와 상기 제2 표면에서의 상기 원자 함량비의 차이는 0.3 내지 1.0인 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제1 후면 반사막은 100㎚ 내지 500㎚의 두께로 형성되는 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제1 표면은 800㎚의 파장 대역에서 1.5 내지 1.75의 굴절률을 가지며, 상기 제2 표면은 800㎚의 파장 대역에서 1.75 내지 2.2의 굴절률 갖는 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제1 표면은 1.0E-09 내지 1.0E-05의 전기 전도도(S/㎝)를 가지며, 상기 제2 표면은 1.0E-05 내지 1.0E-02의 전기 전도도를 갖는 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제1 후면 반사막의 상기 원자 함량비는 상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로 갈수록 선형적으로 감소하는 박막 태양전지. - 제7항에서,
상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로 갈수록 미세 결정 실리콘 석출물층의 함유량이 증가하는 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제1 후면 반사막의 상기 원자 함량비는 상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로 갈수록 곡선적으로 감소하는 박막 태양전지. - 제9항에서,
상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로 갈수록 미세 결정 실리콘 석출물층의 함유량이 증가하는 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제1 후면 반사막의 상기 원자 함량비는 상기 제1 표면에서 상기 제2 표면으로 갈수록 계단형으로 감소하는 박막 태양전지. - 제11항에서,
상기 제1 후면 반사막은 제1 원자 함량비를 갖는 제1 영역과, 상기 제1 원자 함량비에 비해 작은 원자 함량비를 갖는 제2 영역을 포함하는 박막 태양전지. - 제12항에서,
상기 제1 영역의 두께는 상기 제1 후면 반사막의 두께의 0.2 내지 0.8배로 형성되는 박막 태양전지. - 제12항에서,
상기 제2 영역에는 미세 결정 실리콘 석출물층이 상기 제1 영역에 비해 높은 함유량으로 형성되는 박막 태양전지. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에서,
상기 후면 반사층은 상기 제1 후면 반사막의 상기 제2 표면 쪽에 위치하는 제2 후면 반사막을 더 포함하는 박막 태양전지. - 제15항에서,
상기 제2 후면 반사막은 AZO(Aluminum zinc-oxide) 또는 BZO(Boron zinc-oxide)를 포함하는 투명 전도층으로 형성되는 박막 태양전지. - 제15항에서,
상기 제2 후면 반사막은 10㎚ 내지 50㎚의 두께로 형성되는 박막 태양전지. - 제15항에서,
상기 제1 진성층은 비정질 실리콘(a-Si) 또는 미세 결정 실리콘(μc-Si)을 포함하는 박막 태양전지.
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| KR102071481B1 (ko) * | 2018-08-09 | 2020-01-30 | 한국기계연구원 | 산화은 투명 전극을 사용하여 개선된 투과성을 갖는 양면 수광형 태양전지 및 이의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100876613B1 (ko) * | 2008-05-27 | 2008-12-31 | 한국철강 주식회사 | 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법 |
-
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