KR20100021336A - 나노 헬릭스를 이용한 태양전지 - Google Patents
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Abstract
나노 헬릭스를 이용한 태양전지가 개시된다. 개시된 태양전지는, 다수의 나노 헬릭스들을 포함하는 1차 나노 헬릭스층, 다수의 나노 헬릭스들을 포함하는 2차 나노 헬릭스층 및 다수의 다이오드 셀을 포함하는 다오이드 유닛층을 포함한다. 1차 나노 헬릭스층은 입사광을 증폭시키는 역할을 하며, 2차 나노 헬릭스층은 증폭된 입사광을 이용하여 유도 전류를 발생시키는 역할을 하고, 및 다이오드 유닛층은 상기 2차 나노 헬릭스층에서 발생한 유도 전류를 직류로 정류하는 역할을 한다.
Description
본 개시는 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지에 관한 것이다.
태양전지는 광전효과를 이용하여 태양 광의 에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치이다. 태양전지는 일반적으로 실리콘 반도체 또는 화합물 반도체와 같은 반도체 재료를 이용하여 제조된다. 반도체 재료를 이용한 반도체형 태양전지의 경우, 태양전지에 빛을 비추면 반도체 내부에서 전자와 정공이 발생하게 된다. 이렇게 발생된 전하들이 P극과 N극으로 이동하면 P극과 N극 사이에 전위차가 발생하게 되므로, 이때 P극과 N극 사이에 부하를 연결하면 부하에 전류가 흐르게 된다. 현재까지 개발된 반도체형 태양전지의 일반적인 효율은 약 12~15% 정도이다.
근래에는 빛을 받으면 쉽게 여기 상태가 되어 전자를 내어 놓는 특수한 염료를 이용한 염료감응형 태양전지에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 염료감응형 태양전지는 반도체형 태양전지에 비하여 저렴하게 제조될 수 있지만, 아직까지는 효율이 약 5~6% 정도에 머물고 있다.
한편, 전기는 전자기유도 현상에 의해 전도성 코일에 유도된 기전력을 이용 하여 얻을 수도 있다. 그러나 빛과 같은 공기 중의 전자기파를 이용하여 전도성 코일에 유도되는 기전력이 매우 작기 때문에, 전도성 코일을 이용하여 태양전지를 제조하는 것은 실용적이지 않은 것으로 여겨졌다. 예컨대, 평방미터 당 1W의 세기를 갖는 광이 1㎛ 길이의 코일에 입사하는 경우, 코일에 발생하는 기전력은 겨우 2.75×10-14V에 불과하다. 이렇게 발생한 기전력은, 전도성 코일에서 유도된 전류를 직류로 변환하는데 사용되는 일반적인 정류용 다이오드에서의 전압 강하인 약 0.75V보다도 훨씬 작은 것이다.
나노 헬릭스를 이용하여 효율이 개선된 태양전지를 제공한다.
일 실시예에 따른 나노 헬릭스를 이용한 태양전지는, 다수의 제 1 나노 헬릭스들을 이용하여 입사광을 증폭시키는 1차 나노 헬릭스층; 다수의 제 2 나노 헬릭스들을 이용하여 상기 증폭된 입사광으로 유도 전류를 발생시키는 2차 나노 헬릭스층; 및 상기 2차 나노 헬릭스층에서 발생한 유도 전류를 직류로 정류하기 위한 다수의 다이오드 셀을 구비하는 다이오드 유닛층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 1차 나노 헬릭스층은, 투명 박막 절연층; 상기 투명 박막 절연층 위에 배치된 접지 전극; 및 상기 투명 박막 절연층과 접지 전극 위에 배치되며, 상기 접지 전극과 일점에서 전기적으로 접촉하는 다수의 제 1 나노 헬릭스;를 구비할 수 있다.
예컨대, 상기 다수의 제 1 나노 헬릭스들은 상기 투명 박막 절연층 위에 랜덤하게 흩뿌려져 있을 수 있다.
이러한 다수의 제 1 나노 헬릭스들은 예컨대 투명 코팅으로 고정되어 있을 수 있다.
상기 투명 박막 절연층의 두께는, 예컨대, 100nm 내지 1㎛ 일 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 상기 접지 전극은 상기 투명 박막 절연층 위에 나란하게 형성된 다수의 금속 띠들의 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 접지 전극과 상기 제 1 나노 헬릭스 사이에 투명한 추가 절연층이 더 개재될 수 있다.
상기 1차 나노 헬릭스층은, 예컨대, 투명 기판 위에 제 1 나노 헬릭스, 추가 절연층, 접지 전극 및 투명 박막 절연층을 차례로 형성함으로써 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 동일한 구조를 갖는 적어도 2개의 1차 나노 헬릭스층이 연속적으로 배치될 수도 있다.
한편, 상기 2차 나노 헬릭스층은 투명 절연층 및 상기 투명 절연층 위에 배치된 다수의 제 2 나노 헬릭스들을 구비할 수 있다.
또한, 상기 다이오드 유닛층은 다수의 다이오드 셀을 포함할 수 있다.
예컨대, 각각의 다이오드 셀은, 상기 투명 절연층을 관통하여 상기 제 2 나노 헬릭스들의 양단에 전기적으로 연결되는 한 쌍의 와이어; 및 상기 한 쌍의 와이어에 흐르는 유도 전류를 직류로 정류하기 위한 다이오드;를 구비할 수 있다.
또한, 상기 각각의 다이오드 셀은 정류된 직류를 평활화하기 위한 콘덴서를 더 구비할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 다이오드 셀들은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬을 혼합하여 연결될 수 있다.
또한, 상기 투명 절연층과 제 2 나노 헬릭스들 사이에 투명한 추가 절연층이 더 개재될 수도 있다.
이 경우, 상기 와이어는 상기 투명 절연층까지만 관통하여 연장될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 다수의 제 2 나노 헬릭스들은 상기 투명 절연층 위에 랜덤하게 흩뿌려져 있을 수 있다.
이 경우, 상기 다수의 제 2 나노 헬릭스들은 예컨대 투명 코팅으로 고정될 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따른 나노 헬릭스를 이용한 태양전지는, 수직하게 배열되어 있는 다수의 나노 헬릭스들을 갖는 나노 헬릭스층; 상기 나노 헬릭스층의 하부면에 배치된 전극; 및 상기 나노 헬릭스층의 상부면에 배치된 다이오드층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 나노 헬릭스층은 투명 절연층 및 상기 투명 절연층 내에 수직하게 배열되어 있는 다수의 나노 헬릭스들을 포함하며, 상기 다수의 나노 헬릭스들의 양단부가 상기 투명 절연층의 상부면과 하부면을 통해 돌출될 수 있다.
또한, 상기 다이오드층은 나노 헬릭스층의 상부면에 배치된 제 1 반도체층 및 상기 제 1 반도체층 위에 배치된 제 2 반도체층을 구비하며, 상기 제 1 반도체층과 제 2 반도체층은 서로 반대 타입으로 도핑될 수 있다.
이때, 상기 다수의 나노 헬릭스들은 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 태양전지는 상기 다이오드층의 상부면에 배치된 콘덴서층을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 콘덴서층은 상기 제 2 반도체층 위에 배치된 제 1 전도체층, 상기 제 1 전도체층 위에 배치된 유전체층, 및 상기 유전체층 위에 배치된 제 2 전도체층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 전극 및 상기 제 2 전도체층은 접지와 연결되어 있으며, 상기 제 2 반도체층은 출력과 연결될 수 있다.
또한, 상기 다이오드층은 상기 나노 헬릭스층의 상부면에서 다수의 셀들로 나뉘어질 수도 있다.
이 경우, 상기 다이오드층의 하나의 셀은 상기 나노 헬릭스층 내의 하나의 나노 헬릭스와 연결될 수 있다.
또한, 상기 나노 헬릭스층과 상기 전극 사이에 투명 저항층이 더 배치될 수도 있다.
한편, 또 다른 실시예에 따른 태양전지는, 투명 기판, 상기 투명 기판 위에 형성된 투명 전극층 및 상기 투명 전극층 위에 수직하게 성장된 다수의 나노 헬릭스들을 구비하는 나노 헬릭스층; 및 상기 나노 헬릭스층 위에 배치되어 상기 다수의 나노 헬릭스들과 전기적으로 연결되어 있는 다이오드층을 포함할 수 있다.
상기 태양전지는, 상기 나노 헬릭스층의 투명 전극층과 상기 다이오드층 사이에 배치되어 상기 다이오드층을 지지하는 다수의 유전체 스페이서를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 태양전지는, 상기 나노 헬릭스층의 투명 전극층과 상기 다이오드층 사이에 채워진 투명 절연층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 태양전지는, 상기 투명 전극층과 상기 나노 헬릭스들 사이에 개재된 투명 저항층을 더 포함할 수 있다.
매우 미세한 나노 헬릭스를 이용하여 새로운 형태의 태양전지를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 태양전지는 기존의 태양전지에 비하여 우수한 효율을 가질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 일 실시예에 따른 나노 헬릭스를 이용한 태양전지의 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1은 일 실시예에 따른 나노 헬릭스(nano-helix)를 이용한 태양전지(10)의 개략적인 구조를 예시적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 나노 헬릭스를 이용한 태양전지(10)는, 입사광을 증폭시키기 위한 1차 나노 헬릭스층(primary nano-helix layer)(20), 증폭된 입사광을 이용하여 유도 전류를 발생시키기 위한 2차 나노 헬릭스층(secondary nano-helix layer)(30), 및 상기 2차 나노 헬릭스층에서 발생한 유도 전류를 직류로 정류하기 위한 다이오드 유닛층(40)을 포함한다.
여기서 입사광은 단순히 가시광선만을 의미하는 것이 아니라 모든 전자기파 방사광(electro-magnetic radiation)을 포함하는 폭 넓은 의미로 이해하여야 한다. 또한, 입사광의 광원은 태양으로 한정되는 것이 아니라, 예컨대 실내외의 전등도 광원에 포함될 수 있으며, 심지어 비록 신호가 약하지만 고주파 신호를 발생시키는 인접한 무선 기지국 또는 무선 기기 등도 광원으로 작용할 수도 있다.
상기 1차 나노 헬릭스층(20)은 투명한 박막 절연층(21), 상기 절연층(21) 위에 배치된 접지 전극(22), 및 상기 절연층(21) 위에 분산되어 상기 접지 전극(22) 과 전기적으로 연결되는 다수의 제 1 나노 헬릭스(23)들을 포함한다. 여기서 접지 전극(22)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 투명한 박막 절연층(21) 위에 나란하게 형성된 다수의 금속 띠들의 형태를 가질 수 있다. 이러한 금속 띠들은 절연층(21)의 측면에서 하나의 금속판에 연결되어 있을 수 있다. 절연층(21)은 입사광에 대해 투과성이 있는 재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 가시광 영역의 입사광을 사용하는 경우, 절연층(21)은 가시광선에 대해 투명한 재료로 이루어진다. 후술하겠지만, 상기 제 1 나노 헬릭스(23)에 의한 입사광의 증폭 효과를 얻기 위해서는, 상기 절연층(21)의 두께가 충분히 얇아야 한다. 예컨대, 절연층(21)의 두께는 100nm 내지 1㎛ 정도일 수 있다.
한편, 제 1 나노 헬릭스(23)는 나노 와이어가 코일과 같이 나선형으로 꼬여서 형성된 나노 물질이다. 이러한 제 1 나노 헬릭스(23)는 예컨대 하나의 길이가 수 ㎛ 정도이며, 나선의 직경이 수십nm이고, 나선 사이의 피치가 수십nm 정도가 된다. 따라서 상기 제 1 나노 헬릭스(23)는 매우 미세한 나노 크기의 전도성 코일로 볼 수 있다. 예컨대 실리콘 카바이드(SiC)로 제조된 나노 헬릭스가 D. Zhang 등의 논문, "Silicon Carbide Nanosprings" (Nano Letters, vol. 3, no. 7, pp. 983-987, May 2003)에 개시된 바 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 절연층(21) 위에 배치된 다수의 제 1 나노 헬릭스(23)들의 각각은 대응하는 하나의 접지 전극(22)과 어느 한 점에서 전기적으로 접촉할 수 있다. 그러면 입사광에 의해 제 1 나노 헬릭스(23)에서 발생하는 유도 전류가 상기 접지 전극(22)을 통해 방전될 수 있다.
또한, 상기 2차 나노 헬릭스층(30)은 투명한 절연층(31) 및 상기 투명한 절 연층(31) 위에 분포된 다수의 제 2 나노 헬릭스(32)들을 포함한다. 투명한 절연층(31)은 예컨대 1차 나노 헬릭스층(20)의 절연층(21)과 동일한 재료로 구성될 수 있다. 그러나 2차 나노 헬릭스층(30)의 절연층(31)은 두께가 얇을 필요는 없다. 오히려 상기 절연층(31)은 상면에 배치된 제 2 나노 헬릭스(32)와 하부의 다이오드 유닛층(40) 사이에 충분한 전기적 절연 효과를 제공할 수 있는 두께를 가질 수 있다. 절연층(31) 위에 배치된 다수의 제 2 나노 헬릭스(32)는 1차 나노 헬릭스층(20)의 제 1 나노 헬릭스(23)들과 동일한 것일 수 있다. 후술하겠지만, 상기 1차 나노 헬릭스층(20)의 제 1 나노 헬릭스(23)들에 의해 증폭된 입사광은 절연층(31) 위에 소정의 국소적인 패턴(35)으로 입사하게 되는데, 2차 나노 헬릭스층(30)의 제 2 나노 헬릭스(32)들은 이러한 입사광의 패턴(35) 위에 분포될 수 있다. 상기 제 2 나노 헬릭스(32)들은 전자기 유도 법칙에 따라 상기 증폭된 입사광에 의해 유도 전류를 발생시킨다.
한편, 다이오드 유닛층(40)은 절연층(31)을 관통하여 제 2 나노 헬릭스(32)들과 전기적으로 연결되는 다수 쌍의 와이어(42,43)들과, 상기 와이어(42,43)에 흐르는 유도 전류를 직류로 정류하도록 기판(41) 위에 형성된 다수의 다이오드(44)들을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 와이어(42,43)는 하나의 제 2 나노 헬릭스(32)의 양단(P1,P2)에 각각 전기적으로 연결되어 있다. 도 1에는 편의상 한 쌍의 와이어(42,43)들과 하나의 다이오드(44)만으로 구성된 다이오드 셀(45)만이 표시되어 있다. 그러나 실제로는 제 2 나노 헬릭스(32)들 각각에 연결되는 다수 쌍의 와이어들 및 상기 와이어들에 연결되는 다이오드들이 하나의 다수의 다이오드 셀(45)을 이루고 있다. 이러한 다수의 다이오드 셀(45)을 필요에 따라 직렬로 연결하거나 또는 병렬로 연결함으로써, 또는 직렬과 병렬을 혼합하여 연결함으로써 최종적으로 직류의 전류를 제공할 수 있게 된다. 비록 도시되지는 않았지만, 각각의 다이오드 셀(45)에는 정류된 직류의 평활화를 위하여 콘덴서(46)가 더 포함될 수도 있다.
도 3은 도 1에 도시된 본 실시예에 따른 태양전지(10)의 등가 회로를 도시하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 나노 헬릭스층(20)의 제 1 나노 헬릭스(23)는 1차 코일에 대응할 수 있으며, 2차 나노 헬릭스층(30)의 제 2 나노 헬릭스(32)는 2차 코일에 대응할 수 있다. 입사광(Ep)은 제 1 나노 헬릭스(23)에 의해 다시 방사되어(Erad) 제 2 나노 헬릭스(32)에 입사하며, 상기 제 2 나노 헬릭스(32)에 의해 발생한 유도 전류는 다이오드(44)에 의해 정류된 후, 부하(load)에 제공될 수 있다.
이하, 나노 헬릭스를 이용한 태양전지(10)의 동작 원리에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
앞서 설명한 바와 같이, 공기중의 전자기파를 이용하여 전도성 코일에 유도되는 기전력은 매우 작다. 따라서 외부로부터 입사하는 입사광 또는 전자기파를 증폭시킬 필요가 있다. 상기 1차 나노 헬릭스층(20)의 제 1 나노 헬릭스(23)는 입사광을 증폭시키는 역할을 할 수 있다.
이를 보이기 위하여 도 4에 도시된 바와 같이, 나노 헬릭스에 단일한 파장의 평면파(plane wave)가 경사지게 입사한다고 가정한다. 거시적인 시스템에서 주변에 존재하는 광 또는 전자기파의 경우, 전체적으로 평면파라고 볼 수는 없다. 그러나, 나노 헬릭스의 경우, 나노 헬릭스의 나선 사이의 피치는 수십nm에 불과한 반면 입사광의 파장은 수백nm이기 때문에, 나노 헬릭스의 나선 사이에 입사하는 광은 실질적으로 단일한 파장의 평면파라고 볼 수 있다. 그러면 나노 헬릭스는 일종의 다중 슬릿의 역할을 하게 되며, 따라서 회절에 의한 간섭 무늬를 주변에 형성하게 된다. 이때, 나노 헬릭스와 매우 가까운 지점에서는, 근접장 효과와 비슷하게 크게 증폭된 광을 얻을 수 있다.
예컨대, 입사광의 파장이 555nm, 나노 헬릭스의 나선 반경이 40nm, 나노 헬릭스의 나선 사이의 피치가 50nm, 나노 헬릭스의 전기전도도가 5×105S, 나노 헬릭스를 직선으로 펼쳤을 때의 길이가 5㎛, 나노 헬릭스의 권선수가 19.5회라고 가정할 때, 나노 헬릭스의 중심축으로부터 273nm 떨어진 곳에서의 광의 세기를 이론적으로 구할 수 있다. 이를 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 나노 헬릭스의 중심축이 z축 상에 놓여 있는 실린더 좌표계를 상정할 수 있다. 이 경우, 좌표 R을 273nm으로 고정하고, 나노 헬릭스에 의해 증폭된 광의 세기의 변화를 방위각 좌표 φ와 z축에 따라 계산할 수 있다.
도 5 및 도 6은 각각 자기장 성분과 전기장 성분에 대해 계산한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 5 및 도 6의 그래프에서 h는 나노 헬릭스의 높이를 나타낸다. 또한, |B|와 |E|는 각각 나노 헬릭스에 의해 유도된 자기장과 전기장의 세기의 절대값이고, |Bp|와 |Ep|는 각각 입사 자기장과 입사 전기장의 세기의 절대값을 나타낸다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 나노 헬릭스에 의해 유도된 전기장과 자기장의 세기는 방위각 방향을 따라 주기적인 패턴을 갖는 분포를 보이며, 나노 헬릭스 높이의 3/4(즉, 0.75h) 지점에서 가장 크다는 것을 알 수 있다. 특히, 그래프의 세로축이 로그값이라는 점을 고려할 때, 나노 헬릭스로부터 매우 가까운 지점(예컨대, 273nm)에서는 대단히 크게 증폭된 광을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 그리고 이러한 증폭 효과는 나노 헬릭스로부터 멀어질수록 사라지게 된다.
따라서, 제 2 나노 헬릭스(32)를 제 1 나노 헬릭스(23)와 매우 가까이 배치함으로써, 제 1 나노 헬릭스(23)에 의해 크게 증폭된 광이 제 2 나노 헬릭스(32)에 입사하도록 할 수 있다. 그러면 제 2 나노 헬릭스(32)에 의해 충분히 높은 기전력이 유도될 수 있다. 이를 위해, 투명한 절연층(21)은 예컨대 100nm 내지 1㎛ 정도의 얇은 두께를 가질 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제 1 나노 헬릭스(23)들에 의한 증폭 효과들이 전체적으로 중첩됨으로써 절연층(31) 위에는 증폭된 광의 국소적인 패턴(35)이 나타날 수 있다. 이 패턴(35) 내에서는 광의 세기가 증폭되어 있기 때문에, 상기 패턴(35) 내에 있는 제 2 나노 헬릭스(32)들로부터는 충분히 높은 기전력이 유되된다. 이렇게 유도된 전류는, 앞서 설명한 바와 같이, 와이어(42,43)를 통해 하부의 다이오드 셀(45)로 전달되어 직류로 정류될 수 있다.
한편, 도 1에는 제 1 및 제 2 나노 헬릭스(23,32)들이 일정한 방향으로 가지런히 정렬되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 나노 단위의 크기를 갖는 매우 미세한 나노 헬릭스들을 이와 같이 정렬하는 것은 매우 어려우며, 가능하더라도 많은 비용을 필요로 한다. 도 7에 도시된 실시예는 상기 제 1 및 제 2 나노 헬릭스(23,32)들의 보다 실질적인 정렬 상태를 보여준다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 나노 헬릭스(23,32)들은 각각 절연층(21,31) 위에 단지 랜덤하게 흩뿌려진 상태로 제공될 수도 있다. 그러면 일부의 제 1 나노 헬릭스(24)는 접지 전극(22)과 전기적으로 접촉하지 않을 수도 있다. 그러나 이 경우에도, 절연층(21) 위에 흩뿌려진 제 1 나노 헬릭스(23)들의 전체적인 수가 매우 많기 때문에, 충분한 수의 제 1 나노 헬릭스(23)들이 접지 전극(22)과 전기적으로 접촉하게 될 수 있다. 마찬가지로, 일부의 제 2 나노 헬릭스(33)들이 와이어(42,43)와 연결되지 않을 수도 있지만, 절연층(31) 위에 흩뿌려진 제 2 나노 헬릭스(32)들의 전체적인 수가 매우 많기 때문에, 충분한 수의 제 2 나노 헬릭스(32)들이 한 쌍의 와이어(42,43)들 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 도 7에 도시된 실시예는, 도 1에 도시된 실시예에 비하여 비록 효율은 저하되겠지만 제조 공정이 훨씬 간단해지며 제조 비용도 감소될 수 있다. 비록 도시되어 있지는 않지만, 이렇게 흩뿌려진 제 1 및 제 2 나노 헬릭스(23,32)들은, 예컨대, 적절한 투명한 재료로 코팅되어 고정될 수 있다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 1차 나노 헬릭스층의 구조를 개략적으로 도시하고 있다. 예컨대, 밤 중의 야외에서와 같이 외부의 광 또는 전자기파가 매우 약한 경우에는, 하나의 1차 나노 헬릭스층만으로는 충분한 증폭 효과를 얻지 못할 수 도 있다. 따라서, 복수 회의 증폭을 통해 2차 나노 헬릭스층(30)에 충분한 세기의 광을 제공하기 위하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 동일한 형태를 갖는 적어도 두 개의 1차 나노 헬릭스층(20a 내지 20c)을 배치할 수 있다. 도 8에는 3개의 1차 나노 헬릭스층(20a 내지 20c)이 예시적으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라서 4개 이상을 사용할 수도 있고, 단 2개만 사용할 수도 있다. 각각의 1차 나노 헬릭스층(20a 내지 20c)은 도 1 또는 도 7에 도시된 1차 나노 헬릭스층(20)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 이렇게 함으로써, 2차 나노 헬릭스층(30)에는 복수 회 증폭되어 충분한 세기를 갖는 광이 입사할 수 있다.
한편, 나노 헬릭스를 포함하는 나노 와이어들은 매우 가늘기 때문에, 큰 전류가 인가되면 끊어질 수가 있다. 예컨대, ZnO2로 이루어진 나노 와이어의 경우 30V에서 300nA 이상의 전류가 흐를 경우 견디지 못하고 끊어지게 된다. 따라서, 제 1 나노 헬릭스(23)들에 큰 전류가 흐르거나 또는 큰 전압이 걸리는 것을 방지하기 위하여 제 1 나노 헬릭스(23)과 접지 전극(22) 사이에 저항층을 추가할 수 있다. 예컨대, 도 9에 도시된 실시예에 따른 1차 나노 헬릭스층(20')의 경우, 상기 접지 전극(22)과 제 1 나노 헬릭스(23)들이 직접 접촉하지 않도록 접지 전극(22) 위에 추가적인 절연층(25)을 형성한 후, 상기 추가적인 절연층(25) 위에 제 1 나노 헬릭스(23)들을 분포시킬 수 있다. 즉, 도 9의 실시예에 따른 1차 나노 헬릭스층(20')은 투명한 박막 기판(21) 위에 형성된 접지 전극(22), 상기 접지 전극(22) 위에 형성된 추가 절연층(25) 및 상기 추가 절연층(25)의 상면 위에 분포된 제 1 나노 헬 릭스(23)들을 포함한다. 그러면, 추가 절연층(25)에서 대부분의 전압 강하가 일어나기 때문에, 제 1 나노 헬릭스(23)들이 보호될 수 있다. 여기서 추가 절연층(25)도 역시 박막 절연층(21)과 동일한 투명한 재료로 이루어질 수 있다.
그런데, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 투명한 박막 절연층(21)은 매우 얇기 때문에, 공정상 박막 절연층(21) 위에 접지 전극(22), 추가 절연층(25) 및 제 1 나노 헬릭스(23)들을 순차적으로 형성하기가 어렵다. 이 과정에서 투명한 박막 절연층(21)이 파손될 수도 있기 때문이다. 따라서, 도 10에 도시된 실시예에서와 같이 1차 나노 헬릭스층(20")을 형성할 수도 있다. 예컨대, 도 10의 실시예에 따르면, 상대적으로 두꺼운 투명 기판(26) 위에 제 1 나노 헬릭스(23)들을 먼저 분포시키고, 그 위에 추가 절연층(25), 접지 전극(22) 및 박막 절연층(21)을 순차적으로 형성할 수 있다. 이 경우, 제조 과정에서 박막 절연층(21)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 2차 나노 헬릭스층(30)에 있는 제 2 나노 헬릭스(32)도 역시 고전압 또는 고전류에 의해 훼손될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여, 제 2 나노 헬릭스(32)와 투명 절연층(31) 사이에 추가적인 투명 절연층을 삽입할 수 있다. 예컨대, 도 11에 도시된 실시예에 따른 2차 나노 헬릭스층(30')은 제 2 나노 헬릭스(32)와 투명 절연층(31) 사이에 개재된 추가적인 절연층(34)을 포함한다. 상기 추가적인 절연층(34)은 투명 절연층(31)과 동일한 재료로 이루어질 수도 있다. 이때, 다이오드 유닛층(40)의 와이어(42,43)들은 투명 절연층(31)까지만 연장되어 있다. 따라서, 제 2 나노 헬릭스(32)와 와이어(42,43)들이 직접적으로 접촉하지 않지 않게 된다. 그러면 추가적인 절연층(34)에서 대부분의 전압 강하가 일어나기 때문 에, 제 2 나노 헬릭스(32)들이 보호될 수 있다.
도 12는 이렇게 저항을 제공하기 위한 절연층들이 추가된 실시예에 따른 태양전지의 등가회로를 개략적으로 도시하고 있다. 도 3에 도시된 등가회로와 비교할 때, 도 18에 도시된 등가회로의 경우, 1차 코일과 접지 사이에 저항이 추가적으로 설치되어 있으며, 2차 코일과 부하 사이에도 저항이 추가적으로 설치되어 있다.
지금까지, 나노 헬릭스들이 기판 위에 누운 상태로 성장된 경우에 대해 설명하였다. 그러나 나노 헬릭스들은 기판 위에 수직으로 성장될 수도 있다. 도 13을 참조하면, 성장 기판(51) 위에 다수의 나노 헬릭스(52)들이 수직하게 성장된 상태가 도시되어 있다. 이렇게 수직하게 성장된 나노 헬릭스(52)들을 이용하면, 나노 헬릭스(52)의 양단으로의 전기적 연결이 더욱 용이하게 될 수 있다. 이를 위하여, 도 14a에 도시된 바와 같이, 나노 헬릭스(52)들이 수직하게 성장되어 있는 성장 기판(51) 위에 투명한 유전체 재료로 된 절연층(53)을 형성한다. 그러면, 나노 헬릭스(52)들은 투명 절연층(53) 내에 잠기어 고정된다. 그런 후, 성장 기판(51)을 제거하고, 나노 헬릭스(52)들의 양단이 노출될 때까지 투명 절연층(53)의 상부면과 하부면을 소정의 깊이로 에칭한다. 그러면, 도 14b의 단면도에 도시된 형태의 나노 헬릭스층(62)을 얻을 수 있다. 도 14b를 참조하면, 투명 절연층(53) 내에 다수의 나노 헬릭스(52)들이 수직으로 배열되어 있으며, 각각의 나노 헬릭스(52)들의 양단은 투명 절연층(53)의 상부면과 하부면 밖으로 돌출되어 있다. 이렇게 함으로써, 나노 헬릭스(52)들의 양단에 대한 전기적 연결이 더욱 용이하게 될 수 있다.
도 15는 도 14b에 도시된 나노 헬릭스층(62)을 이용한 태양전지(60)의 일 예 를 개략적으로 도시하고 있다. 도 15를 참조하면, 나노 헬릭스층(62)의 하부에 투명 전극(61)이 배치되어 있다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 나노 헬릭스(52)들의 양단이 외부로 돌출되어 있기 때문에, 나노 헬릭스(52)들의 하단부가 상기 투명 전극(61)과 자연스럽게 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 나노 헬릭스층(62)의 상부에 연속하여 p형 반도체층(63a), n형 반도체층(63b), 제 1 전도체층(64a), 유전체층(64b) 및 제 2 전도체층(64c)가 배치되어 있다. 마찬가지로, 나노 헬릭스(52)들의 상단부는 p형 반도체층(63a)과 자연스럽게 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, p형 반도체층(63a)과 n형 반도체층(63b)은 정류를 위한 다이오드층(63)이다. 그리고, 제 1 전도체층(64a), 유전체층(64b) 및 제 2 전도체층(64c)는 정류된 전류의 평활화를 위한 콘덴서층(64)이다. 투명 전극(61)과 제 2 전도체층(64c)은 접지와 연결되어 있으며, n형 반도체층(63b)이 출력측으로 연결된다. 도 15에는 p타입으로 도핑된 p형 반도체층(63a)이 먼저 적층되고 그 위에 n타입으로 도핑된 n형 반도체층(63b)이 적층된 것으로 도시되어 있으나, 그 위치는 서로 바뀔 수도 있다. 예를 들어, n형 반도체층(63b)이 먼저 적층되어 나노 헬릭스(52)들과 연결되고, 그 위에 p형 반도체층(63a)이 적층되어 출력측과 연결될 수도 있다.
도 16은 도 14b에 도시된 나노 헬릭스층(62)을 이용한 태양전지(60')의 다른 예를 개략적으로 도시하고 있으며, 도 17은 도 16에 도시된 태양전지(60')에 대한 등가회로를 도시하고 있다. 도 15에 도시된 태양전지(60)와 비교할 때, 도 16에 도시된 태양전지(60')는 다이오드층(63')이 다수의 셀들로 나뉘어져 있다는 점에서 차이가 있다. 다른 구성들은 모두 도 15에 도시된 것과 동일하다. 일반적으로, 투 명 전극(61)을 통해 나노 헬릭스층(62)으로 입사하는 광 또는 전자기파는 태양전지(60')의 전체 영역에 걸쳐 모두 동일한 위상을 갖는 것은 아니다. 따라서, 개개의 나노 헬릭스(52)들로부터 유도되는 유도 전류도 역시 각기 다른 방향을 가질 수 있다. 이로 인해, 서로 다른 방향의 유도 전류들끼리 상쇄되어 전체적인 효율이 낮아질 수 있다.
도 16에 도시된 태양전지(60')의 경우, 서로 다른 방향의 유도 전류들끼리 상쇄되는 것을 최소화하기 위하여 다이오드층(63')이 다수의 셀들로 나뉘어져 있다. 이에 따라, p형 반도체층(63a')과 n형 반도체층(63b')도 역시 다수의 셀들로 나뉘어져 있다. 이상적으로는 다이오드층(63')의 하나의 셀은 나노 헬릭스층(62) 내의 하나의 나노 헬릭스(52)와 일대일로 연결될 수 있다. 이 경우에는, 유도 전류들끼리의 상쇄로 인한 손실이 전혀 발생하지 않을 수 있다. 도 17의 등가회로는 이 경우에 대해 도시된 것이다. 그러나, 다이오층(63')의 하나의 셀이 다수의, 예컨대 수개 또는 수십개의 나노 헬릭스층(62)과 연결되더라도 무방하다.
도 18은 도 14b에 도시된 나노 헬릭스층(62)을 이용한 태양전지(60")의 다른 예를 개략적으로 도시하고 있으며, 도 19는 도 18에 도시된 태양전지(60")에 대한 등가회로를 도시하고 있다. 도 18에 도시된 태양전지(60")는, 도 16에 도시된 태양전지(60')와 비교하여, 나노 헬릭스층(62)과 전극(61) 사이에 투명 저항층(65)이 더 배치되어 있다는 점에서 차이가 있다. 도 18에 도시된 태양전지(60")의 다른 구성들은 모두 도 16에 도시된 태양전지(60')와 동일하다. 도 18에 도시된 실시예의 경우, 나노 헬릭스층(62) 내의 나노 헬릭스(52)들은 투명 저항층(65)과 연결된다. 그러면, 투명 저항층(65)에서 전압 강하가 일어나기 때문에, 나노 헬릭스층(62) 내의 나노 헬릭스(52)들에 큰 전류가 흐르거나 또는 큰 전압이 걸리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 과전류 또는 과전압으로 인한 나노 헬릭스(52)의 손상을 방지하여, 태양전지(60")의 수명을 향상시킬 수 있다. 도 19의 등가회로를 보면, 나노 헬릭스와 접지 사이에 저항이 연결되어 있는 것을 알 수 있다.
한편, ITO와 같은 투명 전극 위에서 나노 헬릭스를 성장시키는 경우에는, 나노 헬릭스의 하단부가 이미 전극에 연결된 상태에서 성장이 될 수 있다. 따라서, 나노 헬릭스의 양단부와의 전기적 연결 작업이 간단해 질 수 있다. 도 20을 참조하면, 투명 기판(51) 위에 투명 전극층(54)을 형성하고, 그 위에 나노 헬릭스(52)들을 수직으로 성장시킨다. 그런 후, 도 14a에 도시된 방식과 동일하게, 투명 전극층(54) 위에 투명 절연층(53)을 채우고, 나노 헬릭스(52)들의 상단부가 노출될 때까지 투명 절연층(53)의 상부면을 에칭한 후, 도 15, 16 또는 18에 도시된 형태로 태양전지를 제작할 수도 있다. 또는, 다른 방식으로, 도 20에 도시된 바와 같이, 다수의 유전체 스페이서(55)들을 투명 전극층(54) 위에 배열할 수 있다. 예컨대, 유전체 스페이서(55)는 SiO2로 이루어진 나노 스페로이드일 수도 있다.
그런 후, 도 21에 도시된 바와 같이, 유전체 스페이서(55) 위로 다이오드층(56)을 올릴 수 있다. 이때, 유전체 스페이서(55)의 직경은 나노 헬릭스(52)의 길이보다 작도록 선택된다. 그러면, 나노 헬릭스(52)의 상단부는 다이오드층(56)과 자연스럽게 전기적으로 접촉할 수 있다. 나노 헬릭스(52)는 용수철과 같이 탄성을 갖기 때문에 다이오드층(56)에 의해 어느 정도 눌리더라도 파손되지 않을 수 있다. 여기서, 유전체 스페이서(55)는 다이오드층(56)을 지지하는 지지부의 역할을 한다. 도 21에는 투명 전극층(54) 위에 배치된 투명 저항층(57)이 예시적으로 더 도시되어 있다. 그러나, 도 21에서 투명 저항층(57)은 생략될 수도 있다. 상기 투명 저항층(57)을 사용하는 경우, 나노 헬릭스(52)들은 투명 전극층(54)이 아닌 투명 저항층(57) 위에서 성장될 수도 있다. 또한, 도 21에는 도시되지 않았지만, 다이오드층(56) 위에 정류된 전류의 평활을 위한 콘덴서층이 더 배치될 수도 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 나노 헬릭스를 이용한 태양전지에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
도 1은 일 실시예에 따른 나노 헬릭스를 이용한 태양전지의 개략적인 구조를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 1차 나노 헬릭스층의 접지 전극을 더욱 상세하게 도시한다.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에 따른 태양전지의 등가 회로를 도시한다.
도 4는 나노 헬릭스에 의한 전자기파 증폭 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 나노 헬릭스에 의해 증폭된 자기장의 세기의 변화를 방위각 방향을 따라 나타내는 그래프이다.
도 6은 나노 헬릭스에 의해 증폭된 전기장의 세기의 변화를 방위각 방향을 따라 나타내는 그래프이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 나노 헬릭스를 이용한 태양전지의 개략적인 구조를 도시한다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 1차 나노 헬릭스층의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 1차 나노 헬릭스층의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 1차 나노 헬릭스층의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 11은 다른 실시예에 따른 2차 나노 헬릭스층의 구조를 개략적으로 도시한 다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 나노 헬릭스를 이용한 태양전지의 등가회로를 개략적으로 도시한다.
도 13, 도 14a 및 도 14b는 또 다른 형태의 나노 헬릭스층의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 15는 도 14b에 도시된 나노 헬릭스층을 이용한 태양전지의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 16은 도 14b에 도시된 나노 헬릭스층을 이용한 태양전지의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 17은 도 16에 도시된 태양전지의 등가회로를 개략적으로 도시한다.
도 18은 도 14b에 도시된 나노 헬릭스층을 이용한 태양전지의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 19는 도 18에 도시된 태양전지의 등가회로를 개략적으로 도시한다.
도 20 및 도 21은 또 다른 형태의 나노 헬릭스층의 구조를 개략적으로 도시한다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10.....태양전지 20.....1차 나노 헬릭스층
21,25,31,34.....투명 절연층 22.....접지 전극
23,32.....나노 헬릭스 26.....투명 기판
30.....2차 나노 헬릭스층 40.....다이오드 유닛층
41.....기판 42,43.....와이어
44.....다이오드 45.....다이오드 셀
51.....성장 기판 52.....나노 헬릭스
53.....투명 절연층 54.....투명 전극층
55.....유전체 스페이서 56.....다이오드층
57.....투명 저항층 60,60',60".....태양전지
61.....투명 전극 62.....나노 헬릭스층
63.....다이오드층 64.....콘덴서층
65.....투명 저항층
Claims (32)
- 다수의 제 1 나노 헬릭스들을 이용하여 입사광을 증폭시키는 1차 나노 헬릭스층;다수의 제 2 나노 헬릭스들을 이용하여 상기 증폭된 입사광으로 유도 전류를 발생시키는 2차 나노 헬릭스층; 및상기 2차 나노 헬릭스층에서 발생한 유도 전류를 직류로 정류하기 위한 다수의 다이오드 셀을 구비하는 다이오드 유닛층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 1차 나노 헬릭스층은:투명 박막 절연층;상기 투명 박막 절연층 위에 배치된 접지 전극; 및상기 투명 박막 절연층과 접지 전극 위에 배치되며, 상기 접지 전극과 일점에서 전기적으로 접촉하는 다수의 제 1 나노 헬릭스;를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 2 항에 있어서,상기 다수의 제 1 나노 헬릭스들은 상기 투명 박막 절연층 위에 랜덤하게 흩 뿌려져 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 3 항에 있어서,상기 다수의 제 1 나노 헬릭스들은 투명 코팅으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 2 항에 있어서,상기 투명 박막 절연층의 두께는 100nm 내지 1㎛ 인 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 2 항에 있어서,상기 접지 전극은 상기 투명 박막 절연층 위에 나란하게 형성된 다수의 금속 띠들의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 2 항에 있어서,상기 접지 전극과 상기 제 1 나노 헬릭스 사이에 투명한 추가 절연층이 개재되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 7 항에 있어서,상기 1차 나노 헬릭스층은, 투명 기판 위에 제 1 나노 헬릭스, 추가 절연층, 접지 전극 및 투명 박막 절연층을 차례로 형성함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,동일한 구조를 갖는 적어도 2개의 1차 나노 헬릭스층이 연속적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 2차 나노 헬릭스층은 투명 절연층 및 상기 투명 절연층 위에 배치된 다수의 제 2 나노 헬릭스들을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 10 항에 있어서,상기 다이오드 유닛층은 다수의 다이오드 셀을 포함하며, 각각의 다이오드 셀은:상기 투명 절연층을 관통하여 상기 제 2 나노 헬릭스들의 양단에 전기적으로 연결되는 한 쌍의 와이어; 및상기 한 쌍의 와이어에 흐르는 유도 전류를 직류로 정류하기 위한 다이오드;를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 11 항에 있어서,상기 각각의 다이오드 셀은 정류된 직류를 평활화하기 위한 콘덴서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 11 항에 있어서,상기 다이오드 셀들은 서로 직렬 또는 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬을 혼합하여 연결되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 11 항에 있어서,상기 투명 절연층과 제 2 나노 헬릭스들 사이에 투명한 추가 절연층이 개재되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 14 항에 있어서,상기 와이어는 상기 투명 절연층까지만 관통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 10 항에 있어서,상기 다수의 제 2 나노 헬릭스들은 상기 투명 절연층 위에 랜덤하게 흩뿌려져 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 제 16 항에 있어서,상기 다수의 제 2 나노 헬릭스들은 투명 코팅으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지.
- 수직하게 배열되어 있는 다수의 나노 헬릭스들을 갖는 나노 헬릭스층;상기 나노 헬릭스층의 하부면에 배치된 전극; 및상기 나노 헬릭스층의 상부면에 배치된 다이오드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 18 항에 있어서,상기 나노 헬릭스층은 투명 절연층 및 상기 투명 절연층 내에 수직하게 배열되어 있는 다수의 나노 헬릭스들을 포함하며, 상기 다수의 나노 헬릭스들의 양단부가 상기 투명 절연층의 상부면과 하부면을 통해 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 18 항에 있어서,상기 다이오드층은 나노 헬릭스층의 상부면에 배치된 제 1 반도체층 및 상기 제 1 반도체층 위에 배치된 제 2 반도체층을 구비하며, 상기 제 1 반도체층과 제 2 반도체층은 서로 반대 타입으로 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 20 항에 있어서,상기 다수의 나노 헬릭스들은 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 20 항에 있어서,상기 다이오드층의 상부면에 배치된 콘덴서층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 22 항에 있어서,상기 콘덴서층은 상기 제 2 반도체층 위에 배치된 제 1 전도체층, 상기 제 1 전도체층 위에 배치된 유전체층, 및 상기 유전체층 위에 배치된 제 2 전도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 23 항에 있어서,상기 전극 및 상기 제 2 전도체층은 접지와 연결되어 있으며, 상기 제 2 반도체층은 출력과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 18 항에 있어서,상기 다이오드층은 상기 나노 헬릭스층의 상부면에서 다수의 셀들로 나뉘어 져 있는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 25 항에 있어서,상기 다이오드층의 하나의 셀은 상기 나노 헬릭스층 내의 하나의 나노 헬릭스와 연결되는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 18 항에 있어서,상기 나노 헬릭스층과 상기 전극 사이에 투명 저항층이 더 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 투명 기판, 상기 투명 기판 위에 형성된 투명 전극층 및 상기 투명 전극층 위에 수직하게 성장된 다수의 나노 헬릭스들을 구비하는 나노 헬릭스층; 및상기 나노 헬릭스층 위에 배치되어, 상기 다수의 나노 헬릭스들과 전기적으로 연결되어 있는 다이오드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 28 항에 있어서,상기 나노 헬릭스층의 투명 전극층과 상기 다이오드층 사이에 배치되어 상기 다이오드층을 지지하는 다수의 유전체 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 28 항에 있어서,상기 나노 헬릭스층의 투명 전극층과 상기 다이오드층 사이에 채워진 투명 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 28 항에 있어서,상기 투명 전극층과 상기 나노 헬릭스들 사이에 개재된 투명 저항층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
- 제 28 항에 있어서,상기 다이오드층의 상부면에 배치된 콘덴서층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 헬릭스를 이용한 태양전지.
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