KR20080069089A - 버퍼층을 포함하는 실리콘 박막형 광기전력 변환소자 및 그제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 새로운 버퍼층의 성장을 통한 고효율의 실리콘 박막형 광기전력 변환소자에 관한 것으로서, 농도구배에 따라 고농도에서 저농도로 조성이 달라지는 주석(Sn)을 포함하는 버퍼층을 투명전도막과 반도체층 사이에 형성한다.
본 발명에 따르면, 수소 플라즈마로 인해 발생하는 투명전도막의 결함과 투명전도막과 반도체층의 접촉저항으로 인한 결함의 발생을 제거하여 고효율과 고신뢰도의 광기전력 변환소자를 얻을 수 있다.
광기전력 변환소자, 버퍼층, 실리콘, 투명전도막, 반도체층, 수소플라즈마
Description
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 실리콘 태양전지 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층을 포함하는 실리콘 박막형 태양전지 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층을 한 개(3a) 또는 두 개(3b)의 층으로 투명전도막 위에 형성하는 공정을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층을 투명전도막 위에 형성하는 단계를 나타내는 태양전지의 단면도이다.
｛도면의 주요부분에 대한 부호의 설명｝
100,200 : 글래스 기판 101,201,301,401 : 투명전도막
102,202,302 : p형 반도체층 103,203 : i형 반도체층
104,204 : n형 반도체층 105,205 : 투명전도막
106,206 : 금속전극층 210,310,410 : 버퍼층
312,412 : 초기 버퍼층 311,411 : 후기 버퍼층
본 발명은 버퍼층의 성장을 통한 고효율의 실리콘 박막형 광기전력 변환소자와 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 농도구배에 따라 고농도에서 저농도로 조성이 달라지는 주석(Sn)을 포함하는 버퍼층을 불소가 도핑된 SnO2 등의 물질로 이루어진 투명전도막과 p형 반도체층 사이에 형성하여 투명전도막과 반도체층의 결함을 제거하여 고효율과 고신뢰성을 가지는 광기전력 변환소자를 제공하는 것이다.
태양광발전은 신 재생 에너지를 이용하여 환경의 파괴를 일으키지 않고 그 에너지원을 어디에서든지 얻을 수 있다는 장점으로 인해 차세대 청정 에너지원으로서의 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 태양광발전용으로 널리 상용화되어 있는 실리콘 단결정 태양전지는 고가의 웨이퍼 사용으로 인한 높은 제조 단가로 인하여 그 사용이 제한받고 있다.
이러한 문제를 해결하고 원재료의 비용을 획기적으로 절감하면서도 고효율과 고신뢰도를 얻을 수 있는 박막형 태양전지의 개발을 위해 여러 가지 시도들이 제안되고, 연구되고 있다.
현재 제조되고 있는 비정질(amorphous), 미세 결정질(microcrystalline), 그리고 다결정질(polycrystalline)의 실리콘을 이용한 박막형 태양전지는 그 단면구조가 거 1에 도시된 바와 같다.
도 1에서 나타난 바와 같이 종래의 태양전지의 구조는 글래스 기판(100) 위에 투명전도막(101), p-i-n 형의 실리콘 반도체층(102, 103, 104), 투명전도막(105), 금속전극층(106)을 차례로 적층시킨 구조이다.
종래의 태양전지에서 보다 높은 효율을 얻기 위한 방법으로 서로 다른 광학적 밴드갭(band gap)을 가진 이들 태양전지 모듈들을 직렬로 접속시키는 탠덤형 태양전지(tandem cell)의 구조가 제시되고 있다.
이러한 태양전지의 구조에서 p형 반도체층은 높은 광학적 밴드갭을 가질 것과 투명전도막과의 뛰어난 계면특성이 요구되는데, 두께 수 십 나노미터(nm) 정도의 비정질이나 미정질의 수소화된 실리콘(Si)층과 SiC층이 높은 효율을 얻기 위한 실리콘 박막형 태양전지에서 대표적으로 이용되고 있다.
하지만 p형 반도체층의 생성을 위해 요구되는 수소 플라즈마(plasma) 환경하에서는 불소가 도핑된 SnO2등으로 이루어진 투명전도막의 안정성이 낮아지고 그로 인하여 전도막의 표면에서 산소의 환원작용(desorption)이 발생하여 전위(dislocation)를 포함하는 다량의 결함(defect)들과 조절불능의 금속 주석(Sn)층의 생성을 피할 수 없게 되는 문제가 생긴다.
결과적으로 투명전도막과 p형 반도체층 사이의 계면에는 결함들이 다량 존재 하며, 이들이 캐리어(carrier)의 재결합을 조장하고 광전 변환효율을 감소시키는 역할을 한다.
이러한 결함들의 생성을 피하기 위해, 투명전도막과 p형 반도체층 사이의 계면에 매우 얇은 수소화된 Si나 SiC 로 이루어진 버퍼층이 일반적으로 삽입된다.
이들 버퍼층을 삽입하여 투명전도막과 p형 반도체층 사이의 접촉저항을 줄이고, p층의 생성을 위해 요구되는 높은 플라즈마 밀도로부터 투명전극막을 보호하는 시도가 진행되어왔다. 수소화된 SiC가 p형 반도체로 이용될 때 수소화된 미정질 Si을 버퍼층으로 삽입하는 것이 한 예이다. 그러나 이 구조 또한 버퍼층의 생성을 위한 수소 플라즈마의 적용 때문에 결함이 생성되고, 산소 결함 주석(Sn)층이 생성되는 것을 피할 수 없다. 그리고 다정질 투명전도막 위에 이종물질인 버퍼층을 생성시키는 것은 상(phase)이나 격자(lattice)상의 미스매치(mismatch)로 인한 접촉저항을 제거할 수 없다. 또한 수소 플라즈마 환경 하에서 투명전도막 내부에 수소의 벌크 확산(bulk diffusion)으로 인한 변형을 피할 수 없는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 태양전지 구조의 투명전도막과 반도체층 사이의 결함과 접촉저항에 관한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수소 플라즈마 환경 하에서도 투명전도막이 보호되고 결함생성이 억제되며 투명전도막과 반도체층 간의 접촉저항이 제거되는 구조를 가지는 태양전지를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 종래 태양전지 제조공정에 대해 별도의 다른 공정을 추가함 없이 의도적으로 농도구배가 조성된 주석을 포함하는 버퍼층을 생성하는 공정만으로 간편하고 효율적으로 종래의 태양전지의 문제점을 해결할 수 있는 태양전지의 제조방법을 제시하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광기전력 변환소자는 단일접합 실리콘 기반 태양전지의 구조나 탠덤형 실리콘 기반 태양전지 구조에 존재하는 투명전도막과 q반도체층 사이에 의도적으로 생성된 농도의 조성 경사구조를 가지는 주석(Sn)을 포함하는 단층 또는 다층의 버퍼층을 삽입한다. 즉, 농도구배에 따라 고농도에서 저농도로 조성이 달라지는 주석(Sn)을 포함하는 버퍼층이 투명전도막과 반도체층 사이에 적어도 하나 이상의 층으로 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 버퍼층은 수소화된 SiSn, 수소화된 SiSnO, 수소화된 SiSnC, 수소화된 SiSnCO 등에서 하나 이상 선택되는 물질로 이루어질 수 있다.
상기 버퍼층이 다층으로 구비되는 경우, 다층의 버퍼층은 수소화된 SiSn, 수소화된 SiSnO, 수소화된 SiSnC, 수소화된 SiSnCO 등의 물질로 이루어지는 초기 버퍼층과, 수소화된 Si, 수소화된 SiC 등의 물질로 이루어지는 후기 버퍼층일 수 있다.
상기 버퍼층의 결정구조는 비정질, 미세 결정질(미정질) 또는 다결정질(다정질) 구조를 가질 수 있으며 p형으로 도핑되거나 도핑없이 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 투명전도막은 특히 불소(F)가 도핑된 산화주석(SnO2) 또는 도핑되지 않은 산화주석(SnO2)을 포함할 수 있고, 상기 반도체층은 특히 수소화된 Si 또는 수소화된 SiC로 구성되는 p형 반도체층일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광기전력 변환소자의 제조방법은 투명전도막 위에 농도구배에 따라 고농도에서 저농도로 조성이 달라지는 주석(Sn)을 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계와 상기 버퍼층 위에 반도체층을 형성하는 단계를 포함한다.
버퍼층을 다층으로 형성할 경우 상기 버퍼층을 형성하는 단계는 초기 버퍼층으로부터 후기 형성 버퍼층으로 연속적으로 성장될 수 있다.
초기 버퍼층은, Sn층 또는 산소결함 SnO층을 형성한 후 이들 물질층이 수소화된 Si, 수소화된 C, 수소화된 SiH4, 및 수소화된 CH4 등의 가스분위기 하에서 수소화된 SiSn층, 수소화된 SiSnO층, 수소화된 SiSnC층, 수소화된 SiSnCO층 등으로 전환되는 과정에 의해 형성될 수 있다. 전환이 진행될수록 주석(Sn)의 농도는 투명전도막과 접촉된 경계면에서 고농도이다가 점차 상부로 갈수록 저농도로 구배되는 농도의 경사구조를 가지게 될 수 있다.
상기 초기 버퍼층의 두께는 Sn층 또는 산소결함 SnO층을 형성할 때 주입되는 수소(H2) 양에 의해 조절될 수 있으며, 그 두께는 수십 나노미터 수준인 것으로 1nm 내지 90nm이 바람직하다.
본 발명에서 상기 후기 버퍼층은 초기 버퍼층이 계속 성장하여 Sn이 존재하 지 않는 수소화된 Si 또는 수소화된 SiC으로 조성될 수 있다.
일반적으로 투명반사막과 p형 반도체층의 계면에는 이종 물질의 뉴클리에이션(nucleation)에 의해 심각한 접촉저항이 발생하지만, 본 발명에서는 계면 접촉저항은 Sn을 포함하는 버퍼층의 조성을 연속적으로 변화시킴으로써 감소될 수 있다.
버퍼층의 상하부 계면에서는 이종물질의 3차원 뉴클리에이션(3D-nucleation)이 진행되지 않으므로, 이들 계면에서 버퍼층과 투명전도막 그리고 버퍼층과 p형 반도체층간에 아주 뛰어난 접촉을 이룬다.
투명전도막과 그에 인접한 하부 버퍼층의 계면에서 SnO2로부터 SiSn 이나 SiSnC로의 조성의 점진적인 변화는 그 계면에서 부적응면(misfit)을 상쇄시켜 결함의 생성을 억제할 수 있다.
또한 상부 버퍼층인 Si나 SiC로부터 동종 물질인 p형 반도체층으로의 전환도 계면에서의 결함없이 진행될 수 있다.
그리고 SiSnC 화합물에서 Sn과 C의 상대농도의 변화를 가해줌으로써 격자크기(lattice dimension)를 SiC나 Si의 그것과 아주 근접하는 값으로 조절할 수 있다.
버퍼층은 성장조건에 따라 비정질 또는 미정질 또는 다정질로 성장될 수 있다. SiSn에서 약 2%이상의 Sn 조성과 SiSnC에서 약 2.5%이상의 Sn조성은 미정질에서 nucleation을 통한 정질로의 변화를 유도함으로써 기존의 방법에서는 가능하지 않은 낮은 plasma power, 낮은 plasma frequency, 낮은 성장온도, 낮은 수소비에서 도 미정질이나 다정질 버퍼층의 성장을 구현할 수 있다. 플라즈마에 의한 손상은 이들 버퍼층의 성장조건에서 억제될 수 있다.
그리고 상기 버퍼층은 플라즈마로 인한 결함을 획기적으로 줄일 수 있는 낮은 플라즈마 밀도에서 p형 반도체층의 미정질 또는 다정질화를 유도할 수 있다. 비정질이 요구되는 버퍼층일 경우에는, SiSn에서 Sn 농도을 2% 이하로 낮춤으로써, SiSnC에서 Sn 농도를 낮추거나 또는 Sn에 대해 C의 상대농도를 높임으로써 정질로의 nucleation없이 비정질을 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
하기의 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광기전력 변환소자의 적층구조를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 이를 참조하면 글래스 기판(200) 상에 투명전도막(201), 버퍼층(210), p형 반도체층(202), i형 반도체층(203), n형 반도체층(204), 투명전도막(205) 및 금속전극층(206)으로 순차적으로 구성되어 있으나 이는 하나의 실시예일뿐, 이에 의하여 본 발명이 여기에 한정되지는 않는다.
또한 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층(310,311,312) 한 개(도 3a) 또는 두 개(도 3b)층을 투명전도막(301)과 p형 반도체층(302) 사이에 형성하는 공정을 도식화한 것이다. 도 3과 같이 Sn을 포함하는 조성이 두께에 따라 변화하는 단층 또는 다층 구조의 버퍼층을 생성시킴으로써, 투명전도막과 버퍼층의 계면 및 버퍼층과 p형 반도체층의 계면에서 부적응면(misfit)에 의해 생성되는 결함들을 급격히 줄여 효율을 증가 시킬 수 있는 구조이다.
도 3a는 투명전도막(301)상에 한 개의 버퍼층(310)을 형성한 것으로서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 투명전도막은 불소(F)가 도핑된 SnO2로 구성할 수 있으며, 수소화된 Si-C 가스 또는 수소화규소(SiH4)또는 메탄(CH4)가스를 수소와 함께 또는 수소 없이 낮은 플라스마 에너지, 낮은 주파수, 낮은 기판온도, 낮은 가스 유동비(flow rate)하에서 반응시켜서 버퍼층을 형성할 수 있다. 이 때 버퍼층은 수소화된 SiSnC이며 주석(Sn)의 농도는 투명전도막의 계면부에서는 높다가 점차 위로 갈수록 감소된다.
상기 버퍼층(310)을 형성한 후, 수소화규소(SiH4) 또는 수소화규소(SiH4) 및 메탄(CH4)가스를 수소와 함께 또는 수소 없이 버퍼층의 형성시보다 높은 플라스마 에너지, 고 주파수, 고 기판온도, 고 가스 유동비(flow rate)하에서 반응시켜서 연속적으로 p형 반도체층을 형성할 수 있다. 이 때 p형 반도체층은 비정질, 미정질 또는 다정질의 수소화된 실리콘(Si) 또는 SiC로 이루어질 수 있다.
도 3b는 투명전도막(301)상에 두 개의 버퍼층을 형성한 것으로서 초기에 형 성된 초기 버퍼층(312)에 연속하여 후기 버퍼층(311)이 형성된 것이다.
도 3b에 따른 본 발명의 태양전지는 단일 버퍼층의 형성과 마찬가지로, 투명전도막은 불소(F)가 도핑된 SnO2로 구성할 수 있고, 수소화된 Si-C 가스 또는 수소화규소(SiH4)또는 메탄(CH4)가스를 수소와 함께 또는 수소 없이 주입하면서 낮은 플라스마 에너지, 낮은 주파수, 낮은 기판온도, 낮은 가스 유동비(flow rate)하에서 반응시켜서 초기 버퍼층(312)을 형성할 수 있다.
이 때 초기 버퍼층은 수소화된 SiSnC이며 주석(Sn)의 농도는 투명전도막의 계면부에서는 높다가 점차 위로 갈수록 감소되는 농도 경사를 이룬다.
상기 초기 버퍼층(312)을 형성한 후, 수소화규소(SiH4) 또는 수소화규소(SiH4) 및 메탄(CH4)가스를 수소와 함께 또는 수소 없이 주입하고 버퍼층의 형성시보다 높은 플라스마 에너지, 고 주파수, 고 기판온도, 고 가스 유동비(flow rate)하에서 반응시키면 p형 반도체층의 형성 전에, 농도가 희박해진 주석(Sn)과 반응하지 못하고 수소화된 SiC층을 연속적으로 형성하게 되는데 이것이 후기 버퍼층(311)을 형성할 수 있다.
후기 버퍼층의 형성 후에는 비정질, 미정질 또는 다정질의 수소화된 실리콘(Si) 또는 SiC로 이루어지는 p형 반도체층이 형성되므로 후기 버퍼층의 물질과 동일선상에서 구비되어 접촉저항이 크게 감소하는 효과를 얻을 수 있고 결함의 발생이 현저하게 줄어들게 된다.
상기 도 3a 및 도 3b에서 알 수 있듯이, 버퍼층의 초기성장은 낮은 플라스마 에너지를 이용하여 투명전도막의 표면에서 산소의 환원작용(desorption)에 의해 아주 얇은 두께의 결합이 이완된(relaxed) 구조의 Sn층 또는 산소결함(O-deficient) SnO층의 형성으로 시작된다. Sn층은 이후 공정 단계에서 기체상태의 Si와 C(또는 Si)와의 반응으로 완전히 SiSnC (또는 SiSn) 화합물로 전환될 수 있는 최대 수십 나노미터 수준 이하의 두께를 가져야 한다. 낮은 플라즈마 밀도는 낮은 플라즈마 에너지 및/또는 낮은 플라즈마 주파수 및/또는 낮은 성장온도를 적용함으로써 얻어진다. Sn층의 형성과정에서 많은 양의 H로 인한 급격한 산소의 환원반응을 방지하기 위해 반응기에 주입되는 H2는 적은 양으로 제한된다.
버퍼층의 두께는 H2의 주입 양이 감소할수록 산소의 환원반응이 억제되고 그 결과로 Sn층의 생성이 제한되므로 감소한다. 이러한 초기 성장 단계에서 성장 조건이 상기와 같이 조절되지 않는다면 종래 기술에서 보여지는 것과 같이 급격한 산소의 환원작용에 의해 표면에 높은 밀도의 결함들이 생성되고 이후 공정으로서는 제거할 수 없는 두께의 Sn층이 생성된다.
상기의 Sn층이나 산소결함 Sn층과 기상으로부터 전달되는 Si 및/또는 C 원소들의 반응으로 인해 초기 버퍼층이 형성되고 Sn의 농도구배가 이루어진다. 즉 Sn층을 통한 확산(Sn층으로 Si와 C의 주입 벌크 확산이나 Sn층으로부터 Sn의 유출 확산)에 의해 SiSn 또는 SiSnC 로 구성되는 버퍼층이 생성되며 이로 인해 Sn층은 상부 p형 반도체층과 이루는 계면부에서는 거의 소멸된다. 그 초기 버퍼층의 두께는 1 nm 이하에서 수십 나노미터로서 관측된다.
Sn층 내에서의 확산을 돕기 위해 성장 온도는 금속 주석(metal Sn)의 녹는점인 232℃ 근처에서 유지된다. 이 성장 온도는 불소가 도핑된 SnO2으로 이루어진 투명전도막의 저항값에 영향을 미치지 않는 충분히 낮은 값이다.
투명전도막과 초기 버퍼층 사이의 계면에서 결함을 줄이고 계면 접촉저항을 낮추기 위해서 상기 확산의 정확한 조절에 의해 초기 버퍼층 내 Sn의 농도가 두께에 따라 점진적으로 감소하고 Si/Sn/C 조성비가 두께에 따라 변화하는 조성 경사를 가진 초기 버퍼층을 생성한다. 투명전도막과 초기 버퍼층의 계면에서는 다량의 Sn이 존재하여 실제적으로 이종물질간의 급격한 변화가 아닌 SnO2로부터 SiSn 이나 SiSnC로의 조성의 점진적인 변화가 발생한다.
이는 플라즈마 에너지와 주파수, 수소화규소(SiH4)/메탄(CH4)/수소(H2) 의 유동비(flow rate), 그리고 기판 성장온도를 이용해서 정밀하게 조절함으로써 기상으로부터 반응 표면에 도달하는 Si 와 C의 양을 소량으로 유지하여 얻어질 수 있다.
본 발명에서는 주입되는 기체의 양을 연속적으로 증가시키는 것이나 각각의 기체들의 주입 시점을 달리하는 것, 또는 플라즈마 에너지를 서서히 증가시키는 방법들이 제안된다.
주입 기체로는 SI-H 또는 Si-C-H를 포함하는 기체들이 사용될 수 있으며 H2-SiH4-CH4, H2-SiH4, H2-CH4, SiH4-CH4들의 혼합가스들이 여기에 포함된다. 그리고 상 기 초기 버퍼층은 성장조건에 따라 산소의 확산에 의해 무시할 수 없는 농도의 산소가 포함될 수 있다. 이 경우 버퍼층의 조성은 수소화된 SiSnO 또는 수소화된 SiSnCO가 된다.
초기 버퍼층의 성장이 두께의 증가로 인하여 반응 표면에서의 확산을 통한 Sn의 공급을 제한받게 되어 멈춘 후에는 Sn이 존재하지 않는 수소화된 Si 또는 수소화된 SiC을 조성으로 가지는 후기 버퍼층의 성장이 연속적으로 진행된다. 또한 버퍼층에서 p형 반도체층으로의 성장의 변환은 주입 기체의 조성과 유동비(flow rate), 플라즈마 에너지, 플라즈마 주파수, 기판 성장온도의 변화에 의해 진행된다. 도 4는 다층의 버퍼층을 가지는 태양전지의 제조과정 중 초기 버퍼층의 성장에서 후기 버퍼층의 성장으로의 진행을 나타내고 있다.
도 4를 참조하면 버퍼층의 출발 물질에서 Sn이 표면으로 외부 확산되면서 외부의 Si 또는 SiC 등의 가스분위기 하에서 결합되어 전환되는 과정을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허등록청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 높은 광전 변환 효율을 갖는 태양전지 소자를 경제적이고 효율적으로 제조할 수 있게 된다. 본 발명이 상용화되면 차세대 청정 에너지원으로서 지구 환경 보전에 기여할 것이고, 공공시설, 민간시설, 군수시설 등에 직접 응용되어 막대한 경제적 가치를 창출할 수 있을 것이다.
Claims (15)
- 농도구배에 따라 고농도에서 저농도로 조성이 달라지는 주석(Sn)을 포함하는 버퍼층이 투명전도막과 반도체층 사이에 적어도 하나 이상의 층으로 구비되는 광기전력 변환소자
- 제 1항에 있어서, 상기 버퍼층은 수소화된 SiSn, 수소화된 SiSnO, 수소화된 SiSnC, 수소화된 SiSnCO로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자
- 제 1항에 있어서, 상기 다층의 버퍼층은 수소화된 SiSn, 수소화된 SiSnO, 수소화된 SiSnC, 수소화된 SiSnCO로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는 초기 버퍼층과, 수소화된 Si, 수소화된 SiC로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는 후기 버퍼층인 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자
- 제 1항 내지 제 3항에 있어서, 상기 버퍼층의 결정구조는 비정질, 미세 결정질, 및 다결정질 구조 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자
- 제 1항에 있어서, 상기 투명전도막은 불소(F)가 도핑된 산화주석(SnO2) 또는 도핑되지 않은 산화주석(SnO2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자
- 제 1항에 있어서, 상기 반도체층은 수소화된 Si 또는 수소화된 SiC로 구성되는 p형 반도체층인 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자
- 투명전도막 위에 농도구배에 따라 고농도에서 저농도로 조성이 달라지는 주석(Sn)을 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계; 및상기 버퍼층 위에 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 광기전력 변환소자의 제조방법
- 제 7항에 있어서, 상기 버퍼층은 단층으로 형성하고, 수소화된 SiSn, 수소화된 SiSnO, 수소화된 SiSnC, 수소화된 SiSnCO로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자의 제조방법
- 제 7항에 있어서, 상기 버퍼층은 초기 버퍼층으로부터 후기 형성 버퍼층으로 연속적으로 성장되는 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자의 제조방법
- 제 9항에 있어서, 상기 초기 버퍼층은,Sn층 또는 산소결함 SnO층을 형성하는 단계와, 및상기 Sn층 또는 산소결함 SnO층이 수소화된 Si, 수소화된 C, 수소화된 SiH4, 및 수소화된 CH4로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 가스분위기 하에서 수소화된 SiSn층, 수소화된 SiSnO층, 수소화된 SiSnC층, 수소화된 SiSnCO층으로 구성된 그룹에서 선택되는 하나 이상의 층으로 전환되는 단계에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자의 제조방법
- 제 10항에 있어서, 상기 초기 버퍼층의 두께는 Sn층 또는 산소결함 SnO층을 형성할 때 주입되는 수소(H2) 양에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자의 제조방법
- 제 11항에 있어서, 상기 초기 버퍼층의 두께는 1nm 내지 90nm인 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자의 제조방법
- 제 9항에 있어서, 상기 후기 버퍼층은 초기 버퍼층이 계속 성장하여 Sn이 존재하지 않는 수소화된 Si 또는 수소화된 SiC으로 조성된 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자의 제조방법
- 제 7항에 있어서, 상기 투명전도막은 불소(F)가 도핑된 산화주석(SnO2) 또는 도핑되지 않은 산화주석(SnO2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자의 제조방법
- 제 7항에 있어서, 상기 반도체층은 수소화된 Si 또는 수소화된 SiC로 구성되는 p형 반도체층인 것을 특징으로 하는 광기전력 변환소자의 제조방법
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