KR20080104696A - 고효율 태양전지와 그 제조방법 및 이를 위한 태양전지제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 투명기판의 상부에 제1전극과 제1도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 제1단계; 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 진성반도체층을 형성하는 제2단계; 상기 진성반도체층을 가열하여, 결정화율이 선형적인 기울기를 가지는 선형 결정화층으로 변환시키는 제3단계; 상기 선형 결정화층의 상부에 제2도전형 반도체층과 제2전극을 순차적으로 형성하는 제4단계를 포함하는 고효율 태양전지의 제조방법과 이를 통해 제조되는 태양전지 및 이를 위한 태양전지 제조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 단일의 진성반도체층의 내부에 비정질 실리콘층과 미세결정질 실리콘층이 공존하기 때문에 종래의 탠덤 또는 트리플 구조의 태양전지와 같은 원리로 광흡수 대역을 크게 넓힐 수 있고 이를 통해 에너지 변환효율을 향상시킬 수 있다.
태양전지, 결정화, 미세결정질, 비정질

Description

고효율 태양전지와 그 제조방법 및 이를 위한 태양전지 제조장치{High efficiency solar cell and manufacturing method thereof, and solar cell manufacturing apparatus for the same}
도 1은 일반적인 비정질 실리콘 박막 태양전지의 구성 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지의 제조과정을 나타낸 공정흐름도
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 박막 태양전지 제조과정을 나타낸 공정단면도
도 4는 비정질실리콘의 상부에 금속층을 형성한 후에 급속열처리를 하는 모습을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 클러스터형 박막 태양전지 제조장치를 나타낸 평면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인라인형 박막 태양전지 제조장치를 나타낸 평면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
110: 투명기판 120: 전면전극
130: P형반도체층 140: 진성반도체층
150: 선형 결정화층 160: N형반도체층
170: 후면전극 190: 금속층
본 발명은 태양전지 및 그 제조방법과 제조장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 광흡수층의 역할을 하는 진성반도체층이 비정질에서 미세 결정질까지 선형적인 기울기의 결정화도를 가지는 고효율 태양전지의 제조방법과 이를 위한 제조장치에 관한 것이다.
화석자원의 고갈과 환경오염에 대처하기 위해 태양력 등의 청정에너지에 대한 관심이 고조되면서, 태양광을 이용하여 기전력을 발생시키는 태양전지에 대한 연구가 활력을 얻고 있다.
태양전지는 pn접합된 반도체에서 태양광에 의해 여기된 소수캐리어의 확산에 의하여 발생하는 기전력을 이용하는 것으로서 사용되는 반도체 재료의 종류에는 단결정실리콘, 다결정실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체 등이 있다.
단결정실리콘이나 다결정실리콘을 이용하면 발전효율은 높지만 재료비가 비싸고 공정이 복잡하기 때문에 최근에는 유리나 플라스틱 등의 값싼 기판에 비정질 실리콘이나 화합물반도체 등을 증착하는 박막형 태양전지가 주목을 받고 있다. 특히 박막형 태양전지는 대면적화에 매우 유리할 뿐만 아니라 기판의 소재에 따라 플렉시블한 태양전지를 생산할 수 있다는 장점을 가진다.
도 1은 비정질실리콘 박막 태양전지의 개략적인 단면 구조를 예시한 것으로서, 투명기판(11)의 상부에 전면전극(12), 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어지는 반도체층(13), 후면전극(14)을 순차적으로 형성한다.
투명기판(11)은 유리나 투명한 플라스틱 재질이 이용된다.
전면전극(12)은 투명기판(11) 쪽에서 입사되는 태양광의 투과를 위하여 투명 전도성 산화물(Transparent conductive oxide: TCO) 박막으로 형성된다.
반도체층(13)은 전면전극(12)에서부터 P형반도체층(13a), 진성(intrinsic) 반도체층(13b), N형반도체층(13c)이 순차적으로 적층되어 PIN 접합면을 구성한다.
여기서 진성반도체층(13b)은 박막 태양전지의 효율을 높이는 광흡수층의 역할을 하며, 활성층으로 불리기도 한다.
후면전극(14)은 전면전극(12)과 마찬가지로 TCO박막을 증착하여 형성하거나 Al, Cu, Ag 등의 금속 박막을 증착하여 형성한다.
이와 같은 구조를 가지는 박막 태양전지에서 투명기판(11)측에서 태양광이 조사되면 투명기판(11) 위에 형성된 반도체층(13)의 PIN 접합면을 가로질러 확산되는 소수 캐리어가 전면전극(12)과 후면전극(14)의 사이에서 전압차를 일으켜 기전력을 발생시킨다.
그런데 비정질 실리콘을 이용하는 박막형 태양전지는 단결정 또는 다결정 실리콘을 이용하는 태양전지나 화합물반도체를 이용하는 태양전지에 비하여 에너지 변환효율이 매우 낮고, 빛에 장시간 노출되면 특성 열화 현상(Staebler-Wronski Effect)이 나타나서 시간이 갈수록 효율이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 비정질 실리콘 대신에 미세결정질 실리콘(μc-Si:H 또는 nc-SiH)을 이용한 것이 미세결정질 실리콘 박막 태양전지이다.
미세결정질 실리콘은 비정질과 단결정 실리콘의 경계물질로서 증착방법에 따라 수십 내지 수백 nm의 결정크기를 가지며, 비정질 실리콘과 같은 특성열화현상이 없다는 장점이 있다.
그런데 비정질 실리콘의 진성반도체층은 통상 200~500nm 정도의 두께로 형성하면 되지만, 미세결정질실리콘의 진성반도체층은 비정질 실리콘에 비하여 태양광의 흡수율이 떨어지기 때문에 1~3μm의 매우 두꺼운 두께로 형성하여야 한다.
원래 미세결정질 실리콘이 비정질 실리콘에 비하여 증착속도가 낮은데다 이처럼 비정질 실리콘보다 훨씬 두껍게 증착해야 하기 때문에 이로 인해 생산성이 매우 낮은 단점을 가진다.
한편, 비정질 실리콘의 에너지 밴드갭(band-gap)은 1.7eV 내지 1.8eV이고, 미세결정질 실리콘의 밴드갭은 단결정 실리콘과 같은 1.1eV 이기 때문에 양자는 광흡수 특성에서 차이가 있다.
즉, 비정질 실리콘은 대략 350nm 내지 800nm 파장영역의 입사광을 주로 흡수하는 반면에 미세결정질 실리콘은 대략 350nm 내지 1200nm 파장영역의 입사광을 주로 흡수한다.
따라서 최근에는 비정질실리콘과 미세결정질 실리콘의 이러한 광흡수특성을 고려하여 비정질 실리콘의 PIN층(P형-진성-N형반도체층)과 미세결정질 실리콘의 PIN층을 연속으로 적층한 탠덤(Tandem) 또는 트리플(Triple) 구조의 박막 태양전지가 많이 이용되고 있다.
즉, 태양광이 입사하는 투명기판 측에서부터 상대적으로 단파장 영역을 주로 흡수하는 비정질 실리콘 PIN층을 먼저 형성하고, 그 상부에 상대적으로 장파장 영역을 주로 흡수하는 미세결정질 실리콘 PIN층을 형성하면 전체적인 광흡수율이 높아지기 때문에 에너지 변환효율을 크게 향상시킬 수 있다.
그런데 탠덤(Tandem) 또는 트리플(Triple) 구조의 박막 태양전지가 비정질 실리콘 또는 미세결정질 실리콘을 단독으로 광흡수층으로 활용하는 경우에 비하여 개선된 에너지 변환효율을 가지는 점은 분명하지만, 이로 인해 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.
또한 미세결정질 실리콘 증착공정을 포함하기 때문에 그로 인하여 생산성을 향상시키는데 근본적인 제한이 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 미세결정질 실리콘과 비정질실리콘을 모두 광흡수층으로 이용하면서도 제작공정이 간단하고 생산성이 높은 고효율 태양전지의 제조방법과 그 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 투명기판의 상부에 제1전극과 제1도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 제1단계; 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 광흡수층을 형성하는 제2단계; 상기 광흡수층을 가열하여, 결정화율이 선형적인 기울기를 가지는 선형 결정화층으로 변환시키는 제3단계; 상기 선형 결정화층의 상부에 제2도전형 반도체층과 제2전극을 순차적으로 형성하는 제4단계를 포함하는 고효율 태양전지의 방법을 제공한다.
상기 제2단계에서, 상기 광흡수층은 1~3μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3단계에서, 상기 선형 결정화층은 상기 제1도전형 반도체층에 가까울수록 결정화율이 낮아지고 상기 제2도전형 반도체층에 가까울수록 결정화율이 높아지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3단계에서, 상기 선형 결정화층은 상기 제1도전형 반도체층에 가까울수록 에너지 밴드갭(band-gap)이 커지고, 상기 제2도전형 반도체층에 가까울수록 에너지 밴드갭이 작아지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3단계는 램프히터를 상기 광흡수층의 상부에서 조사하여 상기 광흡 수층을 500~600℃의 온도로 가열하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제3단계는, 상기 광흡수층의 상부에 금속층을 형성하는 단계 상기 금속층의 상부에서 램프히터를 조사하여, 상기 광흡수층을 350~450℃의 온도로 가열시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 금속층은 Ni, Al, Pd 중에서 적어도 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층은 P형 반도체층이고, 상기 광흡수층은 진성반도체층이고, 상기 제2도전형 반도체층은 N형 반도체층인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 투명기판 상기 투명기판의 상부에 형성되는 제1전극; 상기 제1 전극의 상부에 형성되는 제1도전형 반도체층; 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 형성되며, 상기 제1 도전형 반도체층으로부터 멀어질수록 결정화율이 선형적으로 높아지는 광흡수층; 상기 광흡수층의 상부에 형성되는 제2도전형 반도체층; 상기 제2도전형 반도체층의 상부에 형성되는 제2전극을 포함하는 고효율 태양전지를 제공한다.
이때 상기 광흡수층과 상기 제2도전형 반도체층의 사이에는 금속층이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 내부에 기판이송수단을 구비하는 이송챔버; 상기 이송챔버의 제1 측부에 결합하며, 기판출입을 위해 대기압과 진공상태를 교번하는 로드락챔버; 상기 이송챔버의 제2 측부에 결합하며, 투명기판에 형성된 제1전극의 상부에 제1도전형 반도체층을 형성하는 제1공정챔버; 상기 이송챔버의 제3 측부에 결합하며, 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 광흡수층을 형성하는 제2공정챔버; 상기 이송챔버의 제4측부에 결합하며, 상기 광흡수층을 가열하여 결정화율이 선형적인 기울기를 가지는 선형 결정화층으로 변환시키는 제3공정챔버; 상기 이송챔버의 제5측부에 결합하며, 상기 선형 결정화층의 상부에 제2도전형 반도체층을 형성하는 제4공정챔버를 포함하는 태양전지 제조장치를 제공한다.
또한, 기판을 반입하는 영역으로서 기판반입을 위하여 대기압과 진공상태를 교번하는 로딩챔버; 상기 로딩챔버의 측부에 결합하며, 투명기판에 형성된 전면전극의 상부에 제1도전형 반도체층을 형성하는 제1공정챔버; 상기 제1공정챔버의 측부에 결합하며, 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 광흡수층을 형성하는 제2공정챔버; 상기 제2공정챔버의 측부에 결합하며, 상기 광흡수층을 가열하여 결정화율이 선형적인 기울기를 가지는 선형 결정화층으로 변환시키는 제3공정챔버; 상기 제3공정챔버의 측부에 결합하며, 상기 선형 결정화층의 상부에 제2도전형 반도체층을 형성하는 제4공정챔버; 상기 제4공정챔버의 측부에 결합하며, 기판반출을 위하여 대기압과 진공상태를 교번하는 언로딩챔버를 포함하는 태양전지 제조장치를 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지의 제조공정을 순서대로 나타낸 공정순서도이고, 도 3a부터 도 3e는 공정단면도이다.
먼저 투명기판(110)을 준비하고, 투명기판(110)의 상부에 투명한 전면전극(120)과 비정질 실리콘의 P형반도체층(130)을 순차적으로 형성한다.
여기서 전면전극(12)은 투명기판(11) 쪽에서 입사되는 태양광의 투과를 위하여 ZnO:B, ZnO:Al, SnO2:F, ITO 등의 투명 전도성 산화물(Transparent conductive oxide: TCO) 박막으로 형성되며, 대략 700nm 내지 2000nm의 두께로 형성된다.
비정질 실리콘의 P형반도체층(130)은 약 30nm 정도의 두께로 증착되며, 예를 들어 SiH4, H2, B2H6, CH4를 이용하여 PECVD법으로 증착된다. (ST11, ST12, 도 3a 참조)
이어서 P형반도체층(130)의 상부에 광흡수층의 역할을 하는 비정질 실리콘의 진성반도체층(140)을 약 1μm 내지 3μm의 두께로 형성한다. 증착방법으로는 SiH4, H2의 혼합가스를 이용한 PECVD법이 바람직하다.
한편 계면결함을 제거하고 밴드 갭 에너지 레벨을 맞추기 위하여 P형반도체층(130)과 진성반도체층(140)의 사이에 버퍼층(미도시)을 형성할 수도 있다. 이때 상기 버퍼층은 미세결정질 실리콘(μc-Si) 또는 비정질 실리콘을 얇게 증착하여 형성할 수 있다. (ST13, 도 3b 참조)
본 발명의 실시예에서는 이와 같이 비정질의 진성반도체층(140)을 형성한 이후에 상기 진성반도체층(140)에 대하여 급속열처리(RTP: Rapid Thermal Process) 공정을 진행하는 점에 특징이 있다.
이를 위하여 진성반도체층(140)이 형성된 기판을 열처리 챔버에 반입한 후에 수소분위기에서 제논램프 또는 할로겐 램프 등의 광학식 가열수단을 이용하여 약 500~600℃ 정도까지 가열한다.
가열시간은 수 내지 수십 분의 범위내에서 진행되며, 진성반도체층(140)을 완전히 결정화시키려는 것이 아니라 최상층 표면을 미세결정질 실리콘의 범위까지 결정화시키는 것이 목적이기 때문에 대략 30~40% 정도 결정화될 때까지 급속열처리 공정을 진행한다. (ST14, 도 3c 참조)
급속열처리를 거치는 과정에서, 비정질의 진성반도체층(140)은 투명기판(110)에서부터 광학식 가열수단에 가까운 표면쪽으로 갈수록 결정화도가 점차 커지고, 투명기판(110)쪽으로 갈수록 결정화도가 점차 낮아지게 된다.
즉 P형반도체층(130)에서부터 상부로 갈수록 결정화도가 높아지는 선형적인 결정화율 기울기를 가지게 된다.
따라서 P형반도체층(130)의 직상부에는 비정질 실리콘이 그대로 존재하고, 진성반도체층의 최상부에는 미세결정 실리콘이 존재하게 된다.
본 명세서에서는 이와 같이 열처리를 통하여 진성반도체층(140)이 두께방향을 따라 선형적인 기울기의 결정화율을 가지게 된 경우를 선형 결정화층(150)이라 칭하기로 한다.
설명의 편의를 위하여 선형 결정화층(150)이 도 3d에 도시된 바와 같이 P형반도체층(130)의 직상부의 L1층에서부터 최상부의 Ln층으로 구분된다고 가정한다. 여기서 Ln층의 결정화도를 Xc(n)이라고 하면 다음의 관계식 1이 성립한다.
[관계식 1] Xc(n) > Xc(n-1) … Xc(2) > Xc(1)
한편, Ln층의 에너지 밴드갭을 Bg(n)이라고 하면 다음의 관계식 2가 성립한다.
[관계식 2] Bg(n) < Bg(n-1) … Bg(2) < Bg(1)
여기서 Bg(n)은 미세결정질 실리콘의 밴드갭으로서 1.1eV이고, Bg(1)은 비정질실리콘의 밴드갭으로서 1.7~1.8 eV 이다.
본 발명에 따르면, 태양전지의 광흡수층에 비정질 실리콘의 PIN층과 미세결정질 실리콘의 PIN층을 탠덤 또는 트리플 구조로 적층하지 않아도, 단일의 진성반도체층의 내부에 비정질 실리콘층에서부터 미세결정질 실리콘층이 연속적으로 분포하기 때문에 광흡수대역을 단파장 대역에서 장파장 대역까지 크게 넓힐 수 있게 된다.
한편, 급속열처리 공정의 온도를 낮추고 결정화속도를 높이기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 진성반도체층(140)의 상부에 Ni, Al, Pd 중 적어도 하나의 재질로 이루어지는 금속층(190)을 형성하고 제논램프, 할로겐 램프 등을 이용하여 열처리를 수행할 수도 있다.
이 경우 금속층(190)으로부터의 확산에 의하여 형성되는 실리사이드(silicide)가 결정핵의 역할을 하기 때문에 350~450℃의 저온범위에서 결정화 작업을 수행할 수 있다. 또한 실리사이드의 역할로 인하여 결정화 속도도 빨라지는 장점이 있다.
특히 이러한 방법은 내열성이 약한 플라스틱 재질의 투명기판을 이용하여 태양전지를 제조하는 경우에 유용하게 적용할 수 있다. (ST15, 도 3d 참조)
진성반도체층(140)을 열처리하여 선형 결정화층(150)을 형성한 다음에는 선형결정화층(150)의 상부에 비정질 실리콘의 N형 반도체층(160)과 후면전극(170)을 순차적으로 형성한다.
비정질의 N형반도체층(130)은 약 50nm 정도의 두께로 증착되며, 통상 SiH4, H2, PH3의 혼합가스를 이용하여 PECVD법으로 증착된다.
후면전극(170)은 전면전극(120)과 같이 TCO박막을 증착하여 형성하거나, Al, Cu, Ag 등의 금속 박막을 증착하여 형성한다. (ST16, 도 3e 참조)
이와 같은 구조를 가지는 태양전지에서 투명기판(110)의 방향에서 태양광이 입사하면, 광흡수층의 역할을 하는 선형 결정화층(150)에서 태양광이 입사하는 P-I계면에 가까운 영역은 비정질 실리콘의 비율이 높기 때문에 상대적으로 단파장 대 역의 광을 주로 흡수한다.
비정질 실리콘층을 투과한 장파장 대역의 태양광은 I-N계면에 가까운 영역으로 갈수록 미세결정질 실리콘에 의해 흡수된다.
따라서 종래의 탠덤 또는 트리플 구조와 유사한 원리로 광흡수율을 높임으로써 에너지 변환효율을 향상시킬 있게 된다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 전술한 태양전지 제조공정을 효율적으로 진행할 수 있는 태양전지 제조장치에 대하여 설명한다.
도 5는 이송챔버(210)의 주위에 로드락챔버(220)와 다수의 공정챔버를 연결한 클러스터형 태양전지 제조장치(200)의 평면을 나타낸 도면이다.
이송챔버(210)의 내부에는 기판이송을 담당하는 이송로봇(미도시)이 설치된다.
로드락챔버(220)는 항상 진공상태를 유지하는 이송챔버(210)와 대기압 상태의 외부와 기판을 교환하는 완충공간으로서 기판교환을 위하여 진공 또는 대기압 상태를 교번한다.
상기 다수의 공정챔버는 이송챔버(210)의 상부에 결합하며, 투명기판(110)의 전면전극(120) 상부에 P형반도체층(130)을 형성하는 제1공정챔버(230), P형반도체층(130)의 상부에 진성반도체층(140)을 형성하는 제2공정챔버(240), 급속열처리(RTP)를 수행하여 상기 진성반도체층(140)을 선형 결정화층(150)으로 변환하는 제3공정챔버(250), 선형 결정화층(150)의 상부에 N형반도체층(160)을 형성하는 제4 공정챔버(260)를 포함한다.
이송챔버(210)와 로드락챔버(220)의 사이, 이송챔버(210)와 각 공정챔버(230,240,250,260)의 사이에는 기판의 출입통로를 선택적으로 개폐하는 슬롯밸브가 설치된다.
따라서 일면에 전면전극(120)이 형성된 투명기판(110)이 로드락챔버(220)에 반입되면, 상기 로드락챔버(220)를 진공펌핑한 다음 이송챔버(210)와 로드락챔버(220)를 연통시킨다.
이어서 이송챔버(210)의 이송로봇(미도시)이 상기 투명기판(110)을 제1공정챔버(230)로 반입하면, 제1공정챔버(230)에서는 전면전극(120)의 상부에 P형반도체층(130)을 형성한다.
이어서 제2 내지 제4 공정챔버(240, 250,260)를 거치면서 P형반도체층(130)의 상부에 진성반도체층(140), 선형결정화층(150), N형반도체층(160)을 순차적으로 형성한다.
공정을 마친 기판은 다시 로드락챔버(220)을 통해 외부로 반출된다.
한편, 태양전지의 제조공정에는 전면전극 및 후면전극의 형성공정도 포함되기 때문에, 상기 이송챔버(210)의 측부에 이를 위한 공정챔버를 추가적으로 설치하는 것도 가능하다.
도 6은 인라인형 태양전지 제조장치(300)의 평면구성을 예시한 도면으로서, 기판이 반입되는 로딩챔버(310), 제1 내지 제4공정챔버(320,330,340,350)가 공정순서에 따라 순차적으로 배치되고, 마지막으로 공정을 마친 기판을 외부로 반출하기 위한 언로딩챔버(360)가 설치된다.
클러스터형에서는 이송챔버의 이송로봇이 기판이송을 담당하였으나, 인라인형에서는 기판의 반입과 반출을 위하여 각 챔버마다 인라인형 이송장치(예, 롤러, 리니어 모터 등)가 설치되는 점에 특징이 있다.
로딩챔버(310)와 언로딩챔버(360)는 외부와 기판을 교환하여야 하기 때문에 기판출입과정에서 진공상태와 대기압상태를 교번하며, 나머지 각 공정챔버(320,330,340,350)는 통상 소정의 진공압력을 유지한다.
제1 내지 제4공정챔버(320,330,340,350)는 클러스터형 제조장치에서의 각 공정챔버와 동일한 역할을 수행하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따르면, 단일의 진성반도체층의 내부에 비정질 실리콘층과 미세결정질 실리콘층이 공존하기 때문에 종래의 탠덤 또는 트리플 구조의 태양전지와 같은 원리로 광흡수 대역을 크게 넓힐 수 있고 이를 통해 에너지 변환효율을 향상시킬 수 있다.
또한 종래의 탠덤 또는 트리플 구조에 비하여 공정이 간단하고, 증착속도가 매우 느린 미세결정질 실리콘층을 별도로 형성할 필요가 없기 때문에 생산성을 크 게 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 투명기판의 상부에 제1전극과 제1도전형 반도체층을 순차적으로 형성하는 제1단계;
    상기 제1도전형 반도체층의 상부에 광흡수층을 형성하는 제2단계;
    상기 광흡수층을 가열하여, 결정화율이 선형적인 기울기를 가지는 선형 결정화층으로 변환시키는 제3단계;
    상기 선형 결정화층의 상부에 제2도전형 반도체층과 제2전극을 순차적으로 형성하는 제4단계;
    를 포함하는 고효율 태양전지의 제조방법
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계에서, 상기 광흡수층은 1~3μm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 태양전지의 제조방법
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계에서, 상기 선형 결정화층은 상기 제1도전형 반도체층에 가까울수록 결정화율이 낮아지고 상기 제2도전형 반도체층에 가까울수록 결정화율이 높 아지는 것을 특징으로 하는 고효율 태양전지의 제조방법
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계에서, 상기 선형 결정화층은 상기 제1도전형 반도체층에 가까울수록 에너지 밴드갭(band-gap)이 커지고, 상기 제2도전형 반도체층에 가까울수록 에너지 밴드갭이 작아지는 것을 특징으로 하는 고효율 태양전지의 제조방법
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는 램프히터를 상기 광흡수층의 상부에서 조사하여 상기 광흡수층을 500~600℃의 온도로 가열하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 태양전지의 제조방법
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    상기 광흡수층의 상부에 금속층을 형성하는 단계;
    상기 금속층의 상부에서 램프히터를 조사하여, 상기 광흡수층을 350~450℃의 온도로 가열시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 태양전지의 제조방법
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속층은 Ni, Al, Pd 중에서 적어도 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 태양전지의 제조방법
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1도전형 반도체층은 P형 반도체층이고, 상기 광흡수층은 진성반도체층이고, 상기 제2도전형 반도체층은 N형 반도체층인 것을 특징으로 하는 고효율 태양전지의 제조방법
  9. 투명기판;
    상기 투명기판의 상부에 형성되는 제1전극;
    상기 제1 전극의 상부에 형성되는 제1도전형 반도체층;
    상기 제1도전형 반도체층의 상부에 형성되며, 상기 제1 도전형 반도체층으로부터 멀어질수록 결정화율이 선형적으로 높아지는 광흡수층;
    상기 광흡수층의 상부에 형성되는 제2도전형 반도체층;
    상기 제2도전형 반도체층의 상부에 형성되는 제2전극;
    을 포함하는 고효율 태양전지
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광흡수층과 상기 제2도전형 반도체층의 사이에는 금속층이 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 태양전지
  11. 내부에 기판이송수단을 구비하는 이송챔버;
    상기 이송챔버의 제1 측부에 결합하며, 기판출입을 위해 대기압과 진공상태를 교번하는 로드락챔버;
    상기 이송챔버의 제2 측부에 결합하며, 투명기판에 형성된 제1전극의 상부에 제1도전형 반도체층을 형성하는 제1공정챔버;
    상기 이송챔버의 제3 측부에 결합하며, 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 광흡수층을 형성하는 제2공정챔버;
    상기 이송챔버의 제4측부에 결합하며, 상기 광흡수층을 가열하여 결정화율이 선형적인 기울기를 가지는 선형 결정화층으로 변환시키는 제3공정챔버;
    상기 이송챔버의 제5측부에 결합하며, 상기 선형 결정화층의 상부에 제2도전형 반도체층을 형성하는 제4공정챔버;
    를 포함하는 태양전지 제조장치
  12. 기판을 반입하는 영역으로서 기판반입을 위하여 대기압과 진공상태를 교번하는 로딩챔버;
    상기 로딩챔버의 측부에 결합하며, 투명기판에 형성된 전면전극의 상부에 제1도전형 반도체층을 형성하는 제1공정챔버;
    상기 제1공정챔버의 측부에 결합하며, 상기 제1도전형 반도체층의 상부에 광흡수층을 형성하는 제2공정챔버;
    상기 제2공정챔버의 측부에 결합하며, 상기 광흡수층을 가열하여 결정화율이 선형적인 기울기를 가지는 선형 결정화층으로 변환시키는 제3공정챔버;
    상기 제3공정챔버의 측부에 결합하며, 상기 선형 결정화층의 상부에 제2도전형 반도체층을 형성하는 제4공정챔버;
    상기 제4공정챔버의 측부에 결합하며, 기판반출을 위하여 대기압과 진공상태를 교번하는 언로딩챔버;
    를 포함하는 태양전지 제조장치
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