KR101928353B1 - Photoelectric devices using nitrides and method for manubfacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명(Disclsoure)은, 광전소자에 관한 것으로서, 구체적으로 태양광 흡수로 여기된 캐리어 이동 능력을 band edge engineering을 통해 향상시킨 질화물을 이용한 광전소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photoelectric device, and more particularly, to a photoelectric device using nitride, which is improved by band edge engineering of a carrier moving ability excited by solar absorption, and a manufacturing method thereof.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present invention is provided, and they are not necessarily referred to as known arts.
현재 페로브스카이트(perovskite) 화합물을 이용한 태양전지(이하 '페로브스카이트 태양전지')는 20.1%라는 높은 전력변환 효율을 기록하면서 차세대 태양전지로 각광받고 있다. Currently, solar cells using perovskite compounds (hereinafter referred to as "perovskite solar cells") have been attracting attention as next-generation solar cells with a high power conversion efficiency of 20.1%.
또한, 페로브스카이트 태양전지는 이론적으로 31% 소자효율이 가능하므로 효율향상을 위한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. In addition, since the perovskite solar cell can theoretically have a device efficiency of 31%, studies for improving the efficiency have been actively carried out all over the world.
페로브스카이트 태양전지는 기본적으로 광흡수체인 페로브스카이트 물질, 전자 전달층(Electron Transfer Layer: ETL) 그리고 홀 전달층(Hole Transfer Layer: HTL)으로 구성되어 있다. Perovskite solar cells basically consist of a perovskite material which is a light absorber, an electron transfer layer (ETL) and a hole transfer layer (HTL).
특히, 전자 전달층과 홀 전달층은 물질선정 및 증착 공정에 따라 소자성능이 크게 좌우되므로 이에 대한 고려가 태양전지 제작 시 필수적으로 필요한 상황이다.Particularly, the performance of the electron transporting layer and the hole transporting layer depend greatly on the material selection and deposition process, so consideration thereof is a necessary condition for manufacturing the solar cell.
전자 전달층은 빛이 흡수되지 않은 넓은 밴드 갭 에너지를 가지고 있어야 하며 우수한 전하이동(High Carrier Mobility and High Diffusion Length) 특성이 요구된다. The electron transport layer should have a wide bandgap energy that is not absorbed by light and requires high carrier mobility and high diffusion length characteristics.
기존의 페로브스카이트 태양전지는 전자 전달층으로 산화아연(ZnO) 또는 이산화티탄(TiO2)을 사용하였다. Conventional perovskite solar cells use zinc oxide (ZnO) or titanium dioxide (TiO 2 ) as an electron transport layer.
이러한 전자 전달층 물질은 광흡수로 여기된 전자를 수집(Electron Collection)하거나 전극으로 이동(Electron Transfer)하는데 우수한 특성을 보인다. Such an electron transport layer material exhibits excellent properties in collecting electrons excited by light absorption or electron transfer to an electrode.
하지만, 소자효율 향상에 대한 요구가 날로 증대되고 있는 가운데 기존의 물질을 대체할 새로운 전자 전달층 물질에 대한 연구가 필요한 상황이다.However, as the demand for device efficiency improvement is increasing day by day, it is necessary to study new electron transport layer materials to replace existing materials.
전자 전달층으로서 TiO2는 가장 높은 효율을 보이는 전자 전달층 물질 중의 하나이다. As an electron transporting layer, TiO 2 is one of the most efficient electron transporting materials.
하지만, TiO2 제작 시 500℃의 고온 공정온도가 필요하고 ITO를 투명전극으로 사용하여야 한다.However, TiO 2 High temperature process temperature of 500 ℃ is required for fabrication and ITO should be used as transparent electrode.
또한, 표면 개질에 따른 계면저항의 문제나 자외선에 의한 광촉매 반응으로 페로브스카이트 물질을 분해하므로 소자에 대한 안정성과 신뢰성이 저해되는 문제를 지니고 있다.In addition, there is a problem that the stability and reliability of the device are impaired due to the problem of interfacial resistance due to surface modification and the decomposition of the perovskite substance due to the photocatalytic reaction by ultraviolet rays.
전자 전달층으로서 ZnO도 역시 ITO 투명전극을 필요로 하고, 소자 안정성 및 신뢰성에 문제점을 지니고 있다. As the electron transporting layer, ZnO also requires an ITO transparent electrode and has problems in device stability and reliability.
ZnO는 수분에 취약하여 대기 중에 노출되는 시간에 따라 소자 성능이 급격히 떨어진다. ZnO is vulnerable to moisture, and its performance deteriorates rapidly depending on the exposure time to the atmosphere.
페로브스카이트 태양전지에 이용되는 ZnO는 대게 스핀코팅 방법으로 제작되는데, 대면적 공정 시 결정성 및 박막두께에 대한 불균일성이 크다. ZnO used in perovskite solar cells is usually fabricated by the spin coating method, but has large non-uniformity in crystallinity and thin film thickness in a large-area process.
본 발명(Discloure)은, 태양광 흡수로 여기된 캐리어 이동 능력을 band edge engineering을 통해 향상시킨 질화물을 이용한 광전소자 및 그 제조방법의 제공을 일 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The object of the present invention is to provide an optoelectronic device using nitride, which has improved carrier migration ability excited by solar absorption through band edge engineering, and a manufacturing method thereof.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).The present invention is not intended to be exhaustive or to limit the scope of the present invention to the full scope of the present invention. of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 질화물을 이용한 광전소자는, 기판; 상기 기판 위에 성장되며, n형 In(x)Ga(1-x)N(0＜x＜1)으로 구비되는 3족 질화물계 화합물층; 상기 3족 질화물계 화합물층 위에 형성된 제1 전극; 상기 3족 질화물계 화합물층 위에 적층 형성되며, 유기물 또는 페로브스카이트 화합물로 구비되는 광흡수층; 상기 광흡수층 위에 적층 형성되며, p형 반도체층으로 구비되는 홀 전달물질층; 및 상기 홀 전달물질층 위에 구비되는 제2 전극;을 포함한다.In order to solve the above problems, an optoelectronic device using nitride according to one aspect of the present invention includes a substrate; A Group III nitride compound layer grown on the substrate and comprising n-type In (x) Ga (1-x) N (0 <x <1); A first electrode formed on the Group III nitride compound layer; A light absorbing layer laminated on the Group III nitride compound layer and comprising an organic material or a perovskite compound; A hole transporting material layer laminated on the light absorbing layer and comprising a p-type semiconductor layer; And a second electrode provided on the hole transmitting material layer.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 질화물을 이용한 광전소자에서, 상기 3족 질화물계 화합물층은, 상기 광흡수층을 향하여 In 조성이 단조 증가하는 것을 특징으로 한다.In the photoelectric device using nitride according to one aspect of the present invention, the III group nitride compound layer is characterized in that the In composition toward the light absorption layer is monotonously increased.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 질화물을 이용한 광전소자에서, 상기 3족 질화물계 화합물층은, 상기 광흡수층을 향하여 In 조성이 계단 형식으로 증가하는 것을 특징으로 한다.In the photoelectric device using nitride according to one aspect of the present invention, the III-nitride compound layer is characterized in that an In composition toward the light absorption layer is increased in a stepwise manner.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 질화물을 이용한 광전소자에서, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, Al 및 Cu으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질 및 이들 합금으로 구비되는 것을 특징으로 한다.In the photoelectric device using a nitride according to one aspect of the present invention, the first electrode and the second electrode are formed of at least one selected from the group consisting of Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, And a material of these alloys.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 질화물을 이용한 광전소자에서, 상기 기판은, 사파이어(Al2O3) 기판, 실리콘 기판, 유리 기판, 금속 및 합성수지 기판 중에서 선택된 어느 하나로 구비되는 것을 특징으로 한다.In the photoelectric device using a nitride according to an aspect of the present invention, the substrate is characterized in that the substrate is provided by any one selected from a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon substrate, a glass substrate, a metal substrate and a synthetic resin substrate .
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 질화물을 이용한 광전소자 제조방법은, 상기 기판에 상기 3족 질화물계 화합물층을 성장시키되, 상기 광흡수층을 향하여 In 조성이 단조 증가되도록 성장시키는 제1 단계; 상기 3족 질화물계 화합물층 위에 상기 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 위에 SiO2를 증착하는 제2 단계; 상기 제1 전극을 포함하는 상기 3족 질화물계 화합물층을 위에 상기 광흡수층을 형성하는 제3 단계; 상기 광흡수층 위에 상기 홀 전달물질층을 형성하는 제4 단계; 상기 광흡수층으로부터 SiO2를 제거하여 상기 제1 전극을 노출시키는 제5 단계; 및 상기 홀 전달 물질층 위에 상기 제2 전극을 형성하는 제6 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an opto-electronic device using nitride, comprising: growing a Group III nitride compound layer on a substrate; growing an In composition toward the light absorption layer so as to monotonously increase the In composition; A second step of forming the first electrode on the Group III nitride compound layer and depositing SiO 2 on the first electrode; A third step of forming the light absorption layer on the Group III nitride compound layer including the first electrode; A fourth step of forming the hole transmitting material layer on the light absorbing layer; A fifth step of removing SiO 2 from the light absorption layer to expose the first electrode; And a sixth step of forming the second electrode on the hole transmitting material layer.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 질화물을 이용한 광전소자 제조방법은, 상기 기판에 상기 3족 질화물계 화합물층을 성장시키되, 상기 광흡수층을 향하여 In 조성이 계단 형식으로 증가되도록 성장시키는 제1 단계; 상기 3족 질화물계 화합물층 위에 상기 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 위에 SiO2를 증착하는 제2 단계; 상기 제1 전극을 포함하는 상기 3족 질화물계 화합물층을 위에 상기 광흡수층을 형성하는 제3 단계; 상기 광흡수층 위에 상기 홀 전달물질층을 형성하는 제4 단계; 상기 광흡수층으로부터 SiO2를 제거하여 상기 제1 전극을 노출시키는 제5 단계; 및 상기 홀 전달 물질층 위에 상기 제2 전극을 형성하는 제6 단계;를 포함한다.A method of manufacturing an opto-electronic device using nitride according to an aspect of the present invention includes growing a Group III nitride compound layer on a substrate and growing an In composition toward the light absorption layer in a stepwise manner, ; A second step of forming the first electrode on the Group III nitride compound layer and depositing SiO 2 on the first electrode; A third step of forming the light absorption layer on the Group III nitride compound layer including the first electrode; A fourth step of forming the hole transmitting material layer on the light absorbing layer; A fifth step of removing SiO 2 from the light absorption layer to expose the first electrode; And a sixth step of forming the second electrode on the hole transmitting material layer.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 질화물을 이용한 광전소자 제조방법에서, 상기 광흡수층은, 페로브스카이트 화합물로 구비되며, 스핀 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a photoelectric device using nitride according to an aspect of the present invention, the light absorbing layer is formed of a perovskite compound and is formed by spin coating.
본 발명에 따르면, In 조성의 변화에 의해 밴드 갭을 조절함으로써, 캐리어의 이동능력이 향상된다. 따라서 광전소자의 성능이 향상되는 이점을 가진다.According to the present invention, the band gap is adjusted by changing the In composition, so that the carrier moving ability is improved. Therefore, the performance of the photoelectric device is improved.
또한, 전자 전달층으로서, 종래 TiO2 또는 ZnO와 달리 ITO 투명전극을 필요로 하지 않아 공정상 이점을 가진다.Unlike the conventional TiO 2 or ZnO, the ITO transparent electrode is not required as the electron transporting layer, which is a process advantage.
도 1은 본 발명에 따른 질화물을 이용한 광전소자의 일 실시형태를 보인 도면.
도 2 내지 4는 도 1에 따른 질화물을 이용한 광전소자의 캐리어 이동 성능을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 질화물을 이용한 광전소자의 제조방법을 보인 순서도.
도 6 내지 도 8은 도 5의 제조방법을 단계별로 보인 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an embodiment of a photoelectric device using a nitride according to the present invention; FIG.
FIGS. 2 to 4 are diagrams for explaining a carrier moving performance of the photoelectric device using the nitride according to FIG. 1; FIG.
5 is a flow chart showing a method of manufacturing an optoelectronic device using nitride according to the present invention.
FIGS. 6 to 8 are diagrams showing the manufacturing method of FIG. 5 step by step.
이하, 본 발명에 따른 질화물을 이용한 광전소자 및 그 제조방법을 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a photoelectric device using nitride according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings.
다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.It is to be understood, however, that the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and those skilled in the art of the present invention, other than the scope of the present invention, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다. In addition, the terms used below are selected for convenience of explanation. Therefore, the technical meaning of the present invention should not be limited to the prior meaning, but should be properly interpreted in accordance with the technical idea of the present invention.
먼저, 본 발명에 따른 질화물을 이용한 광전소자에 대해 설명한다.First, a photoelectric device using nitride according to the present invention will be described.
도 1은 본 발명에 따른 질화물을 이용한 광전소자의 일 실시형태를 보인 도면이고, 도 2 내지 4는 도 1에 따른 질화물을 이용한 광전소자의 캐리어 이동 성능을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view showing an embodiment of a photoelectric device using nitride according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 are views for explaining a carrier moving performance of the photoelectric device using the nitride according to FIG.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 질화물을 이용한 광전소자(100)는, 기판(110), 3족 질화물계 화합물층(120), 제1 전극(130), 광흡수층(140), 홀 전달물질층(150) 및 제2 전극(160)을 포함한다.1 to 4, an
기판(110)은, 사파이어 기판, 실리콘기판, 유리재질 기판, 금속 및 플라스틱 기판을 포함한 유연(Flexible) 기판이 사용될 수 있고 세부적으로는 기판의 형상이나 종류를 한정하지 않는다.As the
3족 질화물계 화합물층(120)은, 기판(110) 위에 성장되어 구비되며, n형 도전성을 가지도록 구비된다. The Group III
3족 질화물계 화합물층(120)은, 성장시 발생 되는 결함을 완화하기 위해 n형 도전성을 가지지 않는 도핑 되지 않은 GaN을 버퍼층(또는 결함 완화층)이 먼저 성장된 후 그 위에 성장될 수 있다.The Group III
3족 질화물계 화합물층(120)은, n형 In(x)Ga(1-x)N(0＜x＜1)으로 구비되는 것이 바람직하며, MOCVD 또는 MBE 법에 의해 성장될 수 있다.The group III
이와 관련하여, 도 2의 상측 선도를 참조하면, 3족 질화물계 화합물층(120)을 n형 GaN으로 형성하는 경우, 캐리어 이동성을 극대화하기 어려운 형태의 밴드 갭이 형성되고 있음을 확인할 수 있다. In this connection, referring to the top view of FIG. 2, it can be seen that when the Group III
반면, 도 2의 하측 선도를 참조하면, 3족 질화물계 화합물층(120)의 In 조성을 조정함으로써, 캐리어 이동성을 극대화할 수 있는 밴드 갭으로 조정되는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, referring to the lower diagram of FIG. 2, it can be confirmed that the band gap is adjusted to maximize carrier mobility by adjusting the In composition of the Group III
여기서, 3족 질화물계 화합물층(120)은, n형 GaN과 n형 In(x)Ga(1-x)N(0＜x＜1)이 반복 적층되어 형성될 수도 있다. 이때 초격자 구조(Superlattice structure)로 형성될 수 있다.Here, the Group III
더하여, 3족 질화물계 화합물층(120)은, 동일한 조성의 물질로 구비되되 n형 도핑농도가 순차로 변하는 형태로 구비될 수 있다.In addition, the Group III
한편, 본 실시형태에서, 3족 질화물계 화합물층(120)은, 광흡수층(130)을 향하여 In 조성이 단조 증가하도록 구비되는 것이 바람직하다.On the other hand, in the present embodiment, the Group III
이는 도 3을 참조하면, 3족 질화물계 화합물층(120)의 In 조성이 광흡수층(130)을 향하여 단조증가하도록 구비됨으로써, 캐리어 이동성이 더욱 향상되는 밴드 갭으로 조정되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the In composition of the Group III
더하여, 본 실시형태에서, 3족 질화물계 화합물층(120)은, 광흡수층(130)을 향하여 In 조성이 계단 형식으로 증가하는 것이 바람직하다.In addition, in the present embodiment, it is preferable that the Group III
이는 도 4를 참조하면, 3족 질화물계 화합물층(120)의 In 조성이 광흡수층(130)을 향하여 계단형식으로 증가하도록 구비됨으로써, 캐리어 이동성이 더욱 향상되는 밴드 갭으로 조정되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the In composition of the Group III
3족 질화물계 화합물층(120)의 두께는, 1nm~수백 um로 구비될 수 있다.The thickness of the Group III
제1 전극(130)은, Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, Al 및 Cu으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질 및 이들 합금으로 구비된다.The
이는 제2 전극(160)에서도 동일하다.This is the same for the
광흡수층(140)은, 3족 질화물계 화합물층(120) 위에 적층 형성되며, 유기물 또는 페로브스카이트 화합물로 구비된다.The
페로브스카이트(Perovskite) 화합물은, ABX3 화학식(A, M은 양이온, X는 음이온)을 갖는 결정구조로 부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 금속 산화물로 정의되는데, A perovskite compound is a crystalline structure having ABX3 chemical formula (A, M is a cation and X is an anion) and is defined as a metal oxide having a special structure such as a superconducting phenomenon as well as the properties of an insulator, semiconductor,
홀 전달물질층(150)은, 광흡수층(140) 위에 적층 형성되며, p형 반도체층으로 구비되는데, 스피로(spiro)-MeOTAD로 구비될 수 있다.The hole transferring
본 실시형태에 따른 질화물을 이용한 광전소자(100)는, n-type In(x)Ga(1-x)N(0＜x＜1)을 페로브스카이트 또는 유기물 광전소자에 필요한 전자 전달층으로 제안한다.The
n-type In(x)Ga(1-x)N(0≤x＜1)은 넓은 에너지벤드를 가지고 있고, 높은 전자 이동도(Mobility)를 가지고 있다. The n-type In (x) Ga (1-x) N (0? x <1) has a wide energy bend and a high electron mobility.
이러한 높은 전자 이동도는 기존의 hole-electron 분리의 불균형에 의한 이력현상을 완화하는데 큰 도움을 줄 뿐만 아니라 전자의 재결합 비율을 감소시켜 소자의 성능을 향상시킬 수 있다. This high electron mobility not only helps to alleviate the hysteresis due to the imbalance of the conventional hole-electron separation, but also improves the performance of the device by reducing the recombination ratio of electrons.
또한, 전자 확산계수도 기존의 ZnO 또는 TiO2보다도 훨씬 큰 값을 가지므로 GaN가 페로브스카이트 태양전지의 차세대 전자 전달층으로 대체가능성이 크다고 할 수 있다.In addition, since the electron diffusion coefficient is much larger than that of conventional ZnO or TiO 2 , GaN is likely to be replaced with a next generation electron transport layer of a perovskite solar cell.
다음으로, 본 실시형태에 따른 질화물을 이용한 광전소자의 제조방법에 대해 설명한다.Next, a method of manufacturing the photoelectric device using the nitride according to the present embodiment will be described.
도 5는 본 발명에 따른 질화물을 이용한 광전소자의 제조방법을 보인 순서도, 도 6 내지 도 8은 도 5의 제조방법을 단계별로 보인 도면이다.FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing an opto-electronic device using nitride according to the present invention, and FIGS. 6 to 8 are views showing steps of the manufacturing method of FIG.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 실시형태에 따른 질화물을 이용한 광전소자의 제조방법은, 질화물 성장 단계(S100), 제1 전극 형성 단계(S200), 광흡수층 증착 단계(S300), 홀 전달물질층 형성단계(S400), 제2 전극 형성단계(S500)를 포함한다.5 to 8, a method of manufacturing an opto-electronic device using nitride according to the present embodiment includes a nitride growth step S100, a first electrode formation step S200, a light absorption layer deposition step S300, A material layer forming step S400, and a second electrode forming step S500.
질화물 성장 단계(S100)는, 기판(110)에 3족 질화물계 화합물층(120)을 성장시키는 단계이다.The nitride growth step (S100) is a step of growing the Group III nitride compound layer (120) on the substrate (110).
기판(110)은, 사파이어 기판, 실리콘기판, 유리재질 기판, 금속 및 플라스틱 기판을 포함한 유연(Flexible) 기판이 사용될 수 있고 세부적으로는 기판의 형상이나 종류를 한정하지 않는다.As the
3족 질화물계 화합물층(120)은, n형 In(x)Ga(1-x)N(0＜x＜1)으로 구비되는 것이 바람직하며, MOCVD 또는 MBE 법에 의해 성장될 수 있다.The group III
여기서, 3족 질화물계 화합물층(120)은, 광흡수층(130)을 향하여 In 조성이 단조 증가하도록 구비되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the Group III
다른 예로, 3족 질화물계 화합물층(120)은, 광흡수층(130)을 향하여 In 조성이 계단 형식으로 증가하는 것이 바람직하다.As another example, it is preferable that the Group III
한편, 제1 전극 형성 단계(S200)는, Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, Al 및 Cu으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질 및 이들 합금으로 구비되며, 제1 전극(130) 위에 SiO2가 증착되는 것이 바람직하다.The first electrode forming step S200 may include at least one material selected from the group consisting of Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, Al, and Cu and alloys thereof. SiO 2 is preferably deposited.
광흡수층 증착 단계(S300)는, 제1 전극(130)을 포함하는 3족 질화물계 화합물층(120)을 위에 광흡수층(140)을 형성하는 단계이다.The light absorption layer deposition step S300 is a step of forming the
광흡수층(140)은, 페로브스카이트 화합물로 구비되며, 스핀 코팅되어 형성된다.The
홀 전달물질층 형성단계(S400)는, 홀 전달물질층(150)으로서 스피로(spiro)-MeOTAD를 스핀 코팅하여 형성한다.The hole transmitting material layer forming step S400 is formed by spin coating Spiro-MeOTAD as the hole transmitting
제2 전극 형성단계(S500)는, 제1 전극 형성 단계(S200)와 유사하게, Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, Al 및 Cu으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질 및 이들 합금으로 구비된다.The second electrode forming step S500 may include at least one material selected from the group consisting of Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, Al, and Cu, Respectively.
한편, 제2 전극 형성단계(S500)에 앞서 또는 이후에 제1 전극(130)의 상부에 형성된 SiO2를 제거함으로서, 제1 전극(130)을 싸고 있는 광흡수층(140)과 홀 전달물질층(150)을 제거히여 제1 전극(130)을 노출시킬 수 있게 된다.The SiO 2 formed on the
Claims (8)
상기 기판 위에 성장되며, n형 In(x)Ga(1-x)N(0＜x＜1)으로 구비되는 3족 질화물계 화합물층;
상기 3족 질화물계 화합물층 위에 형성된 제1 전극;
상기 3족 질화물계 화합물층 위에 적층 형성되며, 유기물 또는 페로브스카이트 화합물로 구비되는 광흡수층;
상기 광흡수층 위에 적층 형성되며, p형 반도체층으로 구비되는 홀 전달물질층; 및
상기 홀 전달물질층 위에 구비되는 제2 전극;을 포함하는 질화물을 이용한 광전소자.Board;
A Group III nitride compound layer grown on the substrate and comprising n-type In (x) Ga (1-x) N (0 <x <1);
A first electrode formed on the Group III nitride compound layer;
A light absorbing layer laminated on the Group III nitride compound layer and comprising an organic material or a perovskite compound;
A hole transporting material layer laminated on the light absorbing layer and comprising a p-type semiconductor layer; And
And a second electrode provided on the hole transporting material layer.
상기 3족 질화물계 화합물층은, 상기 광흡수층을 향하여 In 조성이 단조 증가하는 것을 특징으로 하는 질화물을 이용한 광전소자.The method according to claim 1,
Wherein the Group III nitride compound layer has monotonous In composition towards the light absorption layer.
상기 3족 질화물계 화합물층은, 상기 광흡수층을 향하여 In 조성이 계단 형식으로 증가하는 것을 특징으로 하는 질화물을 이용한 광전소자.The method according to claim 1,
Wherein the Group III nitride compound layer has an In composition in a stepwise manner toward the light absorption layer.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은, Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, Al 및 Cu으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질 및 이들 합금으로 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물을 이용한 광전소자.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode and the second electrode are made of at least one material selected from the group consisting of Au, Ag, Cr, Ni, Mo, Pt, Al and Cu, and an alloy thereof. .
상기 기판은, 사파이어(Al2O3) 기판, 실리콘 기판, 유리 기판, 금속 및 합성수지 기판 중에서 선택된 어느 하나로 구비되는 것을 특징으로 하는 질화물을 이용한 광전소자.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is made of any one selected from a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a silicon substrate, a glass substrate, a metal, and a synthetic resin substrate.
상기 기판에 상기 3족 질화물계 화합물층을 성장시키되, 상기 광흡수층을 향하여 In 조성이 단조 증가되도록 성장시키는 제1 단계;
상기 3족 질화물계 화합물층 위에 상기 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 위에 SiO2를 증착하는 제2 단계;
상기 제1 전극을 포함하는 상기 3족 질화물계 화합물층을 위에 상기 광흡수층을 형성하는 제3 단계;
상기 광흡수층 위에 상기 홀 전달물질층을 형성하는 제4 단계;
상기 광흡수층으로부터 SiO2를 제거하여 상기 제1 전극을 노출시키는 제5 단계; 및
상기 홀 전달 물질층 위에 상기 제2 전극을 형성하는 제6 단계;를 포함하는 질화물을 이용한 광전소자 제조방법.A manufacturing method of an optoelectronic device using the nitride of claim 1,
A first step of growing the Group III nitride compound layer on the substrate and growing the In composition toward the light absorption layer so as to monotonously increase the In composition;
A second step of forming the first electrode on the Group III nitride compound layer and depositing SiO 2 on the first electrode;
A third step of forming the light absorption layer on the Group III nitride compound layer including the first electrode;
A fourth step of forming the hole transmitting material layer on the light absorbing layer;
A fifth step of removing SiO 2 from the light absorption layer to expose the first electrode; And
And forming the second electrode on the hole transporting material layer.
상기 기판에 상기 3족 질화물계 화합물층을 성장시키되, 상기 광흡수층을 향하여 In 조성이 계단 형식으로 증가되도록 성장시키는 제1 단계;
상기 3족 질화물계 화합물층 위에 상기 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 위에 SiO2를 증착하는 제2 단계;
상기 제1 전극을 포함하는 상기 3족 질화물계 화합물층을 위에 상기 광흡수층을 형성하는 제3 단계;
상기 광흡수층 위에 상기 홀 전달물질층을 형성하는 제4 단계;
상기 광흡수층으로부터 SiO2를 제거하여 상기 제1 전극을 노출시키는 제5 단계; 및
상기 홀 전달 물질층 위에 상기 제2 전극을 형성하는 제6 단계;를 포함하는 질화물을 이용한 광전소자 제조방법.A manufacturing method of an optoelectronic device using the nitride of claim 1,
A first step of growing the Group III nitride compound layer on the substrate so that an In composition toward the light absorption layer is increased in a stepwise manner;
A second step of forming the first electrode on the Group III nitride compound layer and depositing SiO 2 on the first electrode;
A third step of forming the light absorption layer on the Group III nitride compound layer including the first electrode;
A fourth step of forming the hole transmitting material layer on the light absorbing layer;
A fifth step of removing SiO 2 from the light absorption layer to expose the first electrode; And
And forming the second electrode on the hole transporting material layer.
상기 광흡수층은, 페로브스카이트 화합물로 구비되며, 스핀 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 질화물을 이용한 광전소자 제조방법.
The method according to claim 6 or 7,
Wherein the light absorption layer is formed of a perovskite compound and is formed by spin coating.
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- 2017-12-26 KR KR1020170179331A patent/KR101928353B1/en active
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