KR20110010947A - Organic-inorganic hybrid solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유-무기 하이브리드 태양전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 P형 반도체층이 P형의 칼코지나이드 무기입자와 P형의 전도성 고분자물질로 구성되는 유-무기 하이브리드 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to an organic-inorganic hybrid solar cell, and more particularly, to an organic-inorganic hybrid solar cell in which the P-type semiconductor layer is composed of P-type chalcogenide inorganic particles and P-type conductive polymer material.
일반적으로, 지속적인 경제성장을 위해서는 에너지가 필수불가결한 요소일 뿐만 아니라, 그 에너지는 석탄, 석유 등의 화석연료와 같이 공해 등의 환경오염을 일으키지 않는 깨끗한 것이며 지속적으로 이용 가능해야 한다. 이런 면에서 태양전지(Solar Cell 또는 Photovoltaic Cell)는 깨끗하고 무한한 태양광을 이용하는 것이어서 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.In general, not only energy is indispensable for sustainable economic growth, but it must also be clean and continuously available, which does not cause pollution, such as fossil fuels such as coal and oil. In this respect, solar cells (Solar Cells or Photovoltaic Cells) are attracting attention as new energy sources because they use clean and infinite solar light.
현재 태양전지는 주로 무기물 태양전지인 실리콘 반도체 또는 화합물 반도체를 이용한 태양전지들이 있고, 유기 태양전지, 염료 감응형 태양전지, 하이브리드 태양전지 등에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.Currently, there are solar cells using silicon semiconductors or compound semiconductors, which are inorganic solar cells, and researches on organic solar cells, dye-sensitized solar cells, hybrid solar cells, etc. are being actively conducted.
현재 상용화된 실리콘을 이용한 무기 태양전지는 전력변환효율이 우수하지만 높은 제조비용과 실리콘 원자재 수급에 어려움을 겪고 있다. 이러한 상황 하에서 실리콘소재를 전혀 사용하지 않는 유기태양전지가 본격 연구되기 시작하였고, 프린팅 방식에 의해 저가공정이 가능하며, 모양에 구애받지 않는 유연 태양전지 제조가 가능하여 현재 많은 주목을 받고 있다. 그러나 유기태양전지에서 적외선과 가시광선 영역을 동시에 흡수할 수 있는 P형의 물질이 개발되어 있지 않다. 따라서 태양전지 효율을 향상시키는데 한계점을 갖고있다.Currently, commercially available inorganic solar cells using silicon have excellent power conversion efficiency, but are having difficulty in supplying silicon raw materials with high manufacturing cost. Under these circumstances, organic solar cells that do not use silicon materials at all have begun to be studied in earnest, and a low cost process is possible by the printing method, and flexible solar cells can be manufactured regardless of the shape, and are currently attracting much attention. However, no P-type material has been developed that can simultaneously absorb infrared and visible light in organic solar cells. Therefore, there is a limit in improving solar cell efficiency.
종래의 유기 태양전지의 구조도를 도 1에 나타낸다.The structural diagram of the conventional organic solar cell is shown in FIG.
도 1을 참조하면, 종래의 유기 태양전지(10)는 기판(11), P측 전극(12), 양극 평탄화층(13), P형 반도체층 + N형 반도체층(14), N측 전극(15)으로 구성된다. 종래의 유기 태양전지(10)는 높은 일함수를 가진 투명 전극인 ITO(indium tin oxide)를 P측 전극(12)의 물질로, 낮은 일함수를 가진 Al이나 Ca 등을 N측 전극(15)의 물질로 사용한다. 그리고 P형 반도체층 + N형 반도체층(14)은 정공 수용체(D) 물질과 전자 수용체(A) 물질의 2층 구조 혹은 복합박막[(D+A) 혼합] 구조를 이용하는데, 경우에 따라서는 정공 수용체와 전자 수용체 사이에 후자의 복합 박막이 끼어 있는 혼합구조[D/(D+A)/A]를 이용하기도 한다. 또한 버퍼층으로 P측 전극(12)인 ITO전극과 P형 반도체층 + N형 반도체층(14) 사이에는 양극 평탄화층(13) 또는 정공 이송층(holetransport layer)을 끼워넣기도 하고, N측 전극(15)과 P형 반도체층 + N형 반도체층(14) 사이에는 전자 이송층(electron transport layer)을 끼워 넣기도 한다. 그렇지만 상기 유기태양전지(10)는 앞서 언급한 바와 같이 적외선과 가시광선을 동시에 흡수할 수 있는 P형의 물질이 존재하지 않기 때문에 여러 가지 복합막의 형태로서 구성되고 있는 실정이다.Referring to FIG. 1, the conventional organic
한편, 실리콘소재를 사용하지 않는 태양전지 중에서 가장 높은 효율을 보이고 있는 것이 칼코지나이드계 박막 태양전지이다. 그러나 칼코지나이드계 박막 태양전지는 고가의 장비를 이용한 진공방식의 제조방식 때문에 제조단가가 높아 이를 저가화하는 것이 필요한 실정이다.On the other hand, chalcogenide-based thin film solar cells exhibit the highest efficiency among solar cells that do not use silicon materials. However, since the chalcogenide-based thin film solar cell has a high manufacturing cost due to the vacuum method using expensive equipment, it is necessary to lower the cost.
종래의 진공방식에 의한 칼코지나이드계 박막 태양전지의 구조도를 도 2에 나타낸다.2 is a structural diagram of a chalcogenide-based thin film solar cell according to a conventional vacuum method.
도 2를 참조하면, 종래의 칼코지나이드계 박막 태양전지(20)는 기판(21), P측 전극층(도전층; 22), P형 반도체층(흡수층; 23), 버퍼층(24), N형 반도체층(투명창층; 25), N측 전극(그리드전극; 26)의 구조를 가지고 있다. 상기 칼코지나이드계 박막 태양전지(20)에 있어서 가장 중요한 P형 반도체층(23)은 크게 2가지 방식으로 형성되고 있다. 첫 번째 방식으로서, 4가지 금속원소(Cu, In, Ga, Se)를 증발증착 시키는 공정은 4가지 구성성분에 대한 조성의 제어가 용이하다는 장점이 있지만, 대면적 모듈제조에는 부적합하다고 인식되고 있다. 두 번째 방식은 먼저 전구체를 스퍼터 방식으로 증착하고 반응성 분위기 하에서 열처리하는 공정으로 구성된다. 이처럼 칼코지나이드계 박막 태양전지(20)의 P형 반도체층(23)은 앞에서 언급된 바와 같이 태양전지의 성능뿐만 아니라 제조단가에 미치는 영향이 크기 때문에 다양한 P형 반도체층(23)의 형성방법이 제안되고 있는 실정이다.Referring to FIG. 2, the conventional chalcogenide thin film
이러한 문제점들을 해결하기 위해 유기물과 무기물의 혼합 형태인 유무기 하이브리드 태양전지가 최근에 제안되고 있다. 유무기 하이브리드 태양전지를 이용하 여, 기존의 유기태양전지(10)의 광흡수 문제와, 칼코지나이드계 박막 태양전지(20)의 저가화 공정달성 뿐만아니라 높은 효율을 확보할 수 있다.In order to solve these problems, organic-inorganic hybrid solar cells, which are a mixed form of organic and inorganic materials, have recently been proposed. By using an organic-inorganic hybrid solar cell, it is possible to secure high efficiency as well as achieving the light absorption problem of the existing organic
상기 논의한 바와 같이 종래기술에 의하면 종래의 유기태양전지(10)용 P형 반도체층의 광흡수 파장영역이 낮아져 효율이 낮다는 문제점 및 칼코지나이드계 박막 태양전지(20)의 P형 반도체층(23)을 형성함에 있어 진공방식을 사용함으로써 높은 제조단가가 형성되는 등의 문제점이 있다. 태양전지의 상용화를 위해서는 고효율화 및 저가화가 반드시 이루어져야 한다. 덧붙여, 상기 P형 반도체물질은 그 자체의 광흡수 파장대가 좁기 때문에 상기 종래의 유기태양전지(10)의 경우 앞서 언급된 바와 같이 이용할 수 있는 광이 한정되어 있어 효율향상에도 한계가 있다. As discussed above, according to the related art, there is a problem in that the light absorption wavelength region of the conventional P-type semiconductor layer for the organic
한편, 칼코지나이드계 박막 태양전지(20)의 경우, 진공공정에 의한 P형 반도체층(23)의 형성은 정교한 진공장비와 같이 막대한 초기설비 투자가 필요한 상황으로서 저가의 태양전지용으로는 부적합하다는 문제점이 있다. On the other hand, in the case of the chalcogenide thin film
여기서, 습식방식에 의한 P형 반도체층(23)의 형성은 진공공정에 의한 방식보다는 제조단가를 낮추는 효과에 기여할 수 있다. 그러나, P형 반도체 나노입자를 잉크화 하고 이를 잉크젯 프린팅 방식으로 형성한 경우, 생산성(throughput)이 낮다는 문제점이 있으며, 스프레이 코팅방식은 막 균일도가 저조하고 이원계 산화물(binary oxide)과 칼코젠상(chalcogenide phase)과 같은 불순물, 염소나 탄소와 같은 반응부산물 및 결정크기가 작은 입자의 존재 등과 같은 단점이 있다.Here, the formation of the P-
또한 페이스트 코팅의 경우 전구체 분말과 고분자 바인더를 이용한 페이스트의 제조가 필요하며, 이의 경우 특성을 정밀하게 제어하여야 하고 코팅 후에는 바 인더 고분자를 완전히 소성시켜 제거시키는데 한계가 있다는 문제점이 있다.In addition, in the case of paste coating, it is necessary to prepare a paste using a precursor powder and a polymer binder. In this case, there is a problem in that the properties must be precisely controlled and there is a limit to completely remove the binder polymer after coating.
또한, 전구체 용액을 이용한 전착방법의 경우 원소에 대한 전기화학적 거동을 이해하여야 하며, 성분을 정밀하게 제어하여야 하므로, 그 시스템이 매우 복잡해지는 문제점이 있다.In addition, in the case of the electrodeposition method using the precursor solution, it is necessary to understand the electrochemical behavior of the element, and to control the components precisely, there is a problem that the system becomes very complicated.
덧붙여, 상기 습식방식에 의한 P형 반도체층의 형성과 관련하여 전술된 문제점 외에도 또 다른 치명적인 문제점이 있다. 즉, 각 습식코팅별로 형성된 박막 그 자체는 P형 반도체층의 역할을 할 수 없고, 독성 가스인 Se(H2Se) 분위기 또는 S(H2S) 분위기 하에서 고온 열처리가 진행되어야만 P형 반도체층이 완성된다는 문제점이 있다. 이러한 독성 가스의 사용과 고온공정은 생산성 저하를 초래하게 된다는 문제점이 있다.In addition, there is another fatal problem in addition to the above-described problems with respect to the formation of the P-type semiconductor layer by the wet method. That is, the thin film itself formed by each wet coating cannot act as a P-type semiconductor layer, and the P-type semiconductor layer must be subjected to a high temperature heat treatment under an atmosphere of Se (H 2 Se) or S (H 2 S), which is a toxic gas. There is a problem that this is completed. The use of such toxic gases and high temperature process has a problem that leads to a decrease in productivity.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, P형 반도체층이 P형의 칼코지나이드 무기입자와 P형의 전도성 고분자물질로 구성되는 유-무기 하이브리드 태양전지를 제공함을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic-inorganic hybrid solar cell in which the P-type semiconductor layer is composed of P-type chalcogenide inorganic particles and P-type conductive polymer materials. .
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지는 기판과; 상기 기판 상에 대 향하게 형성된 P측 전극 및 N측 전극 및; 상기 P측 전극 및 N측 전극 사이에 적층된 P형 반도체층 및 N형 반도체층을 포함하며; 상기 P형 반도체층이 P형의 전도성 고분자물질과 P형의 칼코지나이드 화합물의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.An organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention comprises a substrate; A P-side electrode and an N-side electrode formed on the substrate so as to face each other; A P-type semiconductor layer and an N-type semiconductor layer stacked between the P-side electrode and the N-side electrode; The P-type semiconductor layer is characterized by consisting of a mixture of a P-type conductive polymer material and a P-type chalcogenide compound.
또한, 상기 P형 반도체층을 구성하는 P형의 전도성 고분자 물질이 PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):PSS(폴리(스티렌설포네이트), 폴리아닐린, 프탈로시아닌, 폴리디페닐 아세틸렌, 폴리(t-부틸)디페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)디페닐아세틸렌, 폴리비스(T-부틸디페닐)아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴) 디페닐아세틸렌, 폴리(카르바졸)디페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐아세틸렌, 폴리피리딘아세틸렌, 폴리메톡시페닐아세틸렌, 폴리메틸페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)페닐아세틸렌, 폴리니트로페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)페닐아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸렌 및 이들의 유도체 등으로부터 이루어지는 군에서 적어도 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.In addition, the P-type conductive polymer material constituting the P-type semiconductor layer is PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): PSS (poly (styrenesulfonate)), polyaniline, phthalocyanine, polydiphenyl acetylene, poly (t-butyl) diphenylacetylene, poly (trifluoromethyl) diphenylacetylene, polybis (T-butyldiphenyl) acetylene, poly (trimethylsilyl) diphenylacetylene, poly (carbazole) diphenylacetylene, poly Diacetylene, polyphenylacetylene, polypyridineacetylene, polymethoxyphenylacetylene, polymethylphenylacetylene, poly (t-butyl) phenylacetylene, polynitrophenylacetylene, poly (trifluoromethyl) phenylacetylene, poly (trimethylsilyl) At least one selected from the group consisting of phenylacetylene and derivatives thereof, and the like.
또한, 상기 P형 반도체층을 구성하는 P형의 칼코지나이드 화합물이 CuInS2(CIS), CuGaS2(CGS), CuInSe2(CISe), CuGaSe2(CGSe), CuAlSe2(CASe), CuInTe2(CITe), CuGaTe2(CGTe), Cu(In, Ga)S2(CIGS), Cu(In, Ga)Se2(CIGSe), Cu2ZnSnS4(CZTS), CdTe 등으로부터 이루어지는 군에서 적어도 하나이상 선택되는 것을 특징으로 한다.In addition, the P-type chalcogenide compounds constituting the P-type semiconductor layer are CuInS 2 (CIS), CuGaS 2 (CGS), CuInSe 2 (CISe), CuGaSe 2 (CGSe), CuAlSe 2 (CASe), CuInTe 2 At least one of the group consisting of (CITe), CuGaTe 2 (CGTe), Cu (In, Ga) S 2 (CIGS), Cu (In, Ga) Se 2 (CIGSe), Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS), CdTe, and the like. It is characterized in that the above selection.
또한, 상기 N형 반도체층은 플러린(fullerene)(C60) C60 유도체, 페릴 렌(perylene), 페릴렌 유도체, PTCBI, ZnO, ITO 등으로 이루어지는 군에서 적어도 하나이상 선택되는 것을 특징으로 한다.In addition, the N-type semiconductor layer is characterized in that at least one selected from the group consisting of fullerene (C60) C60 derivatives, perylene (perylene), perylene derivatives, PTCBI, ZnO, ITO and the like.
또한, 상기 대향하는 두 전극 상이에 버퍼층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it comprises a buffer layer on the two opposite electrodes.
또한, 상기 대향하는 두 전극 중에 어느 한 전극이 유리, 플라스틱, 메탈호일 또는 세라믹 상에 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, any one of the two opposite electrodes is characterized in that formed on glass, plastic, metal foil or ceramic.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지는 P형의 칼코지나이드계 무기입자와 P형의 전도성 고분자 물질로 P형 반도체층이 구성됨으로써, 적외선과 가시광선을 동시에 흡수할 수 있다는 이점과 칼코지나이드 화합물 반도체 중 하나만을 사용하였을 때 보다 전하 이동도나 정공수용체와 고분자 간의 접촉면적 증가 등과 같은 측면에서 더욱 안정적이라는 이점이 있다.As described above, the organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention is composed of a P-type chalcogenide-based inorganic particles and a P-type conductive polymer material, thereby absorbing infrared rays and visible light at the same time. It is advantageous in that it is more stable in terms of charge mobility or increase in contact area between the hole acceptor and the polymer than when only one of the chalcogenide compound semiconductors is used.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지를 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의 도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to a client or an operator, a user's intention or custom. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.Like numbers refer to like elements throughout the drawings.
도 3은 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 구조도이며, 도 4는 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 단면도이다.3 is a structural diagram of an organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view of the organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention.
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지는 도 3과 도 4에 나타난 두 가지 형태로 구현될 수 있는데, 먼저 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지(30)를 제조하는 방법을 보다 상세히 살펴보면, 하기의 공정으로 제조되는데, 이러한 공정을 구체적으로 기술하면 다음과 같다.The organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention may be implemented in two forms shown in FIGS. 3 and 4. First, referring to FIG. 3, an organic-inorganic hybrid
<기판/P측 전극 형성 및 세정공정><Formation of substrate / P side electrode and cleaning process>
기판(31)이 유-무기 하이브리드 태양전지(30)의 광입사면 측에 설치되는 경우, 상기 기판(31)이 광투과성을 가져야 하기에, 무색투명한 것 바람직하나, 다소 착색되어 있는 것도 무방하다. 예컨대 소다라임 유리나 무알칼리 유리 등의 투명 유리기판이나, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에폭시 수지 등으로부터 임의로 제작된 플라스틱 필름을 이용할 수도 있다. 상기 P측 전극으로는 ITO 외에도 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide), Mo, IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3 등과 같이 투명전극이 이용될 수 있다.When the
P측 전극(32)을 형성하는 단계에서는 스퍼터링 또는 진공 증착법이 이용될 수 있다. 상기 기판 상부에 형성된 P측 전극(32)을 아세톤, 알코올, 물 혹은 이들 의 혼합용액에 담근 후 초음파 세정을 실시한다. In forming the P-
<P형 <P type 반도체층Semiconductor layer 형성> Formation>
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지(30)의 P형 반도체층(33)은 P형의 칼코지나이드계 무기입자와 P형의 전도성 고분자 물질로 구성되는데, 먼저 적정 용매에 용해된 P형 전도성 고분자 용액에 P형 칼코지나이드계 무기입자를 가하여 w적절히 분산 시킨다. P형 칼코지나이드계 무기입자와 P형 전도성 고분자 용액의 혼합액을 상기 세정된 P측 전극(33)의 상부에 코팅한다. 이때 적용될 수 있는 방법으로는 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 인쇄, 바(bar) 코팅, 닥터블레이드 방식, 잉크젯 방식 등이 가능하다. 이러한 방식으로 코팅된 막은 적정 온도하에서 건조시키면 P형 반도체층 박막이 형성된다. 이때 사용되는 P형 반도체층(33)은 PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):PSS(폴리(스티렌설포네이트), 폴리아닐린, 폴리디페닐 아세틸렌, 폴리(t-부틸)디페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)디페닐아세틸렌, 폴리(비스트리플루오로메틸)아세틸렌, 폴리비스(T-부틸디페닐)아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴) 디페닐아세틸렌, 폴리(카르바졸)디페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐아세틸렌, 폴리피리딘아세틸렌, 폴리메톡시페닐아세틸렌, 폴리메틸페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)페닐아세틸렌, 폴리니트로페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)페닐아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸렌 및 이들의 유도체 등을 포함하는 P형의 전도성 고분자와 CuInS2(CIS), CuGaS2(CGS), CuInSe2(CISe), CuGaSe2(CGSe), CuAlSe2(CASe), CuInTe2(CITe), CuGaTe2(CGTe), Cu(In, Ga)S2(CIGS), Cu(In, Ga)Se2(CIGSe), Cu2ZnSnS4(CZTS), CdTe 등의 P형 입사장 칼코지나이드 화합물을 예로 들 수 있다. P-
<N형 <N type 반도체층의Semiconductor layer 형성> Formation>
N형 반도체층(34)의 전자수용체는 플러린(C60) 자체 혹은 C60이 유기 용매에 잘 녹도록 설계된 [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester(PCBM) 등이 사용되고 있으며, 그 외 단분자로 페릴렌, 구리(copper), 3,4,9,10 perylenetetracarboxylic bisbenzimidazole(PTCBI) 등이 사용되고 있다. 그러나 이들에 한정되는 것은 아니다. N형 반도체층(34)의 형성에 적용될 수 있는 방법으로는 진공증착법, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 인쇄, 잉크젯 방식 등이 가능하다.As the electron acceptor of the N-
<N측 <N side 전극층의Electrode layer 형성> Formation>
N측 전극층(35)은 P형 반도체층(33)에서 발생한 전자를 효과적으로 수집하기 위한 전극으로서, 일함수가 작은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 및 이들의 혼합물로 이루어진 전극재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 N측 전극층(35)의 재료로서는 알칼리 금속, 나트륨-칼륨 합금, 마그네슘-은 혼합물, 알루미늄-리튬 합금, 알루미늄-리튬플루오르 혼합물 등을 사용할 수 있다. 이들 전극재료는 스퍼터링 또는 진공 증착법으로 막을 형성시킬 수 있으며, 형성 방법이 특별히 한정되는 것은 아니다.The N-
<< 실링공정Sealing process >>
유-무기 하이브리드 태양전지(30)는 동작 중에 수분과 산소에 의해 열화가 될 수 있으므로, 대기로부터 형성된 각 층을 차단시 킬 필요가 있다. 우선 유리재질의 보호캡 중앙에 수분을 흡수할 수 있는 흡습제를 부착하고, 테두리 부위에는 실링재를 디스펜싱시킨다. 다음으로 제작된 소자(기판/P측 전극층/P형 반도체층/N형 반도체층/N측 전극층)를 디스펜싱된 실링재 상부에 배치시킨 다음, UV 혹은 열을 가하여 실링재를 경화시킨다. 만약 UV를 이용하여 실링재를 경화시킬 경우에는 P형 반도체층(33) 부분에는 UV 광이 유입되지 않도록 조치해야 하며, 이는 UV에 의해 P형 반도체층(33) 등이 열화가 될 수 있기 때문이다. 이외에도 실링공정은 진공하에서 다층 박막을 형성시키는 방법을 이용할 수도 있다. 이들 실링공정은 이미 유기전계발광소자 산업분야에서 잘 확립되어 있다. 또한 종래의 결정질 실리콘 태양전지에 적용하고 있는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트와 유리(glass)로 실링 시켜도 무방하다.Since the organic-inorganic hybrid
본 발명의 또 다른 구현 예로서 도 4와 같은 구조의 유-무기 하이브리드 태양전지가 가능한데, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지(40)를 제조하는 방법을 보다 상세히 살펴보면, 하기의 공정으로 제조되는데, 이러한 공정을 구체적으로 기술하면 다음과 같다.As another embodiment of the present invention, an organic-inorganic hybrid solar cell having a structure as shown in FIG. 4 is possible. Referring to FIG. 4, a method of manufacturing the organic-inorganic hybrid
<기판/P측 전극 형성 및 세정공정><Formation of substrate / P side electrode and cleaning process>
기판(41)으로는 소다석회 실리카 유리 또는 비경절의 유리와 구리 테이프, 폴리 이미드와 같은 유연성 있는 플라스틱이나 스테인레스 박판 등이 사용될 수 있다. 이러한 기판(41)에 P측 전극층(42)의 형성이 요구된다. P측 전극층(42)은 전기 전도성을 갖는 물질이면 모두 가능하지만, 높은 전기 전도도와 칼코지나이드계 화합물과의 오믹 접합이 가능하고, 고온에서의 안정성이 우수한 몰리브덴(Mo), 투명전극, 기타 금속전극 등이 주로 이용된다. 보다 바람직하게는 두께가 약 0.1~5㎛ 정도의 몰리브덴층이 양호하다. 이 P측 전극층(42)의 몰리브덴은 DC 스퍼터링 또는 증착, 또는 이와 달리 화학적 증착법(CVD), 원자층 증착(ALD), 졸-겔 코팅(sol-gel coating), 전기도금 등에 의해 형성될 수 있다. 상기 기판(41)의 상부에 형성된 P측 전극(22)을 아세톤, 알코올, 물 혹은 이들의 혼합용액에 담근 후 초음파 세정을 실시한다. As the
<P형 <P type 반도체층Semiconductor layer 형성> Formation>
P형 반도체층(43)은 앞서 도 3과 관련한 설명에 제시된 P형 반도체층(33)의 형성과 동일하다. PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):PSS(폴리(스티렌설포네이트), 폴리아닐린, 프탈로시아닌, 폴리디페닐 아세틸렌, 폴리(t-부틸)디페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)디페닐아세틸렌, Cu-PC(커퍼 프탈로시아닌) 폴리(비스트리플루오로메틸)아세틸렌, 폴리비스(T-부틸디페닐)아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴) 디페닐아세틸렌, 폴리(카르바졸)디페닐아세틸렌, 폴리디아세틸렌, 폴리페닐아세틸렌, 폴리피리딘아세틸렌, 폴리메톡시페닐아세틸렌, 폴리메틸페닐아세틸렌, 폴리(t-부틸)페닐아세틸렌, 폴리니트로페닐아세틸렌, 폴리(트리플루오로메틸)페닐아세틸렌, 폴리(트리메틸실릴)페닐아세틸렌 및 이들의 유도체 등을 포함하는 P형의 전도성 고분자물질과 CuInS2(CIS), CuGaS2(CGS), CuInSe2(CISe), CuGaSe2(CGSe), CuAlSe2(CASe), CuInTe2(CITe), CuGaTe2(CGTe), Cu(In, Ga)S2(CIGS), Cu(In, Ga)Se2(CIGSe), Cu2ZnSnS4(CZTS), CdTe 등의 P형 무기 화합물인 입사장 칼코지나이드 화합물을 무게비로 혼합한 형태이다. P형 반도체층(43)의 형성방법으로는 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 인쇄, 바(bar) 코팅, 닥터블레이드 방식, 잉크젯 방식 등이 가능하다. The P-
<버퍼층 형성><Buffer layer formation>
P형 반도체층(33)과 N형 반도체층(45) 간의 pn 접합을 형성하는데 있어서, 버퍼층(44)이 도입되면 보다 양호한 접합이 이루어진다. 이러한 버퍼층(44)은 황화카드뮴(CdS)이 이용될 수 있으나, 중금속인 Cd를 사용하지 않는 ZnS, Zn(O, S), ZnSe, (Zn, In)Se, In(OH, S), In2S3 등이 이용될 수도 있다. 통상적으로 버퍼층(44)으로 사용되는 CdS는 화학욕증착(Chemical Bath Deposition; CBD)에 의해 200~1000Å의 두께로 증착되는 것이 바람직하다.In forming a pn junction between the P-
<N형 <N type 반도체층Semiconductor layer 형성> Formation>
앞서 언급된 바와 같이 pn 접합을 위한 N형 반도체층(45)은 버퍼층(44)의 물질의 넓은 에너지 밴드간격을 전도시키는 역할과, 유-무기 하이브리드 태양전지(40)의 전면의 투명전극으로서의 기능도 하기 때문에 광투과율이 높고 전기 전도성이 높은 산화아연층(ZnO)이 이용될 수 있다. N형 반도체층(45)은 2층의 ZnO로 구성되는 것이 대부분이며, 버퍼층(44)이 접촉하는 부위는 진성(intrinsic) ZnO로 형성되어 있으며, 그 상부에 n형의 ZnO(ZnO:Al)가 형성되어 있다. 상기 N형 반도체 층(45)은 RF 스퍼터링이나 습식공정을 통해 형성할 수 있다.As mentioned above, the N-
<N측 전극(<N side electrode ( 그리드전극Grid electrode ) 및 반사 방지막 형성 공정>) And antireflection film forming process>
N측 전극(그리드전극; 46)은 주로 2층의 금속 접촉층으로 이루어지고 전자빔 방식 또는 다른 방법을 통하여 형성시킬 수 있다. 주로 제 1의 금속 접촉층은 두께가 500~1000Å 정도인 Ni가 이용되며, 제2의 금속 접촉층은 두께가 1~3㎛인 Al이 이용될 수 있다. 유-무기 하이브리드 태양전지(40)에 입사되는 태양광의 반사 손실을 줄여 효율을 더욱더 증가시키는 기능을 하는 반사 방지막(47)은 일반적으로 MgF2가 사용되는데 전자빔 증발법에 의하여 두께가 600~1000Å 정도로 형성하여 사용될 수 있다.The N-side electrode (grid electrode) 46 is mainly composed of two metal contact layers and can be formed by an electron beam method or another method. The first metal contact layer may be formed of Ni having a thickness of about 500 to 1000 kPa, and the second metal contact layer may be formed of Al having a thickness of 1 to 3 μm. MgF 2 is generally used as the
이하 본 발명의 유무기 하이브리드 태양전지의 구현방법을 실시 예를 통하여 구체화 하지만, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiment of the organic-inorganic hybrid solar cell of the present invention will be embodied by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples, which are only presented to aid the understanding of the present invention.
실시 예 1Example 1
P측 전극층으로서 15 Ω/sq의 시트 저항을 가지는 1,500 Å 이하 두께의 투명 ITO를 유리 기판 상에 제조(이하 ITO 기판이라 함)한다. 이 ITO 기판을 아세톤, 세미코크린(풀우치과학사제), 이소프로필 알코올((주)덕산화학제)에 담근 후 각 15 분간 초음파세정을 행한 후, 건조시킨다. 다음에, 대기압 플라즈마 표면처리 장치에서 3분 동안 이 ITO 기판의 표면처리를 행한다. As the P-side electrode layer, a transparent ITO having a thickness of 1,500 Pa or less having a sheet resistance of 15 Ω / sq was produced on a glass substrate (hereinafter referred to as an ITO substrate). The ITO substrate is immersed in acetone, semicoclean (manufactured by Fulluchi Scientific, Inc.), and isopropyl alcohol (manufactured by Duksan Chemical Co., Ltd.), followed by ultrasonic cleaning for 15 minutes, and then dried. Next, this ITO substrate is surface-treated for 3 minutes in an atmospheric plasma surface treatment apparatus.
다음에, ITO 상부에 P형 반도체층으로서 폴리에틸렌디옥시티오펜:폴리스티렌 설포네이트(스탈크사제, PEDOT:PSS라 약칭함)와 CITe를 무게비 40:60으로 혼합한 용액을 스핀코팅으로 형성한 다음 140°C에서 15 분간 건조시킨다. 다음으로 이 기판을 산소 1 ppm이하의 드라이 질소 분위기의 글러브 박스로 이송하여 진공 증착장치에 세트하고 그 위에 플러린(C60)을 진공증착법으로 형성한 다음, N측 전극으로서 리튬플로라이드를 1 nm의 막 두께로 형성하고, 그 위에 200 nm 두께의 Al 박막을 진공증착법을 이용해서 형성한다. 다음에, 각 층을 형성한 소자를 질소분위기의 글러브박스에서 실링공정을 거쳐 유-무기 하이브리드 태양전지를 얻는다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지 소자는 150°C로 맞추어진 핫플레이트 위에서 30분간 열처리되어 광전변환 효율을 측정한다. 상기 태양전지의 전압-전류밀도는 Keithley 236 Source Measurement와 Solar Simulator(300W simulator models 81150 and 81250, Spectra physics Co.)를 사용하여 표준 조건(AM 1. 5, 100 mW/cm2, 25°C)에서 측정되었다. 개방회로 전압(Open Circuit Voltage; Voc)은 0.65 V, 단락회로 전류(Short Circuit current; Jsc)는 8.65 mA/cm2, 곡선인자(Fill Factor; FF)는 63.13 %를 나타냈으며, 이로서 3.5 %의 광전변환 효율을 나타내었다.Next, a solution of polyethylene dioxythiophene: polystyrene sulfonate (manufactured by Stalk, PEDOT: PSS) and CITe in a weight ratio of 40:60 was formed as a P-type semiconductor layer on the ITO by spin coating. Dry at 15 ° C for 15 minutes. Next, the substrate was transferred to a glove box in a dry nitrogen atmosphere of 1 ppm or less of oxygen, set in a vacuum deposition apparatus, and a fullerine (C60) was formed thereon by vacuum deposition. Then, lithium fluoride was formed as an N-side electrode as 1 nm. A film having a thickness of 200 nm is formed thereon using a vacuum deposition method. Next, the device having each layer formed is sealed in a glove box of a nitrogen atmosphere to obtain an organic-inorganic hybrid solar cell. The organic-inorganic hybrid solar cell device thus manufactured is heat-treated for 30 minutes on a hot plate set at 150 ° C to measure photoelectric conversion efficiency. The voltage-current density of the solar cell was determined using Keithley 236 Source Measurement and Solar Simulator (300W simulator models 81150 and 81250, Spectra physics Co.) under standard conditions (AM 1.5, 100 mW / cm 2 , 25 ° C). Measured in The open circuit voltage (V oc ) was 0.65 V, the short circuit current (J sc ) was 8.65 mA / cm 2 , and the fill factor (FF) was 63.13%, which is 3.5 Photoelectric conversion efficiency of% was shown.
실시 예 2Example 2
실시 예 1에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 P형 반도체층을 구성하는 성분이 PEDOT:PSS 및 CIGS인 것을 제외하고는 모두 동일하게 하여 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리 드 태양전지의 Voc 값은 0.71, Jsc 값은 8.97, FF는 61.38 %로 측정되었으며, 광전변환율은 3.9 %였다. An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner except that the components constituting the P-type semiconductor layer were PEDOT: PSS and CIGS in the organic-inorganic hybrid solar cell manufacturing process shown in Example 1. The organic-inorganic hybrid solar cell manufactured as described above was measured to have a Voc value of 0.71, a Jsc value of 8.97, and a FF of 61.38%, and a photoelectric conversion rate of 3.9%.
실시 예 3Example 3
실시 예 1에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 P형 반도체층을 구성하는 성분이 PEDOT:PSS 및 CdTe인 것을 제외하고는 모두 동일하게 하여 유-무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.71, Jsc 값은 8.83, FF는 62.44 %로 측정되었으며, 광전변환율은 3.9 %였다. An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner except that the components constituting the P-type semiconductor layer were PEDOT: PSS and CdTe in the organic-inorganic hybrid solar cell manufacturing process shown in Example 1. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated in this manner was measured to have a Voc value of 0.71, a Jsc value of 8.83, and a FF of 62.44%, and a photoelectric conversion rate of 3.9%.
실시 예 4Example 4
실시 예 1에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 PEDOT:PSS 대신에 폴리디페닐아세틸렌을 사용하여 유-무기 하이브리드 태양전지를 제조하였으며 그 외의 조건은 모두 동일하게 하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.71, Jsc 값은 9.32, FF는 63.26 %로 측정되었으며, 광전변환율은 4.2 %였다. The organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured using polydiphenylacetylene instead of PEDOT: PSS in the organic-inorganic hybrid solar cell manufacturing process shown in Example 1, and all other conditions were the same. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated in this manner was measured to have a Voc value of 0.71, a Jsc value of 9.32, and a FF of 63.26%, and a photoelectric conversion rate of 4.2%.
실시 예 5Example 5
실시 예 1에서 제시한 태양전지 제조 과정 중에서 PEDOT:PSS 대신에 폴리아닐린을 사용하여 태양전지를 제조하였으며 그 외의 조건은 모두 동일하게 하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.68, Jsc 값은 8.87, FF는 61.76 %로 측정되었으며, 광전변환율은 3.7 %였다. The solar cell was manufactured using polyaniline instead of PEDOT: PSS in the solar cell manufacturing process shown in Example 1, and all other conditions were the same. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated as described above was measured with VOC value of 0.68, Jsc value of 8.87, and FF of 61.76%, and photoelectric conversion rate of 3.7%.
실시 예 6Example 6
실시 예 1에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 P형 반도체층을 구성하는 성분이 폴리피리딘아세틸렌 및 CITe인 것을 제외하고는 모두 동일하게 하여 유-무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.68, Jsc 값은 8.87, FF는 61.76 %로 측정되었으며, 광전변환율은 3.7 %였다. An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner except that the components constituting the P-type semiconductor layer were polypyridineacetylene and CITe in the organic-inorganic hybrid solar cell manufacturing process shown in Example 1. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated as described above was measured with VOC value of 0.68, Jsc value of 8.87, and FF of 61.76%, and photoelectric conversion rate of 3.7%.
실시 예 7Example 7
실시 예 1에서 제시한 태양전지 제조 과정 중에서 N형 반도체층을 구성하는 성분이 poly 3-hexyl thiophene(Rieke Metals 제, P3HT라 약칭한다)와 [6,6]-Phenyl-C61-butyric acid methyl ester(Nano-C제, PCBM라 약칭한다)를 1:0.9의 무게비로 클로로벤젠에 용해하여 이 용액을 스핀코팅으로 형성한 것을 제외하고는 모두 동일하게 하여 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.71, Jsc 값은 8.83, FF는 62.44 %로 측정되었으며, 광전변환율은 3.9 %였다. In the solar cell fabrication process described in Example 1, the components constituting the N-type semiconductor layer are poly 3-hexyl thiophene (abbreviated as Rieke Metals, P3HT) and [6,6] -Phenyl-C61-butyric acid methyl ester. An organic-inorganic hybrid solar cell was prepared in the same manner except dissolving (manufactured by Nano-C, PCBM) in chlorobenzene at a weight ratio of 1: 0.9 to form the solution by spin coating. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated in this manner was measured to have a Voc value of 0.71, a Jsc value of 8.83, and a FF of 62.44%, and a photoelectric conversion rate of 3.9%.
실시 예 8Example 8
P측 전극층으로서 몰리브덴이 코팅된 유리기판(이하, Mo 기판이라 칭함)을 아세톤, 세미코크린(풀우치과학사제), 이소프로필 알코올((주)덕산화학제)에 담근 후 각 15분간 초음파세정을 행한 후, 건조시켰다. 다음에, 대기압 플라즈마 표면처리 장치에서 3분 동안 이 Mo 기판의 표면처리를 행하였다. Molybdenum-coated glass substrate (hereinafter referred to as Mo substrate) as the P-side electrode layer was immersed in acetone, semicoclean (manufactured by Fulluchi Science), and isopropyl alcohol (manufactured by Duksan Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes After drying, drying was performed. Next, this Mo substrate was surface-treated for 3 minutes in an atmospheric plasma surface treatment apparatus.
다음에, Mo 상부에 P형반 도체층로서 CIGS와 PEDOT:PSS를 무게비 80:20으로 혼합하여, 스핀코팅법에 의하여 형성했다. 다음에 버퍼층으로 화학욕증착(CBD)법에 의하여 CdS를 증착하였다. 그 위에 N형 반도체층은 진성 ZnO 및 n형의 ZnO(ZnO:Al)가 증착공정을 통하여 형성되었다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지 소자의 광전변환 효율을 측정하였으며, 태양전지 소자의 전압-전류밀도는 Keithley 236 Source Measurement와 Solar Simulator(300W simulator models 81150 and 81250, Spectra physics Co.)를 사용하여 표준 조건(AM 1. 5, 100 mW/cm2, 25 °C)에서 측정되었다. 개방회로 전압(Voc)은 0.67 V, 단락회로 전류(Jsc)는 22.77 mA/cm2, FF는 69.43 %를 나타냈으며, 이로서 10.6 %의 광전변환 효율을 나타내었다. Next, CIGS and PEDOT: PSS were mixed at a weight ratio of 80:20 as a P-type semiconductor layer on Mo, and formed by spin coating. Next, CdS was deposited on the buffer layer by chemical bath deposition (CBD). On the N-type semiconductor layer, intrinsic ZnO and n-type ZnO (ZnO: Al) were formed through a deposition process. The photoelectric conversion efficiency of the organic-inorganic hybrid solar cell device thus obtained was measured, and the voltage-current density of the solar cell device was measured using Keithley 236 Source Measurement and Solar Simulator (300W simulator models 81150 and 81250, Spectra physics Co.). It was measured under standard conditions (AM 1.5, 100 mW / cm 2 , 25 ° C). The open circuit voltage (V oc ) was 0.67 V, the short circuit current (J sc ) was 22.77 mA / cm 2 , and FF was 69.43%, indicating a photoelectric conversion efficiency of 10.6%.
실시 예 9Example 9
실시 예 8에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 칼코지나이드 화합물 반도체인 CIS와 PEDOT:PSS를 P형 반도체층으로 사용한 것을 제외하고는 모두 동일하게 하여 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.68, Jsc 값은 23.15, FF는 70.13 %로 측정되었으며, 광전변환율은 11.0 %였다. An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner except that CIS and PEDOT: PSS, which are chalcogenide compound semiconductors, were used as P-type semiconductor layers. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated as described above was measured with VOC value of 0.68, Jsc value of 23.15, FF of 70.13%, and photoelectric conversion rate of 11.0%.
실시 예 10Example 10
실시 예 8에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 칼코제나이드 화합물 반도체인 CISe와 PEDOT:PSS를 P형 반도체층으로 사용한 것을 제외 하고는 모두 동일하게 하여 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.69, Jsc 값은 24.09, FF는 70.32 %로 측정되었으며, 광전변환율은 11.7 %였다. An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner except that CISe and PEDOT: PSS, which are chalcogenide compound semiconductors, were used as P-type semiconductor layers in the manufacturing process of the organic-inorganic hybrid solar cell shown in Example 8. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated as described above had a Voc value of 0.69, a Jsc value of 24.09, an FF of 70.32%, and a photoelectric conversion rate of 11.7%.
실시 예 11Example 11
실시 예 8에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 칼코제나이드 화합물 반도체인 CZTS와 PEDOT:PSS를 P형 반도체층으로 사용한 것을 제외하고는 모두 동일하게 하여 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.68, Jsc 값은 23.33, FF는 70.95 %로 측정되었으며, 광전변환율은 11.3 %였다. An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner except that the chalcogenide compound semiconductors CZTS and PEDOT: PSS were used as P-type semiconductor layers in the manufacturing process of the organic-inorganic hybrid solar cell shown in Example 8. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated in this manner was measured to have a Voc value of 0.68, a Jsc value of 23.33, an FF of 70.95%, and a photoelectric conversion rate of 11.3%.
실시 예 12Example 12
실시 예 8에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 칼코제나이드 화합물 반도체인 CIGSe와 PEDOT:PSS를 P형 반도체층으로 사용한 것을 제외하고는 모두 동일하게 하여 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.67, Jsc 값은 23.64, FF는 71.88 %로 측정되었으며, 광전변환율은 11.4 %였다. An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner except that CIGSe and PEDOT: PSS, which are chalcogenide compound semiconductors, were used as P-type semiconductor layers. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated in this way was 0.67, Jsc was 23.64, FF was 71.88%, and the photoelectric conversion rate was 11.4%.
실시 예 13Example 13
실시 예 8에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 폴리아닐린과 칼코제나이드 화합물 반도체인 CITe를 혼합한 것을 P형 반도체층으로 사용한 것을 제외 하고는 모두 동일하게 하여 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.69, Jsc 값은 24.37, FF는 71.09 %로 측정되었으며, 광전변환율은 12.0 %였다.An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner as in Example 8 except that a mixture of polyaniline and a chalcogenide compound semiconductor, CITe, was used as a P-type semiconductor layer. . The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated in this manner was measured to have a Voc value of 0.69, a Jsc value of 24.37, and an FF of 71.09%, and a photoelectric conversion rate of 12.0%.
실시 예 14Example 14
실시 예 8에서 제시한 유-무기 하이브리드 태양전지 제조 과정 중에서 CdS대 신에 ZnS를 버퍼층으로 사용한 것을 제외하고는 모두 동일하게 하여 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하였다. 이렇게 제작된 유-무기 하이브리드 태양전지의 Voc 값은 0.67, Jsc 값은 23.27, FF는 71.92 %로 측정되었으며, 광전변환율은 11.2 %였다. An organic-inorganic hybrid solar cell was manufactured in the same manner except that ZnS was used as the buffer layer instead of CdS in the organic-inorganic hybrid solar cell manufacturing process shown in Example 8. The organic-inorganic hybrid solar cell fabricated as described above had a Voc value of 0.67, a Jsc value of 23.27, and an FF of 71.92%, and a photoelectric conversion rate of 11.2%.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described based on the preferred embodiments, but these embodiments are intended to illustrate the present invention, not to limit the present invention, so that those skilled in the art to which the present invention pertains can perform the above without departing from the technical spirit of the present invention. Various changes, modifications or adjustments to the example will be possible. Therefore, the protection scope of the present invention should be construed as including all changes, modifications or adjustments belonging to the gist of the technical idea of the present invention.
도 1은 종래의 유기 태양전지의 구조도1 is a structural diagram of a conventional organic solar cell
도 2는 종래의 진공방식에 의한 칼코지나이드계 박막 태양전지의 구조도.2 is a structural diagram of a chalcogenide-based thin film solar cell according to a conventional vacuum method.
도 3은 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 구조도.3 is a structural diagram of an organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 구조도.4 is a structural diagram of an organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention.
* 도면 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of drawing
30, 40: 유-무기 하이브리드 태양전지30, 40: organic-inorganic hybrid solar cell
31, 41: 기판 32, 42: P측 전극31, 41:
33, 43: P형 반도체층 34, 45: N형 반도체층33, 43: P-
35, 46: N측 전극 44: 버퍼층35, 46: N-side electrode 44: buffer layer
47: 반사방지막47: antireflection film
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