KR20050122721A - Light sensitized and p-n junction silicon complexed solar cell and manufacturing method thereof - Google Patents
Light sensitized and p-n junction silicon complexed solar cell and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050122721A KR20050122721A KR1020040048345A KR20040048345A KR20050122721A KR 20050122721 A KR20050122721 A KR 20050122721A KR 1020040048345 A KR1020040048345 A KR 1020040048345A KR 20040048345 A KR20040048345 A KR 20040048345A KR 20050122721 A KR20050122721 A KR 20050122721A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- photosensitive
- silicon
- transparent conductive
- conductive film
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 91
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910008310 Si—Ge Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000010748 Photoabsorption Effects 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- NPNMHHNXCILFEF-UHFFFAOYSA-N [F].[Sn]=O Chemical compound [F].[Sn]=O NPNMHHNXCILFEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/20—Light-sensitive devices
- H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
- H01G9/204—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising zinc oxides, e.g. ZnO
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지는, 복합 태양전지 구조체의 최하부층에 마련되는 P-N 접합 실리콘 기판; P-N 접합 실리콘 기판 위에 마련되며, 캐리어 수집을 위한 금속배선; 금속배선 위에 형성되며, 상기 금속배선에서의 캐리어 수집량을 증대하기 위한 하부 투명 전도성막; 하부 투명 전도성막 위에 형성되며, 입사되는 태양광 중의 가시광선 영역에 대한 광감응능의 향상을 위한 광감응층; 실리콘계 태양전지와 소정 간격 이격되어 접합되는 광감응형 태양전지 구조체의 중심 몸체로서의 유리기판; 유리기판의 상면에 형성되며, 입사되는 태양광의 광증배를 위한 광증배막; 유리기판의 하면에 형성되며, 상기 전해질로부터의 전자의 인출을 촉진하기 위한 상부 투명 전도성막; 상부 투명 전도성막의 하면부에 형성되며, 상기 전해질을 매개로 하는 양측 두 개의 전극 중의 타측 전극으로서의 상대 전극; 및 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 사이에 충전되는 산화환원용 전해질을 포함하여 구성된다.According to the present invention, there is provided a solar cell having a composite structure of a photosensitive solar cell and a P-N bonded silicon-based solar cell, including: a P-N bonded silicon substrate provided at a lowermost layer of the composite solar cell structure; A metal wiring provided on the P-N bonded silicon substrate and configured to collect carriers; A lower transparent conductive layer formed on the metal interconnection to increase a carrier collection amount in the metal interconnection; A photosensitive layer formed on the lower transparent conductive layer and for improving the photosensitive response to the visible light region of the incident sunlight; A glass substrate as a central body of the photosensitive solar cell structure bonded to the silicon solar cell at predetermined intervals; An optical multiplying layer formed on the upper surface of the glass substrate and configured to multiply the incident sunlight; An upper transparent conductive film formed on a lower surface of the glass substrate to facilitate the withdrawal of electrons from the electrolyte; A counter electrode formed on a lower surface of the upper transparent conductive film, the counter electrode serving as the other electrode of the two electrodes on both sides of the electrolyte; And a redox electrolyte charged between the silicon-based solar cell and the photosensitive solar cell.
이와 같은 본 발명에 의하면, 광증배막과 개질분말을 이용한 광감응층을 형성함으로써 광흡수성을 높여 광변환효율을 증대시킬 수 있으며, P-N 접합 실리콘계 태양전지와 복합화함으로써 저가 공정으로 셀 단가가 낮은 경제성 있는 복합구조의 태양전지를 제공할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to increase the light absorption by forming a photosensitive layer using a photomultiplier film and a modified powder, and to increase the light conversion efficiency, and by combining with a PN junction silicon-based solar cell, the low cost of the cell cost economical There is an advantage that can provide a solar cell of a composite structure.
Description
본 발명은 태양전지에 관한 것으로서, 특히 태양광의 장파장과 단파장을 모두 효율적으로 이용하기 위하여 탠덤 구조를 이용하면서 저가 양산용 실리콘 태양전지 위에 고투과성 광감응 태양전지를 복합화함으로써 광변환 효율을 높이고 셀 단가가 낮은 경제성 있는, 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell, and in particular, in order to efficiently use both the long wavelength and the short wavelength of solar light, while using a tandem structure, a high permeability photosensitive solar cell is combined on a low-cost mass-production silicon solar cell to increase the light conversion efficiency and the cell unit cost. The present invention relates to a solar cell having a complex structure of a photosensitive solar cell and a PN-junction silicon-based solar cell having low economical efficiency and a method of manufacturing the same.
태양전지는 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 것으로, 현재까지 개발된 태양전지는 소형의 장비나 특정한 지역 및 장비를 위한 독립전원으로 극히 제한적으로 사용되며 고가이다. 즉, 현재 기술의 고효율 태양전지는 제조 단가가 높아 경제성이 떨어지므로, 인공위성 등 주로 특수한 목적에 일부 이용되고, 대부분의 경우는 여러 에너지원 중 효율과 제조단가를 같이 평가하여 경제성이 있는 것이 실제로 이용되게 된다. 이에, 화석연료의 사용이 필요없고, 특별한 유지관리 없이 전기를 생산할 수 있는 미래의 핵심적 대체에너지원인 태양에너지를 이용한 기술은 대중적으로 사용하기 위해 고효율화와 저가화의 방향으로 기술발전이 이루어져 왔다.Solar cells produce electricity by directly converting solar energy into electrical energy. Solar cells, which have been developed to date, are extremely limited and expensive as small power supplies or independent power sources for specific regions and equipment. In other words, the high efficiency solar cell of the current technology has low manufacturing cost due to high manufacturing cost. Therefore, it is mainly used for special purpose such as satellite, and in most cases, economic efficiency is evaluated by evaluating efficiency and manufacturing cost among various energy sources. Will be. Therefore, technology using solar energy, which is a key alternative energy source of the future, which does not require the use of fossil fuel and can generate electricity without special maintenance, has been developed in the direction of high efficiency and low price for public use.
이상과 같은 태양전지와 관련하여 P-N 접합 구조의 태양전지 내에 다층 구조를 형성하여 태양광의 전파장 영역을 효율적으로 이용하고자 하는 연구가 일부 진행되어 왔다. 여기서, 태양광의 장파장과 단파장을 효율적으로 활용할 수 있도록 탠덤(tandem) 구조를 설계하고, 밴드 갭이 작은 물질인 GaAs, CdSe, InP 등의 물질을 박막으로 형성하여 실리콘 전지의 뒷면에 위치하게 하여, 실리콘 전지가 활용하지 못하는 단파장을 최대한 활용하고자 하는 노력을 하였다. 또한, 최근에는 실리콘 태양전지 내에 여러 층을 두어 약 350∼1000nm에 걸쳐 존재하는 연속 파장으로 구성된 광을 효율적으로 이용하고자 하였다. 이에 반하여, 저가 공정을 채택한 광감응형 태양전지와 복합화한 예는 극히 미미한 실정이다.In relation to the solar cells described above, some studies have been conducted to efficiently utilize the full-wavelength region of the solar cell by forming a multilayer structure in a solar cell having a P-N junction structure. Here, the tandem structure is designed to efficiently utilize the long and short wavelengths of sunlight, and materials such as GaAs, CdSe, and InP, which have a small band gap, are formed in a thin film and placed on the back of the silicon battery. Efforts have been made to make the best use of short wavelengths that silicon cells cannot utilize. Also, in recent years, various layers in silicon solar cells have been attempted to efficiently use light composed of continuous wavelengths existing over about 350 to 1000 nm. On the contrary, the case of complexing with a photosensitive solar cell adopting a low-cost process is very small.
TiO2 또는 ZnO 광감응형 산화물 태양전지에서는 산화물 반도체에 의하여 400nm 이하의 빛을 주로 이용하여 발전하고, 염료를 산화물 반도체에 착색함에 따라 주로 400∼800nm의 빛까지 흡수하여 발전한다. 실리콘계 태양전지의 경우는 400nm 이상의 빛에서 적외선 영역의 아주 약한 빛까지 흡수하여 발전한다.In TiO 2 or ZnO photosensitive oxide solar cells, power is generated mainly by using light of 400 nm or less by an oxide semiconductor, and absorbs and develops light of 400 to 800 nm mainly by coloring dyes on the oxide semiconductor. Silicon-based solar cells generate power by absorbing light from 400nm or more to very weak light in the infrared region.
현재 개발된 염료감응형 태양전지는 어느 정도 투명하지만 기존의 저가 양산용 실리콘 태양전지와 복합화하기에 적합하지 못하다. 왜냐하면, 현재의 염료감응형 태양전지의 투명도로서는 복합화할 경우 충분히 발전할 수 없는 문제가 있기 때문이다. The dye-sensitized solar cell currently developed is somewhat transparent, but it is not suitable to be combined with existing low-cost silicon solar cells for mass production. This is because the transparency of the current dye-sensitized solar cell cannot be sufficiently developed when combined.
한편, 기존의 탠덤 구조는 전술한 바와 같이 밴드 갭이 작은 물질인 GaAs, CdSe, InP 등의 물질을 박막으로 형성하였는데, 재료들의 가격이 비싸고 박막형성 공정에 많은 비용이 소요되어 경제성을 갖지 못하고 있으며, 소면적이나 특수 용도로 제한되어 사용되고 있는 실정이다. 특히, 박막공정 자체가 재현성이 떨어져 품질과 성능이 균질한 셀을 대량으로 생산하는데 적합하지 못한 문제점이 있다.Meanwhile, in the conventional tandem structure, as described above, materials such as GaAs, CdSe, and InP, which are materials having a small band gap, were formed into thin films. However, the materials are expensive and have a high cost in the thin film forming process. However, the situation is limited to small area and special use. In particular, there is a problem that the thin film process itself is not suitable for mass production of cells with uniform quality and performance due to poor reproducibility.
본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 태양광의 장파장과 단파장을 모두 효율적으로 이용하기 위하여 탠덤 구조를 이용하면서 저가 양산용 실리콘 태양전지 위에 고투과성 광감응 태양전지를 복합화함으로써 광변환 효율을 높이고 셀 단가가 낮은 경제성 있는, 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above-mentioned matters, and in order to efficiently use both the long wavelength and the short wavelength of solar light, a high transmissive photosensitive solar cell is compounded on a low-cost mass-production silicon solar cell while using a tandem structure It is an object of the present invention to provide a solar cell having a complex structure of a photosensitive solar cell and a PN-junction silicon-based solar cell having a high economical efficiency and a low cell cost, and a method of manufacturing the same.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지는,In order to achieve the above object, a solar cell having a composite structure of a photosensitive solar cell and a P-N junction silicon solar cell according to the present invention is provided.
P-N 접합 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 및 상기 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 사이에 충전되는 전해질을 구비하여 구성되는 복합구조의 태양전지로서, A solar cell of a composite structure comprising a P-N junction silicon solar cell and a photosensitive solar cell and an electrolyte charged between the silicon solar cell and the photosensitive solar cell,
복합 태양전지 구조체의 최하부층에 마련되는 P-N 접합 실리콘 기판;A P-N bonded silicon substrate provided on the lowermost layer of the composite solar cell structure;
상기 P-N 접합 실리콘 기판 위에 마련되며, 캐리어 수집을 위한 금속배선; A metal wiring provided on the P-N bonded silicon substrate and configured to collect carriers;
상기 금속배선 위에 형성되며, 상기 금속배선에서의 캐리어 수집량을 증대하기 위한 하부 투명 전도성막;A lower transparent conductive film formed on the metal wiring and configured to increase a carrier collection amount in the metal wiring;
상기 하부 투명 전도성막 위에 형성되며, 입사되는 태양광 중의 가시광선 영역에 대한 광감응능의 향상을 위한 광감응층; A photosensitive layer formed on the lower transparent conductive layer and for improving the photosensitive response to visible light in the incident sunlight;
상기 실리콘계 태양전지와 소정 간격 이격되어 접합되는 광감응형 태양전지 구조체의 중심 몸체로서의 유리기판;A glass substrate as a central body of the photosensitive solar cell structure bonded to the silicon solar cell at predetermined intervals;
상기 유리기판의 상면에 형성되며, 입사되는 태양광의 광증배를 위한 광증배막;An optical multiplying layer formed on an upper surface of the glass substrate and configured to multiply the incident sunlight;
상기 유리기판의 하면에 형성되며, 상기 전해질로부터의 전자의 인출을 촉진하기 위한 상부 투명 전도성막; An upper transparent conductive film formed on a lower surface of the glass substrate to facilitate the withdrawal of electrons from the electrolyte;
상기 상부 투명 전도성막의 하면부에 형성되며, 상기 전해질을 매개로 하는 양측 두 개의 전극 중의 타측 전극으로서의 상대 전극; 및A counter electrode formed on a lower surface of the upper transparent conductive film and serving as the other electrode of the two electrodes on both sides of the electrolyte; And
상기 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 사이에 충전되는 산화환원용 전해질을 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다. It is characterized in that it comprises a redox electrolyte charged between the silicon-based solar cell and the photosensitive solar cell.
여기서, 이상과 같은 본 발명의 복합구조의 태양전지는 최종적으로 외부 전극과 연결하여 사용할 시 2개의 터미널 접속을 위한 구조인 바, 만일 4개의 터미널을 접속하여 사용하고자 할 경우에는 상기 실리콘계 태양전지 구조체에 있어서의 하부 투명 전도성막과 광감응층 사이에 절연막과 제3 투명 전도성막이 적층 구조로 더 마련된다. Here, the solar cell of the composite structure of the present invention as described above is a structure for connecting two terminals when finally connected to an external electrode, if the four terminals to be used to connect the silicon-based solar cell structure An insulating film and a third transparent conductive film are further provided between the lower transparent conductive film and the photosensitive layer in the laminated structure.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 제조방법은,In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a solar cell having a composite structure of a photosensitive solar cell and a P-N junction silicon solar cell according to the present invention,
P-N 접합 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 및 상기 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 사이에 충전되는 전해질을 구비하여 구성되는 복합구조의 태양전지를 제조하기 위한 방법으로서,A method for manufacturing a composite solar cell comprising a P-N junction silicon solar cell and a photosensitive solar cell, and an electrolyte charged between the silicon solar cell and the photosensitive solar cell,
a) 상기 실리콘계 태양전지 구조체의 형성을 위해 P-N 접합형 실리콘계열 기판을 형성하는 단계;a) forming a P-N bonded silicon based substrate to form the silicon based solar cell structure;
b) 상기 실리콘계열 기판 상면에 상기 전해질로부터의 캐리어 수집을 위한 금속선을 소정 형태로 배선하는 단계; b) wiring a metal wire for collecting carriers from the electrolyte in a predetermined shape on an upper surface of the silicon based substrate;
c) 상기 금속선이 배선된 실리콘계열 기판 상면에 상기 금속선에서의 캐리어 수집량의 증대를 위한 하부 투명 전도성막을 형성하는 단계; c) forming a lower transparent conductive film on an upper surface of the silicon-based substrate wired with the metal wires to increase a carrier collection amount in the metal wires;
d) 상기 하부 투명 전도성막 위에 입사태양광 중의 가시광선 영역에 대한 광감응능의 향상을 위한 광감응층을 형성하는 단계; d) forming a photosensitive layer on the lower transparent conductive film to improve the photosensitive response to the visible light region of the incident sunlight;
e) 상기 실리콘계 태양전지와 소정 간격 이격되어 접합되는 광감응형 태양전지 구조체의 중심 몸체로서의 유리기판을 마련하고, 그 상면에 입사태양광의 광증배를 위한 광증배막을 형성하는 단계; e) providing a glass substrate as a central body of the photosensitive solar cell structure bonded to the silicon solar cell at a predetermined interval, and forming a photomultiplier layer on the upper surface thereof for light multiplication of incident sunlight;
f) 상기 유리기판의 하면에 상기 전해질로부터의 전자의 인출을 촉진하기 위한 상부 투명 전도성막을 형성하는 단계; f) forming an upper transparent conductive film on the lower surface of the glass substrate to facilitate the withdrawal of electrons from the electrolyte;
g) 상기 상부 투명 전도성막의 하면부에 상기 전해질을 매개로 하는 양측 두 개의 전극 중의 타측 전극으로서의 상대 전극을 형성하는 단계; 및g) forming a counter electrode on the lower surface of the upper transparent conductive film as the other electrode of the two electrodes on both sides of the electrolyte; And
h) 상기 단계 a)에서 d)까지에 의해 형성된 실리콘계 태양전지 구조체와 상기 단계 e)에서 g)까지에 의해 형성된 광감응형 태양전지 구조체를 소정 간격 이격하여 접합하고, 그 두 태양전지 구조체 사이의 공간에 전해질을 충전하고 마무리하여 복합구조 태양전지의 제조를 완료하는 단계를 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다. h) bonding the silicon-based solar cell structure formed by the steps a) to d) and the photosensitive solar cell structure formed by the steps e) to g) at a predetermined interval, and between the two solar cell structures It is characterized in that it comprises a step of completing the manufacturing of the composite structure solar cell by filling and finishing the electrolyte in the space.
여기서, 이상과 같은 본 발명의 복합구조의 태양전지의 제조방법은 복합구조의 태양전지를 최종적으로 외부 전극과 연결하여 사용할 시 2개의 터미널 접속을 위한 것인 바, 만일 4개의 터미널을 접속하여 사용하고자 할 경우에는, 상기 단계 d)에서의 하부 투명 전도성막 위에 광감응층을 형성하기 전에, 상기 단계 c)에서의 하부 투명 전도성막을 형성한 후, 그 하부 투명 전도성막 위에 절연막과 제3 투명 전도성막을 차례로 적층 형성하는 단계를 더 포함한다.Here, the manufacturing method of the solar cell of the composite structure of the present invention as described above is for connecting two terminals when the solar cell of the composite structure is finally connected to the external electrode, it is used by connecting four terminals If desired, before forming the photosensitive layer on the lower transparent conductive film in step d), after forming the lower transparent conductive film in step c), the insulating film and the third transparent conductive film on the lower transparent conductive film Laminating the films in turn.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 구조를 보여주는 도면이다.1 is a view showing the structure of a solar cell having a composite structure of a photosensitive solar cell and a P-N junction silicon solar cell according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지(100)는 P-N 접합 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 및 상기 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 사이에 충전되는 전해질을 구비하여 구성되는 복합구조의 태양전지로서, P-N 접합 실리콘 기판 (110), 금속 배선(120), 하부 투명 전도성막(130), 광감응층(140), 유리기판(150), 광증배막(160), 상부 투명 전도성막(170), 상대 전극(180), 전해질(190)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, a solar cell 100 having a complex structure of a photosensitive solar cell and a PN junction silicon solar cell according to the present invention includes a PN junction silicon solar cell and a photosensitive solar cell and the silicon solar cell and the light. A solar cell having a composite structure including an electrolyte charged between sensitized solar cells, the PN junction silicon substrate 110, the metal wiring 120, the lower transparent conductive film 130, the photosensitive layer 140, The glass substrate 150, the photomultiplier layer 160, the upper transparent conductive layer 170, the counter electrode 180, and the electrolyte 190 are configured to be included.
상기 P-N 접합 실리콘 기판(110)은 P-N 접합 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지가 접합된 복합 태양전지 구조체의 실리콘계 태양전지의 중심 몸체를 이루는 것으로서 복합 태양전지 구조체의 최하부층에 마련된다. 여기서, 이와 같은 P-N 접합 실리콘 기판(110)으로는 다결정 실리콘이나 비정질 실리콘 또는 TCO (Transparent Conductive Oxide) 위에 실리콘(또는 Si-Ge)이 혼합된 합금 재질이 사용될 수 있다. The P-N bonded silicon substrate 110 forms a central body of the silicon based solar cell of the composite solar cell structure in which the P-N bonded silicon solar cell and the photosensitive solar cell are bonded to each other. Here, as the P-N bonded silicon substrate 110, an alloy material in which silicon (or Si-Ge) is mixed on polycrystalline silicon, amorphous silicon, or transparent conductive oxide (TCO) may be used.
상기 금속 배선(120)은 P-N 접합 실리콘 기판(110) 위에 마련되며, 캐리어 수집을 위한 것이다. The metal wire 120 is provided on the P-N bonded silicon substrate 110 and is used for carrier collection.
상기 하부 투명 전도성막(130)은 금속 배선(120) 위에 형성되며, 금속 배선 (120)에 의한 캐리어의 수집량을 증대하기 위한 것이다. 여기서, 이와 같은 하부 투명 전도성막(130)의 재질로는 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine Tin Oxide), ZnO 등이 사용될 수 있다. The lower transparent conductive layer 130 is formed on the metal wire 120 to increase the collection amount of the carrier by the metal wire 120. Here, as the material of the lower transparent conductive layer 130, indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), ZnO, or the like may be used.
상기 광감응층(140)은 하부 투명 전도성막(130) 위에 형성되며, 입사되는 태양광 중의 가시광선 영역에 대한 광감응능의 향상을 위한 것이다. 여기서, 이 광감응층(140)은 광흡수성을 높임으로써 광전변환효율을 높이기 위하여 바람직하게는 나노 크기(약 20∼50nm)의 개질분말(예를 들면, 금속이 도핑된 TiO2 또는 ZnO)을 스크린 프린팅법으로 하부 투명 전도성막(130) 위에 소정 두께 만큼 코팅함으로써 형성된다.The photosensitive layer 140 is formed on the lower transparent conductive layer 130 and is for improving the photosensitive response to the visible light region of the incident sunlight. Here, the photosensitive layer 140 is preferably a nano-sized (about 20 to 50nm) modified powder (for example, TiO 2 or ZnO doped with metal) in order to increase the photoabsorption efficiency to increase the photoelectric conversion efficiency. It is formed by coating a predetermined thickness on the lower transparent conductive film 130 by the screen printing method.
상기 유리기판(150)은 실리콘계 태양전지와 소정 간격 이격되어 접합되는 광감응형 태양전지 구조체의 중심 몸체 역할을 한다.The glass substrate 150 serves as a central body of the photosensitive solar cell structure that is bonded to the silicon-based solar cell and spaced apart by a predetermined distance.
상기 광증배막(160)은 유리기판(150)의 상면에 형성되며, 입사되는 태양광의 광증배를 위한 것이다. 여기서, 이 광증배막(160)은 고밀도 고투과성의 ZnO를 증착함으로써 형성된다. The photomultiplier layer 160 is formed on the upper surface of the glass substrate 150, and is for light multiplication of incident sunlight. Here, the photomultiplier film 160 is formed by depositing high density and high permeability ZnO.
상기 상부 투명 전도성막(170)은 유리기판(150)의 하면에 형성되며, 상기 전해질로부터의 전자의 인출을 촉진하기 위한 것이다. 여기서, 이 상부 투명 전도성막(170)의 재질로는 상기 하부 투명 전도성막(130)과 마찬가지로 ITO, FTO, ZnO 등이 사용될 수 있다. The upper transparent conductive layer 170 is formed on the lower surface of the glass substrate 150 to facilitate the withdrawal of electrons from the electrolyte. Here, as the material of the upper transparent conductive film 170, ITO, FTO, ZnO, or the like may be used as in the lower transparent conductive film 130.
상기 상대 전극(180)은 상부 투명 전도성막(170)의 하면부에 형성되며, 상기 전해질을 매개로 하는 양측 두 개의 전극 중의 타측 전극으로서의 역할을 한다. 이 상대 전극(180)의 재질로는 백금(Pt)이 사용된다.The counter electrode 180 is formed on a lower surface of the upper transparent conductive layer 170 and serves as the other electrode of the two electrodes on both sides of the electrolyte. Platinum Pt is used as the material of the counter electrode 180.
상기 전해질(190)은 상기 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 사이에 충전되며, 산화환원 매개체 역할을 한다. 여기서, 이 전해질(190)로는 투명 액체전해질, semi-gel형 전해질, 투명 고체형 전해질 중의 어느 하나가 사용된다.The electrolyte 190 is charged between the silicon-based solar cell and the photosensitive solar cell, and serves as a redox mediator. Here, any one of a transparent liquid electrolyte, a semi-gel electrolyte, and a transparent solid electrolyte is used as the electrolyte 190.
그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 제조과정에 대하여 설명해 보기로 한다. Then, the manufacturing process of the solar cell having a complex structure of the photosensitive solar cell and the P-N junction silicon-based solar cell according to the present invention having the configuration as described above will be described.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 제조 공정을 보여주는 도면이다.2A to 2D are views illustrating a manufacturing process of a solar cell having a composite structure of a photosensitive solar cell and a P-N junction silicon solar cell according to the present invention.
도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 제조방법은 P-N 접합 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 및 상기 실리콘계 태양전지와 광감응형 태양전지 사이에 충전되는 전해질을 구비하여 구성되는 복합구조의 태양전지를 제조하기 위한 방법으로서, 먼저 상기 실리콘계 태양전지 구조체의 형성을 위해 P-N 접합형 실리콘계열 기판 (110)을 형성하게 된다. 여기서, 이 P-N 접합형 실리콘계열 기판(110)의 형성을 위해 다결정 실리콘이나 비정질 실리콘 또는 TCO(Transparent Conductive Oxide) 위에 실리콘(또는 Si-Ge)이 혼합된 합금 재질이 사용될 수 있다. Referring to FIG. 2A, a method of manufacturing a solar cell having a complex structure of a photosensitive solar cell and a PN junction silicon solar cell according to the present invention includes a PN junction silicon solar cell, a photosensitive solar cell, and the silicon solar cell and the light. As a method for manufacturing a solar cell of a composite structure consisting of an electrolyte charged between the sensitized solar cell, first to form a PN junction type silicon substrate 110 to form the silicon-based solar cell structure. Here, an alloy material in which silicon (or Si-Ge) is mixed on polycrystalline silicon, amorphous silicon, or transparent conductive oxide (TCO) may be used to form the P-N bonded silicon-based substrate 110.
실리콘 기판(110)의 형성이 완료되면, 그 실리콘 기판(110) 상면에 상기 전해질로부터의 캐리어 수집을 위한 금속선(120)을 소정 형태로 배선한다. 그리고, 그 금속선(120)이 배선된 실리콘 기판(110) 상면에 금속선(120)에서의 캐리어 수집량의 증대를 위한 하부 투명 전도성막(130)을 형성한다. 여기서, 이 하부 투명 전도성막(130)의 재질로는 ITO, FTO, ZnO 등이 사용될 수 있으며, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), 도금법(eletroplating) 등을 이용하여 형성한다. When the formation of the silicon substrate 110 is completed, the metal wire 120 for collecting carriers from the electrolyte is wired on a top surface of the silicon substrate 110 in a predetermined form. A lower transparent conductive film 130 is formed on the upper surface of the silicon substrate 110 to which the metal wire 120 is wired to increase the amount of carrier collection in the metal wire 120. In this case, ITO, FTO, ZnO, or the like may be used as the material of the lower transparent conductive layer 130, and may be formed by using physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), or plating (eletroplating).
이렇게 하여 하부 투명 전도성막(130)의 형성이 완료되면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 하부 투명 전도성막(130) 위에 입사태양광 중의 가시광선 영역에 대한 광감응능의 향상을 위한 광감응층(140)을 형성한다. 여기서, 이 광감응층 (140)은 광흡수성을 높임으로써 광전변환효율을 높이기 위하여 바람직하게는 나노 크기(약 20∼50nm)의 개질분말(예를 들면, 금속이 도핑된 TiO2 또는 ZnO)을 스크린 프린팅법(또는 tape casting)으로 하부 투명 전도성막(130) 위에 소정 두께 만큼 코팅한 후, 삼파장(적외선) 램프로 건조한 다음 약 500℃ 부근에서 열처리함으로써 형성된다.When the formation of the lower transparent conductive layer 130 is completed in this way, as shown in FIG. 2B, the photosensitive layer for improving the photosensitivity of the visible light region of the incident sunlight on the lower transparent conductive layer 130 is shown. Form layer 140. In this case, the photosensitive layer 140 is preferably a nano-sized (about 20 to 50nm) modified powder (for example, TiO 2 or ZnO doped with metal) in order to increase photoelectric conversion efficiency. After coating a predetermined thickness on the lower transparent conductive film 130 by screen printing (or tape casting), it is formed by drying with a three-wavelength (infrared) lamp and heat-treated at about 500 ° C.
이상에 의해 일단 실리콘계 태양전지 구조체의 제조가 완료된다. 다음에는 도 2c에서와 같이, 실리콘계 태양전지와 소정 간격 이격되어 접합되는 광감응형 태양전지 구조체의 중심 몸체로서의 유리기판(150)을 마련하고, 그 상면에 입사태양광의 광증배를 위한 광증배막(160)을 형성한다. 이 광증배막(160)은 고밀도 고투과성의 ZnO를 증착함으로써 형성된다. 여기서, 바람직하게는 광흡수효율을 증대시키기 위하여 이 광증배막(160) 위에 상기 광감응층(140)에서와 같은 개질분말(금속이 도핑된 TiO2 또는 ZnO)을 코팅처리한다. 이에 의해 형성된 다공성막은 기존의 TiO2 또는 ZnO를 이용한 막에 의한 단파장(400nm 이하) 광변환효율보다 광흡수영역을 가시광선 영역으로 확장하여 광변환효율을 한층 증대시키게 된다.By the above, manufacture of a silicon type solar cell structure is completed once. Next, as shown in Figure 2c, the glass substrate 150 as a central body of the photosensitive solar cell structure is bonded to a silicon-based solar cell spaced apart by a predetermined interval, and a photomultiplier film for photomultiplication of incident sunlight on the upper surface ( 160). This photomultiplier film 160 is formed by depositing high density, high permeability ZnO. Here, in order to increase the light absorption efficiency, the modified powder (metal-doped TiO 2 or ZnO) as in the photosensitive layer 140 is coated on the photomultiplier layer 160. The porous membrane formed thereby increases the light conversion efficiency by extending the light absorption region to the visible light region rather than the short wavelength (400 nm or less) light conversion efficiency of the conventional TiO 2 or ZnO-based film.
광증배막(160)의 형성이 완료되면, 유리기판(150)의 하면에 상기 전해질로부터의 전자의 인출을 촉진하기 위한 상부 투명 전도성막(170)을 형성한다. 이 상부 투명 전도성막(170)의 재질로는 상기 하부 투명 전도성막(130)과 마찬가지로 ITO, FTO, ZnO 등이 사용될 수 있다. When the formation of the photomultiplier layer 160 is completed, an upper transparent conductive layer 170 is formed on the bottom surface of the glass substrate 150 to promote the withdrawal of electrons from the electrolyte. As the material of the upper transparent conductive film 170, ITO, FTO, ZnO, or the like may be used as in the lower transparent conductive film 130.
상부 투명 전도성막(170)의 형성이 완료되면, 그 상부 투명 전도성막(170)의 하면부에 상기 전해질을 매개로 하는 양측 두 개의 전극 중의 타측 전극으로서의 상대 전극(180)을 형성한다. 이 상대 전극(180)의 재질로는 백금(Pt)이 사용된다.When formation of the upper transparent conductive film 170 is completed, a counter electrode 180 is formed on the lower surface of the upper transparent conductive film 170 as the other electrode of the two electrodes on both sides of the electrolyte. Platinum Pt is used as the material of the counter electrode 180.
이상에 의해 광감응형 태양전지 구조체의 제조가 완료되면, 도 2d에서와 같이, 이 광감응형 태양전지 구조체를 상기 도 2b의 실리콘계 태양전지 구조체와 소정 간격 이격하여 접합하고, 그 두 태양전지 구조체 사이의 공간에 전해질(190)을 충전하고 마무리하여 복합구조 태양전지의 제조를 완료한다. 여기서, 상기 충전되는 전해질(190)로는 투명 액체전해질, semi-gel형 전해질, 투명 고체형 전해질 중의 어느 하나가 사용된다. 이상에 의해 복합구조 태양전지의 제조가 완료되면, 최종적으로 완성된 태양전지 셀에 외부 전극을 연결하여 사용하게 된다. When the photosensitive solar cell structure is manufactured by the above, as shown in FIG. 2D, the photosensitive solar cell structure is bonded to the silicon solar cell structure of FIG. 2B at a predetermined interval, and the two solar cell structures are bonded to each other. The electrolyte 190 is filled and finished in the space therebetween to complete the manufacture of the composite structure solar cell. Here, any one of a transparent liquid electrolyte, a semi-gel electrolyte, and a transparent solid electrolyte is used as the electrolyte 190 to be filled. When the manufacturing of the composite structure solar cell is completed by the above, it is used to connect the external electrode to the finally completed solar cell.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 구조를 보여주는 도면이다.On the other hand, Figure 3 is a view showing the structure of a solar cell having a composite structure of a photosensitive solar cell and a P-N junction silicon-based solar cell according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 이는 4개의 터미널 접속을 위한 복합구조 태양전지를 나타낸 것으로서, 상기 도 1 및 도 2a 내지 도 2d에 도시된 복합구조 태양전지가 최종적으로 외부 전극과 연결하여 사용할 시 2개의 터미널 접속을 위한 것인데 반해, 이 도 3에 도시된 구조는 4개의 터미널을 접속하여 사용하고자 할 경우를 위한 것이다. 따라서, 본 다른 실시예를 설명함에 있어서, 상기 도 1 및 도 2a 내지 도 2d에 도시된 복합구조 태양전지와 동일한 구성요소 및 제조 방법들에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 부분들에 대해서만 설명하기로 한다. Referring to FIG. 3, this shows a composite structured solar cell for four terminal connections. When the composite structured solar cell shown in FIGS. 1 and 2A to 2D is finally used in connection with an external electrode, two terminals are used. While for connection, the structure shown in FIG. 3 is for the case where four terminals are to be connected and used. Therefore, in describing the present embodiment, the same components and manufacturing methods as those of the composite structured solar cell shown in FIGS. 1 and 2A to 2D will be omitted, and only other portions will be described. do.
즉, 이 다른 실시예의 경우 상기 도 1의 복합구조 태양전지에서의 실리콘계 태양전지 구조체에 있어서의 하부 투명 전도성막(130)과 광감응층(140) 사이에 절연막(310)과 제3 투명 전도성막(320)이 적층 구조로 더 구비되는 점이 특징적으로 다르다. 그리고, 그 제조 방법에 있어서도 이와 같은 복합구조 태양전지의 제조를 위해 상기 도 2b에서의 하부 투명 전도성막(130) 위에 광감응층(140)을 형성하기 전에, 상기 도 2a에서의 하부 투명 전도성막(130)을 형성한 후, 그 하부 투명 전도성막(130) 위에 절연막(310)과 제3 투명 전도성막(320)을 차례로 적층 형성하는 단계를 더 포함하게 되는 것이다. That is, in this embodiment, the insulating film 310 and the third transparent conductive film between the lower transparent conductive film 130 and the photosensitive layer 140 in the silicon-based solar cell structure of the composite structure solar cell of FIG. 1. It is characteristically different that the 320 is further provided in a laminated structure. Also, in the manufacturing method thereof, before the photosensitive layer 140 is formed on the lower transparent conductive film 130 of FIG. 2B to manufacture such a composite structure solar cell, the lower transparent conductive film of FIG. 2A is formed. After forming the 130, the step of sequentially stacking the insulating layer 310 and the third transparent conductive layer 320 on the lower transparent conductive layer 130 is performed.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지 및 그 제조방법은 광감응형 태양전지 구조체의 유리기판 전면에 고밀도, 고투과성 ZnO 박막에 의한 광증배막이 형성되고, 그 위에 개질분말을 코팅함으로써 형성된 다공성 막이 존재하므로, 종래의 단순 TiO2 또는 ZnO 막보다 광흡수영역을 가시광선 영역으로 더 넓혀 광변환효율을 더욱 증대시킬 수 있다. 또한, P-N 접합 실리콘계 태양전지 구조체의 실리콘 기판 위에 투명 전도막을 증착함으로써 캐리어 수집 효율을 증대시킬 수 있고, 다공성인 개질분말을 이용한 광감응층을 형성함으로써 광흡수성을 높여 광변환효율을 증대시킬 수 있으며, P-N 접합 실리콘계 태양전지와 복합화함으로써 저가 공정으로 셀 단가가 낮은 경제성 있는 복합구조의 태양전지를 제공할 수 있는 장점이 있다.As described above, a solar cell having a complex structure of a photosensitive solar cell and a PN-junction silicon-based solar cell according to the present invention and a method of manufacturing the same have a high density, high permeability ZnO thin film on the entire glass substrate of the photosensitive solar cell structure Since a photomultiplier film is formed and a porous film formed by coating the modified powder thereon, the light absorption region is wider in the visible light region than the conventional simple TiO 2 or ZnO film, thereby further increasing the light conversion efficiency. In addition, the carrier collection efficiency can be increased by depositing a transparent conductive film on the silicon substrate of the PN junction silicon-based solar cell structure, and the light conversion efficiency can be increased by increasing the light absorption by forming a photosensitive layer using a porous modified powder. By complexing with PN-junction silicon-based solar cells, there is an advantage in that an economical composite solar cell with low cell cost can be provided in a low cost process.
도 1은 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 구조를 보여주는 도면.1 is a view showing the structure of a solar cell having a complex structure of a photosensitive solar cell and a P-N junction silicon solar cell according to the present invention.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 제조 공정을 보여주는 도면.2a to 2d is a view showing a manufacturing process of a solar cell having a composite structure of a photosensitive solar cell and a P-N junction silicon-based solar cell according to the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광감응형 태양전지와 P-N 접합 실리콘계 태양전지의 복합구조를 갖는 태양전지의 구조를 보여주는 도면.3 is a view showing the structure of a solar cell having a composite structure of a photosensitive solar cell and a P-N junction silicon-based solar cell according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110...실리콘 기판 120...금속배선110 Silicon substrate 120 Metal wiring
130...하부 투명 전도성막 140...광감응층130 ... lower transparent conductive film 140 ... photosensitive layer
150...유리기판 160...광증배막150 ... glass substrate 160 ... photomultiplier
170...상부 투명 전도성막 180...상대전극170 ... top transparent conductive layer 180 ... relative electrode
190...전해질 310...절연막190 electrolyte 310 insulation film
320...제3 투명 전도성막320 ... third transparent conductive film
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040048345A KR100624765B1 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Light sensitized and P-N junction silicon complexed solar cell and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040048345A KR100624765B1 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Light sensitized and P-N junction silicon complexed solar cell and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050122721A true KR20050122721A (en) | 2005-12-29 |
| KR100624765B1 KR100624765B1 (en) | 2006-09-20 |
Family
ID=37294492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040048345A KR100624765B1 (en) | 2004-06-25 | 2004-06-25 | Light sensitized and P-N junction silicon complexed solar cell and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100624765B1 (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100880946B1 (en) * | 2006-07-03 | 2009-02-04 | 엘지전자 주식회사 | Solar Cell and Manufacturing Method thereof |
| WO2011143250A2 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Sierra Solar Power, Inc. | Solar cell with a shade-free front electrode |
| US9214576B2 (en) | 2010-06-09 | 2015-12-15 | Solarcity Corporation | Transparent conducting oxide for photovoltaic devices |
| US9281436B2 (en) | 2012-12-28 | 2016-03-08 | Solarcity Corporation | Radio-frequency sputtering system with rotary target for fabricating solar cells |
| US9461189B2 (en) | 2012-10-04 | 2016-10-04 | Solarcity Corporation | Photovoltaic devices with electroplated metal grids |
| US9496427B2 (en) | 2013-01-11 | 2016-11-15 | Solarcity Corporation | Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes |
| US9624595B2 (en) | 2013-05-24 | 2017-04-18 | Solarcity Corporation | Electroplating apparatus with improved throughput |
| US9761744B2 (en) | 2015-10-22 | 2017-09-12 | Tesla, Inc. | System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer |
| US9800053B2 (en) | 2010-10-08 | 2017-10-24 | Tesla, Inc. | Solar panels with integrated cell-level MPPT devices |
| US9842956B2 (en) | 2015-12-21 | 2017-12-12 | Tesla, Inc. | System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures |
| US9865754B2 (en) | 2012-10-10 | 2018-01-09 | Tesla, Inc. | Hole collectors for silicon photovoltaic cells |
| US9887306B2 (en) | 2011-06-02 | 2018-02-06 | Tesla, Inc. | Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application |
| US9899546B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-02-20 | Tesla, Inc. | Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste |
| US10074755B2 (en) | 2013-01-11 | 2018-09-11 | Tesla, Inc. | High efficiency solar panel |
| US10309012B2 (en) | 2014-07-03 | 2019-06-04 | Tesla, Inc. | Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing |
| US11190128B2 (en) | 2018-02-27 | 2021-11-30 | Tesla, Inc. | Parallel-connected solar roof tile modules |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101026362B1 (en) | 2009-09-25 | 2011-04-05 | 한국과학기술원 | Silicon solar cell |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5401331A (en) | 1993-09-07 | 1995-03-28 | Midwest Research Institute | Substrate for thin silicon solar cells |
| EP0948004A1 (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-06 | Akzo Nobel N.V. | Method for making a photovoltaic cell containing a dye |
| JP2002216861A (en) | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Fujikura Ltd | Pigment sensitized solar cell, and manufacturing method of the same |
| JP2004111216A (en) | 2002-09-18 | 2004-04-08 | Inst Of Research & Innovation | Dye-sensitized solar cell and nano-carbon electrode |
| JP2004119129A (en) | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Tokai Rubber Ind Ltd | Manufacturing method of dye-sensitized solar cell, and dye-sensitized solar cell obtained by it |
-
2004
- 2004-06-25 KR KR1020040048345A patent/KR100624765B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100880946B1 (en) * | 2006-07-03 | 2009-02-04 | 엘지전자 주식회사 | Solar Cell and Manufacturing Method thereof |
| WO2011143250A2 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Sierra Solar Power, Inc. | Solar cell with a shade-free front electrode |
| WO2011143250A3 (en) * | 2010-05-11 | 2012-04-19 | Sierra Solar Power, Inc. | Solar cell with a shade-free front electrode |
| US9214576B2 (en) | 2010-06-09 | 2015-12-15 | Solarcity Corporation | Transparent conducting oxide for photovoltaic devices |
| US10084107B2 (en) | 2010-06-09 | 2018-09-25 | Tesla, Inc. | Transparent conducting oxide for photovoltaic devices |
| US9800053B2 (en) | 2010-10-08 | 2017-10-24 | Tesla, Inc. | Solar panels with integrated cell-level MPPT devices |
| US9887306B2 (en) | 2011-06-02 | 2018-02-06 | Tesla, Inc. | Tunneling-junction solar cell with copper grid for concentrated photovoltaic application |
| US9461189B2 (en) | 2012-10-04 | 2016-10-04 | Solarcity Corporation | Photovoltaic devices with electroplated metal grids |
| US9865754B2 (en) | 2012-10-10 | 2018-01-09 | Tesla, Inc. | Hole collectors for silicon photovoltaic cells |
| US9281436B2 (en) | 2012-12-28 | 2016-03-08 | Solarcity Corporation | Radio-frequency sputtering system with rotary target for fabricating solar cells |
| US10074755B2 (en) | 2013-01-11 | 2018-09-11 | Tesla, Inc. | High efficiency solar panel |
| US9496427B2 (en) | 2013-01-11 | 2016-11-15 | Solarcity Corporation | Module fabrication of solar cells with low resistivity electrodes |
| US9624595B2 (en) | 2013-05-24 | 2017-04-18 | Solarcity Corporation | Electroplating apparatus with improved throughput |
| US10309012B2 (en) | 2014-07-03 | 2019-06-04 | Tesla, Inc. | Wafer carrier for reducing contamination from carbon particles and outgassing |
| US9899546B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-02-20 | Tesla, Inc. | Photovoltaic cells with electrodes adapted to house conductive paste |
| US9761744B2 (en) | 2015-10-22 | 2017-09-12 | Tesla, Inc. | System and method for manufacturing photovoltaic structures with a metal seed layer |
| US9842956B2 (en) | 2015-12-21 | 2017-12-12 | Tesla, Inc. | System and method for mass-production of high-efficiency photovoltaic structures |
| US11190128B2 (en) | 2018-02-27 | 2021-11-30 | Tesla, Inc. | Parallel-connected solar roof tile modules |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100624765B1 (en) | 2006-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100624765B1 (en) | Light sensitized and P-N junction silicon complexed solar cell and manufacturing method thereof | |
| US7649140B2 (en) | Photovoltaic module with full utilization of surface area | |
| US6784361B2 (en) | Amorphous silicon photovoltaic devices | |
| CN108140735A (en) | More maqting type photoelectric conversion devices and photoelectric conversion module | |
| Gota et al. | Energy yield modelling of textured perovskite/silicon tandem photovoltaics with thick perovskite top cells | |
| JP2006210780A (en) | Multilayered photoelectric transfer device | |
| US8227733B2 (en) | Combined photoelectric conversion device | |
| JPS60149178A (en) | Solar cell | |
| KR100581840B1 (en) | Light sensitized and P-N junction complexed solar cell and manufacturing method thereof | |
| KR20080107181A (en) | High efficiency solar cell | |
| CN117321776A (en) | Multi-junction solar cell | |
| JP5248821B2 (en) | Composite solar cell | |
| CN103646974B (en) | A kind of high power concentrator silicon solar cell and preparation method thereof | |
| TW201025646A (en) | Semiconductor device and method of producing a semiconductor device | |
| JP2009135395A (en) | Photoelectric conversion device, photovoltaic generator, and photoelectric conversion module | |
| KR100624764B1 (en) | Light-sensitized solar cell having plural light-sensitizing layers and mafacturing method thereof | |
| KR100572927B1 (en) | Organic and inorganic complex solar cell and manufacturing thereof | |
| TWI543383B (en) | Buried electrode solar cells, production methods, and multi - face Solar module | |
| CN115020519B (en) | Solar laminated battery, battery assembly and photovoltaic system | |
| CN219800864U (en) | Solar cell, cell module and photovoltaic system | |
| JP2630657B2 (en) | Manufacturing method of integrated multilayer amorphous solar cell | |
| CN118738178A (en) | Laminate, photovoltaic module and preparation method of laminate | |
| CN117956876A (en) | Perovskite battery manufacturing method, perovskite battery, battery assembly and photovoltaic system | |
| CN118136711A (en) | Heterojunction solar cell, preparation method thereof, cell module and photovoltaic system | |
| JPS61234575A (en) | Amorphous solar battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110901 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |