KR20100028729A - 복층 구조의 태양 전지 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
복층 구조의 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공한다. 상기 태양 전지는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 바텀 셀층(Bottom Cell Layer), 상기 바텀 셀층 위에 형성되어 있는 탑 셀층(Top Cell Layer), 상기 탑 셀층 위에 형성되어 있는 제2 기판, 그리고 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층 사이에 단파장의 빛을 선택적으로 반사하는 반사 필터를 포함하고, 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층은 각각 서로 다른 광흡수 파장대를 갖는 광흡수층이다.
반사 필터, 다이오드, 에바 시트
Description
본 발명은 복층 구조의 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
태양 전지는 태양빛의 에너지를 전기에너지로 바꾸는 것으로 P형 반도체와 N형 반도체라고 하는 2종류의 반도체를 사용하여 전기를 일으킨다.
태양 전지는 CO2 배출에 따른 온실 효과를 일으키는 화석 에너지와방사성 폐기물에 의한 대기 오염 등의 지구 환경을 오염시키는 원자력 에너지 등을 대체할 수 있는 청정 에너지 또는 차세대 에너지로 중요하다.
태양 전지를 보다 실용화 하기 위한 전제 조건으로 제조 단가를 줄이고, 에너지 변환 효율을 높이는 것이 필요하다. 태양 전지의 효율을 결정하는 변수로는 개방 전압(Voc), 단락 전류(Isc), 필 팩터(FF) 등이 있다. 태양광의 스펙트럼은 600nm 부근을 피크로 하여 자외선부터 원적외선까지 넓은 파장 영역을 가지고 있다. 가능한 모든 파장의 빛을 흡수하기 위해서는 반도체의 밴드갭 에너지가 작을수록 유리하지만, 그렇게 되면 개방 전압(Voc)도 감소하게 되므로 적정한 밴드갭을 가진 재료가 필요하다. 따라서, 단일 에너지 밴드갭에 의존하는 태양 전지에서는, 이용할 수 있는 스펙트럼의 범위가 한정되어서, 광전 변환의 효율을 높이는 데에는 한계가 있다. 그러므로, 태양광의 스펙트럼을 복수의 감도 파장 대역으로 분할하고, 각각의 감도 파장 대역별로 효율적으로 광전 변환할 수 있는 여러 종류의 태양 전지 모듈을 만들어, 그것들이 순차적으로 적층되어 있는 구조를 고려할 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 단파장을 흡수하는 광흡수층과 장파장을 흡수하는 광흡수층을 각각 형성하고, 이를 결합하는 복층 구조의 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상하층의 단위 셀의 개수를 조절하여 양 층에서 생성된 전압을 매칭할 수 있는 복층 구조의 태양 전지 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 바텀 셀층(Bottom Cell Layer), 상기 바텀 셀층 위에 형성되어 있는 탑 셀층(Top Cell Layer), 상기 탑 셀층 위에 형성되어 있는 제2 기판, 그리고 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층 사이에 단파장의 빛을 선택적으로 반사하는 반사 필터를 포함하고, 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층은 각각 서로 다른 광 흡수 파장대를 갖는 광흡수층이다.
상기 바텀 셀층은 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 투명 전도막, 상기 투명 전도막 위에 차례로 적층되어 있는 P층, 비정질 실리콘으로 형성된 I층, 및 N층으로 이루어진 제1 반도체층, 그리고 상기 제1 반도체층 위에 형성되어 있는 투명 전극을 포함한다.
상기 탑 셀층은 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 반사 전극막, 상기 반사 전극막 위에 차례로 적층되어 있는 P층 및 N층으로 이루어진 제2 반도체층, 그리고 상기 제2 반도체층 위에 형성되어 있는 제2 투명 전도막을 포함하고, 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층은 상기 투명 전극과 상기 제2 투명 전도막 사이에 있는 에바(Polyethylene Vinyl Acetate, EVA) 시트에 의해 합착되어 있다.
상기 제2 반도체층의 P층은 CuInSe2 또는 Cu-In-Ga-Se(CIGS)으로 형성되고, 상기 제2 반도체층의 N층은 CdS로 형성된다
상기 반사 전극막은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 몰리브덴(Mo) 중에 어느 하나로 형성된다.
상기 투명 전극은 SnO2, ZnO:Al 및 ZnO:B 중에 하나로 형성된다.
상기 반사 필터는 무기 산화막 계열의 반사막으로 형성된다
상기 반사 필터는 TiO2 또는 SiNx로 형성된다
상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층은 각각 서로 직렬 연결되어 있는 복수개의 셀을 포함한다.
상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층은 각각 외부 장치와 연결되는 출력 전극을 포함하고, 상기 출력 전극은 서로 독립적으로 외부 장치와 연결된다.
상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층은 각각 외부와 연결되는 출력 전극을 포함하고, 상기 바텀 셀층의 출력 전극과 상기 탑 셀층의 출력 전극을 병렬 연결하는 경우에 하기 조건식 (1)을 만족한다.
0.6 ≤ (N1 / N2) ≤ 0.8 …………> (1)
(N1은 상기 바텀 셀층에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이고, N2는 상기 탑 셀층에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이다. )
상기 바텀 셀층의 출력 전극과 출력 신호선 사이 및 상기 탑 셀층의 출력 전극과 상기 출력 신호선 사이에 각각 연결되어 있는 쇼트키 다이오드를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지 제조 방법은 제1 기판 위에 서로 직렬 연결되어 있는 복수개의 셀을 포함하는 바텀 셀층을 형성하는 단계, 상기 바텀 셀층 위에 단파장의 빛을 선택적으로 반사하는 반사 필터를 코팅하는 단계, 제2 기판 위에 서로 직렬 연결되어 있는 복수개의 셀을 포함하는 탑 셀층을 형성하는 단계, 그리고 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층을 에바(EVA) 시트를 이용하여 합착하는 단계를 포함하고, 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층은 각각 서로 다른 파장대의 빛을 흡수한다.
상기 바텀 셀층을 형성하는 단계는 상기 제1 기판 위에 제1 투명 전도막을 증착하는 단계, 상기 제1 투명 전도막을 패터닝하는 단계, 상기 패터닝된 제1 투명 전도막 위에 차례로 적층되어 있는 P층, I층, 및 N층을 포함하는 제1 반도체층을 형성하는 단계, 상기 제1 반도체층을 패터닝하는 단계, 상기 패터닝된 제1 반도체층 위에 투명 전극을 형성하는 단계, 그리고 상기 투명 전극 및 상기 제1 반도체층을 패터닝하는 단계를 포함하고, 상기 I층은 비정질 실리콘으로 형성된다.
상기 투명 전극은 SnO2, ZnO:Al 및 ZnO:B 중에 하나로 형성한다.
상기 제1 투명 전도막을 패터닝하는 단계 이전에 상기 제1 투명 전도막 상부면을 텍스처링하는 단계를 더 포함한다.
상기 탑 셀층을 형성하는 단계는 상기 제2 기판 위에 반사 전극막을 형성하는 단계, 상기 반사 전극막을 패터닝하는 단계, 상기 패터닝된 반사 전극막 위에 차례로 적층되어 있는 P층 및 N층을 포함하는 제2 반도체층을 형성하는 단계, 상기 제2 반도체층을 패터닝하는 단계, 상기 패터닝된 제2 반도체층 위에 제2 투명 전도막을 형성하는 단계, 그리고 상기 제2 투명 전도막 및 상기 제2 반도체층을 패터닝하는 단계를 포함하고, 상기 제2 반도체층의 P층은 CuInSe2 또는 Cu-In-Ga-Se(CIGS)으로 형성된다.
상기 제2 반도체층의 P층은 밴드갭이 1.2eV 내지 1.45eV인 것을 사용한다.
상기 반사 전극막을 형성하는 단계 이후에 상기 반사 전극막 상부면을 텍스처링하는 단계를 더 포함한다.
상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층 각각의 출력 전극을 서로 독립적으로 외부 장치와 연결하는 단계를 더 포함한다.
상기 바텀 셀층을 형성하는 단계 및 상기 탑 셀층을 형성하는 단계는 각각 상기 복수개의 셀의 개수를 조절하는 단계를 포함한다.
상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층 각각의 출력 전극을 병렬 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 각각의 출력 전극을 병렬 연결하는 경우에 하기 조건식 (1)을 만족한다.
0.6 ≤ (N1 / N2) ≤ 0.8 …………> (1)
(N1은 상기 바텀 셀층에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이고, N2는 상기 탑 셀층에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이다. )
상기 바텀 셀층의 출력 전극과 출력 신호선 사이 및 상기 탑 셀층의 출력 전극과 상기 출력 신호선 사이에 쇼트키 다이오드를 각각 연결하는 단계를 더 포함한다.
상기 반사 필터는 무기 산화막 계열의 반사막으로 형성한다.
상기 반사 필터는 TiO2 또는 SiNx로 형성한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 적층 구조의 태양 전지에서 단파장을 선택적으로 반사하는 층을 사용하여 태양 전지의 효율을 높일 수 있다. 또한, 상하층의 태양 전지를 병렬 연결하고, 각 층의 셀의 개수를 조절하여 양 층에서 생성된 전압을 매칭(Matching)시킬 수 있다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지는 제1 기판(100) 위에 적층되어 있는 제1 투명 전도막(110)을 포함한다. 제1 투명 전도막(110)은 SnO2, ZnO:Al, ZnO:B 등으로 형성할 수 있다. 투명 전도막(110)의 상부면은 텍스처(Texture)링 될 수 있다.
텍스처링은 태양 전지 표면에서의 광반사를 줄여서 태양 전지 내부로 유효광 의 흡수량을 증가시킬 목적으로 제1 투명 전도막(110) 상부면을 에칭하여 10㎛ 크기 이내의 피라이드 조직으로 형성하는 것을 말한다.
박막형 실리콘 태양 전지는 태양광에 의해 생성된 캐리어들(electron-hole pairs)의 확산에 의하여 동작하는 결정계 실리콘 PN 접합 태양 전지에 비해 캐리어들의 확산거리가 매우 짧기 때문에 P층과 N층 사이에 광흡수층과 내부 전기장을 동시에 발생시킬 수 있는 진성 반도체막(intrinsic Si layer)을 삽입할 수 있다. 상기 진성 반도체막은 본 발명의 실시예에서 I층(130)에 해당할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지는 제1 투명 전도막(110) 위에 P층(120), I층(130), N층(140)이 차례로 적층되어 있다. P층(120), I층(130)과 N층(140)은 플라스마 화학 기상 증착 방법(Plase chemical vapor deposition, PECVD)으로 증착될 수 있다.
태양광에 의해 광흡수층인 I층(130)에서 생성된 캐리어들은 내부 전기장의 드리프트(drift)에 의해 전자는 N층(140), 정공은 P층(120)으로 수집되어 전류를 발생하게 된다.
P층(120)은 붕소가 도핑된 비정질 실리콘(Boron doped a-Si:H), 비정질 실리콘 카바이드(a-SiC:H) 및 미세 결정 실리콘(mc-Si:H) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 광흡수층인 I층(130)과 N층(140)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 형성될 수 있다.
N층(140) 위에 투명 전극(150)이 형성되어 있다. 투명 전극(150)은 SnO2, ZnO:Al, ZnO:B 등으로 형성할 수 있다. 제1 투명 전도막(110), P층(120), I층(130), N층(140), 투명 전극(150)은 바텀 셀층(B)을 이루고 있고, 바텀 셀층(B)은 본 발명의 한 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지에서 빛이 먼저 입사하는 셀층으로 주로 단파장의 빛을 흡수한다.
투명 전극(150) 위에 반사 필터(160)가 형성되어 있다. 반사 필터(160)는 단파장을 선택적으로 반사하여 바텀 셀층(B)에서 단파장을 흡수하는 효율을 높일 수 있다. 반사 필터(160)는 무기 산화막 계열의 반사막으로 형성된다. 무기 산화막 계열의 반사막은 TiO2 또는 SiNx로 형성할 수 있다. 또는, 유기 폴리머를 이용할 수 있다.
반사 필터(160) 위에 에바 시트(170)가 형성되어 있다. 에바 시트(170)는 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체(copolymer)로서, 투명성, 완충성, 탄성, 인장강도가 아주 우수한 비닐 필름이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지에서 에바 시트(170)는 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)을 합착하는 역할을 한다.
에바 시트(170) 위에 제2 투명 전도막(240)이 형성되어 있다. 제2 투명 전도막(240)은 SnO2, ZnO:Al, ZnO:B 등으로 형성된다. 제2 투명 전도막(240) 위에 N층(230), P층(220)이 순차적으로 형성되어 있다. N층(230)은 CdS으로 형성되어 있다. P층(220)은 CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS)으로 형성되어 있고 광흡수층이 된다. CIS는 밴드갭이 작아 다른 종류의 태양 전지보다 단락 전류(Jsc)가 크고, 개방 전압(Voc)가 낮다. 따라서, 개방 전압(Voc)를 증가시키기 위하여 Ga 등의 원소를 첨가한 것이 CIGS이다.
P층(220) 위에 반사 전극막(210)이 형성되어 있다. 반사 전극막(210)은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 몰리브덴(Mo) 중에 어느 하나로 형성된다. 반사 전극막(210) 위에 제2 기판(200)이 형성되어 있다.
반사 전극막(210), P층(220), N층(230), 제2 투명 전도막(240)은 탑 셀층(T)을 이루고 있다. 탑 셀층(T)은 본 발명의 한 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지에서 바텀 셀층(B)에서 흡수되지 않고, 통과한 장파장의 빛을 흡수한다.
요약하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 태양 전지는 서로 다른 광흡수 파장대를 갖는 광흡수층에 해당하는 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)을 에바 시트(170)를 이용하여 결합한 구조이다. 특히, 바텀 셀층(B) 위에 단파장을 선택적으로 반사할 수 있는 반사 필터(160)를 형성하여 바텀 셀층(B)의 광효율을 높일 수 있다. 결국, 단파장을 흡수하기에 적합한 물질은 단파장만 흡수하도록 하고, 장파장을 흡수하기에 적합한 물질은 장파장만 흡수하도록 하여 고효율 태양 전지를 구현할 수 있다.
도 2 내지 도 6은 도 1에 나타나는 태양 전지에서 바텀 셀층을 형성하는 방법을 나타내는 단면도들이다.
먼저, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 기판(100) 위에 제1 투명 전도막(110)을 증착하고, 제1 투명 전도막(110)을 레이저 스크라이빙(Laser Scribing)을 사용하여 패터닝한다. 제1 투명 전도막(110)을 패터닝하기 이전에 제1 투명 전도 막(110) 상부면을 에칭하여 요철을 형성하는 텍스처링(Texturing)을 할 수 있다. 이러한 텍스처링을 통해 제1 기판(100)으로 들어온 빛을 산란시킬 수 있다.
다음, 도 3에 나타낸 바와 같이, 패터닝된 제1 투명 전도막(110) 위에 P층(120), I층(130), N층(140)을 차례로 증착한다. P층(120), I층(130)과 N층(140)은 플라스마 화학 기상 증착 방법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)으로 증착될 수 있다.
다음, 도 4에 나타낸 바와 같이, 차례로 적층된 P층(120), I층(130), N층(140)을 포함하는 제1 반도체층을 레이저 스크라이빙(Laser scribing)을 사용하여 패터닝한다.
다음, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 반도체층 위에 투명 전극(150)을 증착하고, 투명 전극(150) 위에 단파장을 선택적으로 반사하는 반사 필터(160)를 코팅한다. 투명 전극(150)은 SnO2, ZnO:Al 및 ZnO:B 중에 하나로 형성한다. 반사 필터(160)는 무기 산화막 계열의 반사막으로 형성한다. 무기 산화막 계열의 반사막은 TiO2 또는 SiNx로 형성할 수 있다. 또는, 유기 폴리머를 사용할 수 있다. 반사 필터(160)를 코팅하는 것은 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링법(Sputtering), 증발 증착법(Evaporation) 등을 사용할 수 있다.
다음, 도 6에 나타낸 바와 같이, 투명 전극(150) 및 상기 제1 반도체층을 레이저 스크라이빙(Laser scribing)을 사용하여 패터닝한다. 투명 전극(150) 및 상기 제1 반도체층을 패터닝함으로써 바텀 셀층(B)이 복수개의 셀(C1)을 포함하는 구 조가 된다. 복수개의 셀(C1)은 서로 직렬 연결되어 있다. 도 1은 도 6에서 나타낸 복수개의 셀(C1) 가운데 하나를 나타낸 것이다.
바텀 셀층(B)을 형성하는 과정에서 여러 번의 패터닝 공정을 수행할 때, 패턴의 간격을 적절히 조절함으로써 형성되는 복수개의 셀(C1)의 개수를 결정할 수 있다.
도 7은 도 1에 나타낸 태양 전지에서 탑 셀층을 형성하는 방법을 나타내는 단면도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 먼저, 제2 기판(200) 위에 반사 전극막(210)을 증착하고, 반사 전극막(210)을 레이저 스크라이빙(Laser scribing)을 사용하여 패터닝한다. 반사 전극막(210)을 패터닝하기 이전에 반사 전극막(210) 상부면을 에칭하여 요철을 형성하는 텍스처링(Texturing)을 할 수 있다. 이러한 텍스처링을 통해 바텀 셀층(B)을 통과하여 들어온 빛이 반사 전극막(210)에서 반사되어 광효율을 높일 수 있다. 반사 전극막(210)은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 몰리브덴(Mo) 중에 어느 하나로 형성한다.
다음, 패터닝된 반사 전극막(210) 위에 P층(230) 및 N층(240)을 차례로 적층한다. P층(220), N층(230)은 플라스마 화학 기상 증착 방법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)으로 증착될 수 있다. P층(220)은 CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS)으로 형성하고, 광흡수층으로 사용한다. N층(230)은 CdS으로 형성한다. P층(220)은 밴드갭이 1.2eV 내지 1.45eV인 것을 사용한다.
다음, 차례로 적층된 P층(220), N층(230)을 포함하는 제2 반도체층을 레이저 스크라이빙(Laser scribing)을 사용하여 패터닝한다.
다음, 상기 제2 반도체층 위에 제2 투명 전도막(240)을 증착하고, 제2 투명 전도막(240) 및 상기 제2 반도체층을 레이저 스크라이빙(Laser scribing)을 사용하여 패터닝한다. 제2 투명 전도막(240) 및 상기 제2 반도체층을 패터닝함으로써 탑 셀층(T)이 복수개의 셀(C2)을 포함하는 구조가 된다. 복수개의 셀(C2)은 서로 직렬 연결되어 있다.
탑 셀층(T)을 형성하는 과정에서 여러 번의 패터닝 공정을 수행할 때, 패턴의 간격을 적절히 조절함으로써 형성되는 복수개의 셀(C2)의 개수를 결정할 수 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 단파장을 흡수할 수 있는 비정질 실리콘 태양 전지와 장파장을 흡수할 수 있는 화합물 태양 전지를 각각 제조한다. 각각 제조한 비정질 실리콘 태양 전지와 화합물 태양 전지를 에바 시트(170)를 사용하여 합착하여 2가지의 서로 다른 물질 구조를 갖는 고효율 태양 전지를 구현할 수 있다. 적층형 태양 전지에서는 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)을 하나의 공정으로 형성하는데 어느 한 층에 문제가 발생하면 태양 전지 전부를 사용할 수 없게 된다. 반면에 본 발명의 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지는 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)을 독립적으로 제조하기 때문에 생산 효율을 높일 수 있다.
이하에서는 각각 제조된 비정질 실리콘 태양 전지와 화합물 태양 전지를 결합하여 전압을 매칭(Matching)시키기 위한 구조 및 방법을 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지를 나타내는 사시도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 각각 제조된 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)은 에바 시트(170)에 의해 결합된다. 에바 시트(170)는 바텀 셀층(B)의 반사 필터(160)와 탑 셀층(T)의 제2 투명 전도막을 서로 접착시킨다.
바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)이 합착하여 한 몸이 되더라도, 바텀 셀층(B)의 출력 전극에 연결되어 있는 출력 신호선(S1)과 탑 셀층(T)의 출력 전극에 연결되어 있는 출력 신호선(S2)은 서로 독립적으로 외부 장치와 연결될 수 있다. 따라서, 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)은 각기 독립적인 전극을 통해 외부 장치에 생산된 전력을 공급할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회로 연결을 나타내는 사시도이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 에바 시트(170)에 의해 결합된 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)은 서로 병렬 연결할 수 있다. 이 때, 서로 독립된 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)은 광흡수층의 물질이 다르기 때문에 출력 전압 역시 달라진다. 따라서, 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)의 출력 전극을 병렬 연결하면 출력 전압의 차이에 의한 손실이 발생할 수 있다. 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)의 출력 전압을 동일하게 유지하기 위해서는 바텀 셀층(B) 및 탑 셀층(T)을 제조할 때 직렬 연결되는 복수개의 셀(C1, C2)의 개수를 조절할 필요가 있다.
구체적으로 설명하면, 바텀 셀층(B)을 형성하는 경우 최종 출력 전압(VT1)은 다음과 같이 표현된다.
최종 출력 전압(VT1) = N1 * V1
여기서, N1은 바텀 셀층(B)에 직렬 연결된 셀의 개수를 말하고, V1은 바텀 셀층(B)의 단위 셀의 출력 전압을 나타낸다.
마찬가지로, 탑 셀층(T)을 형성하는 경우 최종 출력 전압(VT2)는 다음과 같이 표현된다.
최종 출력 전압(VT2) = N2 * V2
여기서, N2는 탑 셀층(T)에 직렬 연결된 셀의 개수를 말하고, V2는 탑 셀층(T)의 단위 셀의 출력 전압을 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지는 바텀 셀층(B)의 출력 전극과 탑 셀층(T)의 출력 전극이 병렬 연결되어 있는 경우 하기 조건식 (1)을 만족하는 구조를 갖는다.
0.6 ≤ (N1 / N2) ≤ 0.8 …………> (1)
(N1은 바텀 셀층(B)에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이고, N2는 탑 셀층(T)에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이다. )
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법은 상기 조건식 (1)을 만족하기 위해, 바텀 셀층(B) 및 탑 셀층(T)을 형성하는 단계에서 패터닝을 할 때, 패턴 간격을 조절함으로써 형성되는 셀(C1, C2)의 개수를 결정할 수 있다. 이 때, 바텀 셀층(B) 및 탑 셀층(T) 각각의 출력 전극을 병렬 연결하면, 바텀 셀층(B)과 탑 셀층(T)에서 각각 생성된 출력 전압이 서로 매칭(Matching)될 수 있다.
추가적으로 바텀 셀층(B)의 출력 전극과 출력 신호선(S1) 사이 및 탑 셀층(T)의 출력 전극과 출력 신호선(S2) 사이에 쇼트키 다이오드(D)를 각각 연결할 수 있다. 쇼트키 다이오드(D)는 상기 조건식 (1)에 의해서도 제어하지 못하는 미세한 출력 전압의 차이로 인해 어느 한 셀층으로 역전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
화합물 태양 전지(CIGS)는 유리 기판은 물론 스테인리스, 알루미늄 등 유연한 기판에 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄 화합물을 증착하는 방식으로 기존 실리콘 계열 태양 전지와 달리 실리콘을 전혀 사용하지 않으면서도 태양광을 전기로 변환해주는 효율이 높은 것이 특징이다.
화합물 태양 전지(CIGS)는 광전 효율이 약 12% 정도로 결정질 실리콘 태양 전지보다는 못하지만, 생산 공정이 훨씬 간단해 제조 단가를 낮출 수 있다.
비정질 실리콘 태양 전지는 주로 730nm 이하의 단파장을 흡수하고, 높은 개방 전압에 비해 생산되는 전류량이 적은 단점이 있다. 화합물 태양 전지(CIGS)는 730nm 이상 1000nm 이하의 태양광 파장을 흡수할 수 있기 때문에 낮은 개방 전압에 비해 전류량이 높은 특징을 갖는다.
비정질 실리콘 태양 전지와 화합물 태양 전지 각각의 장점을 얻을 수 있는 방법으로 복층 구조의 태양 전지를 만들 수 있다. 서로 물질이 달라 제조 공정에 차이가 있기 때문에 비정질 실리콘 태양 전지와 화합물 태양 전지를 순차적으로 적층하여 복층 구조의 태양 전지를 만드는 것은 어렵다. 또한 비정질 실리콘 태양 전지와 화합물 태양 전지를 순차적으로 적층하여 형성하더라도 불량이 일어날 확률이 2배가 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비정질 실리콘 태양 전지와 화합물 태양 전지를 별개로 형성하여 이들을 합착함으로써 상기와 같은 문제를 방지할 수 있고, 각 층의 셀의 개수를 조절함으로써 각 층의 전압 매칭(Matching)을 가능하게 한다. 따라서, 고효율의 태양 전지를 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지를 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 6은 도 1에 나타나는 태양 전지에서 바텀 셀층을 형성하는 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 7은 도 1에 나타나는 태양 전지에서 탑 셀층을 형성하는 방법을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 복층 구조의 태양 전지를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 회로 연결을 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200 기판 110 제1 투명 전도막
120, 130, 140 P층, I층, N층 150 투명 전극
160 반사 필터 170 에바 시트
210 반사 전극막 220, 230 P층, N층
240 제2 투명 전도막 B, T 바텀 셀층, 탑 셀층
S1, S2 출력 신호선 D 쇼트키 다이오드
Claims (24)
- 제1 기판,상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 바텀 셀층(Bottom Cell Layer),상기 바텀 셀층 위에 형성되어 있는 탑 셀층(Top Cell Layer),상기 탑 셀층 위에 형성되어 있는 제2 기판, 그리고상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층 사이에 단파장의 빛을 선택적으로 반사하는 반사 필터를 포함하고, 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층은 각각 서로 다른 광흡수 파장대를 갖는 광흡수층인 복층 구조의 태양 전지.
- 제1항에서,상기 바텀 셀층은상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 제1 투명 전도막,상기 제1 투명 전도막 위에 차례로 적층되어 있는 P층, 비정질 실리콘으로 형성된 I층, 및 N층으로 이루어진 제1 반도체층, 그리고상기 제1 반도체층 위에 형성되어 있는 투명 전극을 포함하고,상기 탑 셀층은상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 반사 전극막,상기 반사 전극막 위에 차례로 적층되어 있는 P층 및 N층으로 이루어진 제2 반도체층, 그리고상기 제2 반도체층 위에 형성되어 있는 제2 투명 전도막을 포함하고,상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층은 상기 투명 전극과 상기 제2 투명 전도막 사이에 있는 에바(Polyethylene Vinyl Acetate, EVA) 시트에 의해 합착되어 있는 복층 구조의 태양 전지
- 제2항에서,상기 제2 반도체층의 P층은 CuInSe2(CIS) 또는 CuInGaSe2(CIGS)으로 형성되고, 상기 제2 반도체층의 N층은 CdS로 형성된 복층 구조의 태양 전지.
- 제3항에서,상기 반사 전극막은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 및 몰리브덴(Mo) 중의 어느 하나로 형성된 복층 구조의 태양 전지.
- 제4항에서,상기 투명 전극은 SnO2, ZnO:Al 및 ZnO:B 중의 하나로 형성된 복층 구조의 태양 전지.
- 제1항에서,상기 반사 필터는 무기 산화막 계열의 반사막으로 형성된 복층 구조의 태양 전지.
- 제6항에서,상기 반사 필터는 TiO2 또는 SiNx로 형성된 복층 구조의 태양 전지.
- 제1항에서,상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층은 각각 서로 직렬 연결되어 있는 복수개의 셀을 포함하는 복층 구조의 태양 전지.
- 제8항에서,상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층은 각각 외부 장치와 연결되는 출력 전극을 포함하고, 상기 출력 전극은 서로 독립적으로 외부 장치와 연결되는 복층 구조의 태양 전지.
- 제8항에서,상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층은 각각 외부와 연결되는 출력 전극을 포함하고, 상기 바텀 셀층의 출력 전극과 상기 탑 셀층의 출력 전극을 병렬 연결하는 경우에 하기 조건식 (1)을 만족하는 복층 구조의 태양 전지.0.6 ≤ (N1 / N2) ≤ 0.8 …………> (1)(N1은 상기 바텀 셀층에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이고, N2는 상기 탑 셀층에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이다)
- 제10항에서,상기 바텀 셀층의 출력 전극과 출력 신호선 사이 및 상기 탑 셀층의 출력 전극과 상기 출력 신호선 사이에 각각 연결되어 있는 쇼트키 다이오드를 더 포함하는 복층 구조의 태양 전지.
- 제1 기판 위에 서로 직렬 연결되어 있는 복수개의 셀을 포함하는 바텀 셀층을 형성하는 단계,상기 바텀 셀층 위에 단파장의 빛을 선택적으로 반사하는 반사 필터를 코팅하는 단계,제2 기판 위에 서로 직렬 연결되어 있는 복수개의 셀을 포함하는 탑 셀층을 형성하는 단계, 그리고상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층을 에바(EVA) 시트를 이용하여 합착하는 단계를 포함하고, 상기 바텀 셀층과 상기 탑 셀층은 각각 서로 다른 파장대의 빛을 흡수하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제12항에서,상기 바텀 셀층을 형성하는 단계는상기 제1 기판 위에 제1 투명 전도막을 증착하는 단계,상기 제1 투명 전도막을 패터닝하는 단계,상기 패터닝된 제1 투명 전도막 위에 차례로 적층되어 있는 P층, I층, 및 N층을 포함하는 제1 반도체층을 형성하는 단계,상기 제1 반도체층을 패터닝하는 단계,상기 패터닝된 제1 반도체층 위에 투명 전극을 형성하는 단계, 그리고상기 투명 전극 및 상기 제1 반도체층을 패터닝하는 단계를 포함하고, 상기 I층은 비정질 실리콘으로 형성된 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제13항에서,상기 투명 전극은 SnO2, ZnO:Al 및 ZnO:B 중에 하나로 형성하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제14항에서,상기 제1 투명 전도막을 패터닝하는 단계 이전에상기 제1 투명 전도막 상부면을 텍스처링하는 단계를 더 포함하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제13항에서,상기 탑 셀층을 형성하는 단계는상기 제2 기판 위에 반사 전극막을 형성하는 단계,상기 반사 전극막을 패터닝하는 단계,상기 패터닝된 반사 전극막 위에 차례로 적층되어 있는 P층 및 N층을 포함하는 제2 반도체층을 형성하는 단계,상기 제2 반도체층을 패터닝하는 단계,상기 패터닝된 제2 반도체층 위에 제2 투명 전도막을 형성하는 단계,그리고상기 제2 투명 전도막 및 상기 제2 반도체층을 패터닝하는 단계를 포함하고, 상기 제2 반도체층의 P층은 CuInSe2 또는 CuInGaSe2(CIGS)으로 형성된 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제16항에서,상기 제2 반도체층의 P층은 밴드갭이 1.2eV 내지 1.45eV인 것을 사용하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제16항에서,상기 반사 전극막을 형성하는 단계 이후에상기 반사 전극막 상부면을 텍스처링하는 단계를 더 포함하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법
- 제12항에서,상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층 각각의 출력 전극을 서로 독립적으로 외부 장치와 연결하는 단계를 더 포함하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제12항에서,상기 바텀 셀층을 형성하는 단계 및 상기 탑 셀층을 형성하는 단계는 각각 상기 복수개의 셀의 개수를 조절하는 단계를 포함하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제20항에서,상기 바텀 셀층 및 상기 탑 셀층 각각의 출력 전극을 병렬 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 각각의 출력 전극을 병렬 연결하는 경우에 하기 조건식 (1)을 만족하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.0.6 ≤ (N1 / N2) ≤ 0.8 …………> (1)(N1은 상기 바텀 셀층에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이고, N2는 상기 탑 셀층에서 서로 직렬 연결되어 있는 셀의 개수이다)
- 제21항에서,상기 바텀 셀층의 출력 전극과 출력 신호선 사이 및 상기 탑 셀층의 출력 전 극과 상기 출력 신호선 사이에 쇼트키 다이오드를 각각 연결하는 단계를 더 포함하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제12항에서,상기 반사 필터는 무기 산화막 계열의 반사막으로 형성하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
- 제23항에서,상기 반사 필터는 TiO2 또는 SiNx로 형성하는 복층 구조의 태양 전지 제조 방법.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101438486B1 (ko) * | 2013-01-07 | 2014-11-04 | 한국생산기술연구원 | 탠덤구조 ｃｉｇｓ 박막 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 ｃｉｇｓ 박막 태양전지 |
| KR101626929B1 (ko) | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 한국에너지기술연구원 | 화합물 박막을 이용한 다중접합 태양전지 제조 방법 및 다중접합 태양전지 |
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|---|---|---|---|---|
| US8766085B2 (en) * | 2009-03-18 | 2014-07-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Photoelectric conversion device and method of manufacturing the same |
| US20110308569A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Du Pont Apollo Limited | Multi-terminal solar panel |
| US8563351B2 (en) * | 2010-06-25 | 2013-10-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method for manufacturing photovoltaic device |
| US20120204939A1 (en) * | 2010-08-23 | 2012-08-16 | Stion Corporation | Structure and Method for High Efficiency CIS/CIGS-based Tandem Photovoltaic Module |
| US9117948B1 (en) | 2012-02-02 | 2015-08-25 | The United States Of America As Represented By The Adminstrator Of National Aeronautics And Space Administration | Selenium interlayer for high-efficiency multijunction solar cell |
| KR20130104347A (ko) * | 2012-03-13 | 2013-09-25 | 삼성전자주식회사 | 태양 전지 및 그 제조 방법 |
| US9373741B2 (en) | 2012-08-15 | 2016-06-21 | International Business Machines Corporation | Heterostructure germanium tandem junction solar cell |
| CN103117313B (zh) * | 2013-02-28 | 2015-07-01 | 宏大中源太阳能股份有限公司 | 正面无电极遮挡的太阳能电池片及其制备方法 |
| JP6366914B2 (ja) * | 2013-09-24 | 2018-08-01 | 株式会社東芝 | 多接合型太陽電池 |
| EP3262693A1 (en) * | 2015-02-27 | 2018-01-03 | The Regents Of The University Of Michigan | Mechanically stacked tandem photovoltaic cells with intermediate optical filters |
| US20220093345A1 (en) * | 2020-09-22 | 2022-03-24 | Caelux Corporation | Tandem solar modules and methods of manufacture thereof |
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|---|---|---|---|---|
| DE3280293D1 (de) * | 1981-11-04 | 1991-02-21 | Kanegafuchi Chemical Ind | Biegsame photovoltaische einrichtung. |
| US4531015A (en) * | 1984-04-12 | 1985-07-23 | Atlantic Richfield Company | PIN Amorphous silicon solar cell with nitrogen compensation |
| JPS62142372A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
| US4935383A (en) * | 1988-09-23 | 1990-06-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Preparation of dilute magnetic semiconductor films by metalorganic chemical vapor deposition |
| JP2738557B2 (ja) * | 1989-03-10 | 1998-04-08 | 三菱電機株式会社 | 多層構造太陽電池 |
| US5091018A (en) * | 1989-04-17 | 1992-02-25 | The Boeing Company | Tandem photovoltaic solar cell with III-V diffused junction booster cell |
| CA2024662A1 (en) * | 1989-09-08 | 1991-03-09 | Robert Oswald | Monolithic series and parallel connected photovoltaic module |
| US5429685A (en) * | 1992-11-16 | 1995-07-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion element and power generation system using the same |
| CA2120875C (en) * | 1993-04-28 | 1999-07-06 | The Boc Group, Inc. | Durable low-emissivity solar control thin film coating |
| US6121541A (en) * | 1997-07-28 | 2000-09-19 | Bp Solarex | Monolithic multi-junction solar cells with amorphous silicon and CIS and their alloys |
| JP3926800B2 (ja) * | 2002-04-09 | 2007-06-06 | 株式会社カネカ | タンデム型薄膜光電変換装置の製造方法 |
| US20050056312A1 (en) * | 2003-03-14 | 2005-03-17 | Young David L. | Bifacial structure for tandem solar cells |
| US7189917B2 (en) * | 2003-03-26 | 2007-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Stacked photovoltaic device |
| US20070157966A1 (en) * | 2004-02-16 | 2007-07-12 | Tomomi Meguro | Process for producing transparent conductive film and process for producing tandem thin-film photoelectric converter |
| US20050224108A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-13 | Cheung Osbert H | Enhanced photovoltaic module |
| US7227066B1 (en) * | 2004-04-21 | 2007-06-05 | Nanosolar, Inc. | Polycrystalline optoelectronic devices based on templating technique |
| US20090014066A1 (en) * | 2004-07-13 | 2009-01-15 | Kaneka Corporation | Thin-Film Photoelectric Converter |
-
2008
- 2008-09-05 KR KR1020080087588A patent/KR20100028729A/ko not_active Application Discontinuation
-
2009
- 2009-03-27 US US12/412,606 patent/US20100059111A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101438486B1 (ko) * | 2013-01-07 | 2014-11-04 | 한국생산기술연구원 | 탠덤구조 ｃｉｇｓ 박막 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 ｃｉｇｓ 박막 태양전지 |
| KR101626929B1 (ko) | 2014-11-25 | 2016-06-02 | 한국에너지기술연구원 | 화합물 박막을 이용한 다중접합 태양전지 제조 방법 및 다중접합 태양전지 |
| KR101707080B1 (ko) | 2015-08-10 | 2017-02-15 | 한국에너지기술연구원 | 탠덤 태양전지의 제조방법 및 그에 따라 제조된 탠덤 태양전지 |
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