KR20110025304A - 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법 - Google Patents

광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110025304A
KR20110025304A KR1020090083299A KR20090083299A KR20110025304A KR 20110025304 A KR20110025304 A KR 20110025304A KR 1020090083299 A KR1020090083299 A KR 1020090083299A KR 20090083299 A KR20090083299 A KR 20090083299A KR 20110025304 A KR20110025304 A KR 20110025304A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photovoltaic device
unit cell
metallic nanoparticles
less
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020090083299A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101074290B1 (ko
Inventor
명승엽
Original Assignee
한국철강 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철강 주식회사 filed Critical 한국철강 주식회사
Priority to KR1020090083299A priority Critical patent/KR101074290B1/ko
Priority to US12/872,891 priority patent/US8916771B2/en
Priority to CN201010271646.5A priority patent/CN102013447B/zh
Priority to EP10175163A priority patent/EP2293348A3/en
Publication of KR20110025304A publication Critical patent/KR20110025304A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101074290B1 publication Critical patent/KR101074290B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
    • H01L31/076—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/142—Energy conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
    • H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
    • H01L31/0463—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate characterised by special patterning methods to connect the PV cells in a module, e.g. laser cutting of the conductive or active layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • H01L31/056—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means the light-reflecting means being of the back surface reflector [BSR] type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 기판에 제1 전극이 형성되는 단계, 상기 제1 전극 상에 빛을 전기로 변환하는 제1 단위 전지를 형성하는 단계, 상기 제1 단위 전지 상에 금속성 나노 입자가 배열된 중간반사막을 형성하는 단계 및 상기 중간반사막 상에 빛을 전기로 변환하는 제2 단위 전지를 형성하는 단계를 포함한다.
광기전력, 금속성 나노 입자, 표면 플라즈몬 공명

Description

광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법{PHOTOVOLTAIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 실시예는 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 과도한 CO2 배출량으로 기후온난화와 고 유가로 인하여 에너지가 앞으로 인류의 삶을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 풍력, 바이오 연료, 수소/연료전지 등 많은 신재생 에너지 기술들이 있으나, 모든 에너지의 근원인 태양에너지는 거의 무한한 청정에너지이기 때문에 태양광을 이용하는 광기전력 장치가 각광받고 있다.
지구 표면에 입사되는 태양광은 120,000TW에 해당하기 때문에, 이론적으로 10% 광-전 변환효율(conversion efficiency)의 광기전력 장치로 지구 육지면적의 0.16%만 덮는다면 한해 글로벌 에너지 소모량의 2배인 20 TW의 전력을 생산할 수 있다.
실제로 지난 10년간 전세계 태양광 시장은 매년 성장률 40%에 육박하는 폭발적인 성장을 보여왔다. 현재, 광기전력 장치 시장의 90%는 단결정(single- crystalline)이나 다결정(multi-crystalline or poly-crystalline) 실리콘과 같은 벌크(bulk)형 실리콘 광기전력 장치가 점유하고 있다. 하지만, 주 원료인 태양전지급 실리콘 웨이퍼(solar-grade silicon wafer) 생산이 폭발적인 수요를 따라가지 못하여 전 세계적으로 품귀현상이 발생하게 되므로, 생산단가를 낮추는데 있어서 커다란 불안요소가 되고 있다.
이에 반해, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)을 바탕으로 한 수광층을 사용하는 박막(thin-film) 실리콘 광기전력 장치는 벌크형 실리콘 광기전력 장치에 비해서 실리콘의 두께를 100분의 1이하로 줄일 수 있을 뿐 아니라, 대면적 저가 생산이 가능하다.
한편, 단일접합(single-junction) 박막 실리콘 광기전력 장치는 달성할 수 있는 성능의 한계가 있기 때문에, 복수의 단위 전지를 적층한 이중접합 박막 실리콘 광기전력 장치나, 삼중접합 박막 실리콘 광기전력 장치가 개발되어 고 안정화 효율(stabilized efficiency)의 달성을 추구하고 있다.
이중접합 또는 삼중접합 박막 실리콘 광기전력 장치를 탄뎀형 광기전력 장치라 하고, 탄뎀형 광기전력 장치의 개방전압은 각 단위전지의 합이고 단락전류는 각 단위전지의 단락전류 중 최소값에 의하여 결정된다.
탄템형 광기전력 장치의 경우, 단위 전지들 사이에 내부 반사를 강화하여 효율을 높일 수 있는 중간반사막에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 효율을 높일 수 있는 탄뎀 구조의 광기전력 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 광기전력 장치의 제조 방법은 기판에 제1 전극이 형성되는 단계, 상기 제1 전극 상에 빛을 전기로 변환하는 제1 단위 전지를 형성하는 단계, 상기 제1 단위 전지 상에 금속성 나노 입자가 배열된 중간반사막을 형성하는 단계 및 상기 중간반사막 상에 빛을 전기로 변환하는 제2 단위 전지를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 광기전력 장치는 기판 상에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 위치하며 빛을 전기로 변환하는 제1 단위 전지, 상기 제1 단위 전지 상에 금속성 나노 입자가 배열된 중간반사막 및 상기 중간반사막 상에 위치하며 빛을 전기로 변환하는 제2 단위 전지를 포함한다.
본 발명은 금속성 나노 입자를 포함하는 중간반사막을 포함하므로 광기전력 장치의 효율을 증가시킬 수 있다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
광기전력 장치는 이중접합구조와 삼중접합구조 등을 지닐 수 있으나, 도 1에서는 이중접합구조인 광기전력 장치를 그 예로 하여 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법을 나타낸다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 먼저 기판(100)이 준비된다. 기판(100)은 절연성 투명기판이거나 절연성 불투명기판일 수 있다. 절연성 투명기판은 p-i-n 타입 광기전력 장치에 포함될 수 있으며, 절연성 불투명기판은 n-i-p 타입 광기전력 장치에 포함될 수 있다. p-i-n 타입 광기전력 장치 및 n-i-p 타입 광기전력 장치에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 제1 전극(210)이 형성된다. 본 발명의 실시예에서 제1 전극(210)은 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 형성될 수 있으며, 산화주석(SnO2)이나 산화아연(ZnO)과 같은 투명 전도성 산화물(TCO : Transparent Conductive Oxide)로 이루어질 수 있다. n-i-p 타입 광기전력 장치의 경우 제1 전극(210)은 불투명 전도성 물질을 포함할 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 레이저가 제1 전극(210) 측이나 기판(100)측으로 조사되어 제1 전극(210)이 스크라이브된다. 이에 의하여 제1 전극(210)에 제1 분리홈(220)이 형성된다. 즉, 제1 분리홈(220)은 제1 전극(210)을 관통하므로 인접한 제1 전극들(210) 사이의 단락이 방지된다.
도 1d에 도시된 바와 같이, 제1 단위전지(230)가 CVD법으로 제1 전극(210) 상에 적층된다. 이 때 제1 단위전지(230)는 빛을 전기로 변환하며, p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층을 포함한다. p 타입 반도체층의 형성을 위하여 모노 실란(SiH4)과 같이 실리콘을 포함하는 원료 가스와 B2H6와 같이 3족 원소를 포함하는 도핑가스가 반응챔버에 혼입되면 CVD법에 따라 p 타입 반도체층이 적층된다. 진성 반도체층은 실리콘을 포함하는 원료 가스가 반응챔버에 유입되면 CVD법에 따라 형성된다. PH3와 같이 5족 원소를 포함하는 도핑가스와 실리콘을 포함하는 원료 가스가 혼입되면 n 타입 반도체층이 CVD법에 따라 형성된다.
각 층의 형성 순서에 따라 제1 전극(210) 상에 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층이 순차적으로 적층된 p-i-n 타입 단위 전지가 형성될 수도 있고, n 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 p 타입 반도체층이 순차적으로 적층된 n-i-p 타입 단위 전지가 형성될 수도 있다.
도 1e에 도시된 바와 같이, 제1 단위 전지(210) 상에 빛의 반사가 가능한 금속성 나노 입자를 배열한다. 금속성 나노 입자는 빛이 입사될 때 표면 플라즈몬 공명(surface plasmonic resonance) 현상을 일으켜 빛의 강도를 강화시킬 수 있다. 금속성 나노 입자(240)에 의한 표면 플라즈몬 공명 현상에 따라 광기전력 장치의 효율이 증가하는 이유에 대해서는 이후에 상세히 설명된다.
금속성 나노 입자의 배열은 화학 기상 증착법이나 스퍼터링법과 같은 진공증 착법이나, 스프레이법이나 스핀 코팅법과 같은 상온 배열법에 의하여 이루어질 수 있다. 이에 따라 금속성 나노 입자를 포함하는 중간반사막(250a)이 형성된다. 금속성 나노 입자의 배열을 위한 스프레이법은 금속성 나노 입자가 섞여 있는 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올 등의 휘발성 용액이 분무기에 의하여 분무됨으로써 이루어진다.
도 1e와 같이 금속성 나노 입자가 배열될 수도 있으나, 도 1f와 같이 금속성 나노 입자(240)가 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금 안에 박히도록 함으로써 금속성 나노 입자 (240)와, 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금을 포함하는 중간반사막(250b)이 형성될 수도 있다. 도 1f와 같은 중간반사막(250b)은 금속성 나노 입자가 제1 단위 전지(230) 상에 배열된 후 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금이 진공 증착에 의하여 금속성 나노 입자를 덮도록 형성될 수도 있다.
또한 중간반사막(250b)은 진공증착에 의하여 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금이 제1 단위 전지(230) 상에 형성되고 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금 상에 금속성 나노 입자가 배열된 후 또다른 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금이 진공 증착에 의하여 금속성 나노 입자를 덮도록 형성될 수 있다. 이에 따라 금속성 나노 입자가 안정적으로 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금 안에 배열될 수 있다.
금속성 나노 입자는 금, 은, 알루미늄, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 아연, 타이타늄, 주석 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 금속성 나노 입자는 산화 아 연, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO2, Al2O3 또는 MgO 같은 금속성 산화물을 포함할 수 있다.
도 1g에 도시된 바와 같이, 빛을 전기로 변환하는 제2 단위 전지(260)가 중간반사막(250a, 250b) 상에 형성된다. 제2 단위 전지(260)는 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층을 포함하며, 각 층의 형성 순서에 따라 중간반사막(250a, 205b) 상에 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층이 순차적으로 적층된 p-i-n 타입 단위 전지일 수도 있고, n 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 p 타입 반도체층이 순차적으로 적층된 n-i-p 타입 단위 전지일 수도 있다.
도 1f에 도시된 바와 같은 중간반사막(250b)이 형성될 경우, 중간반사막(250b)과 접촉하는 p-i-n 타입 제2 단위 전지(260)의 p 타입 반도체층이나 n-i-p 타입 제2 단위 전지(260)의 n 타입 반도체층의 균일성이 도 1e에 도시된 중간반사막(250a) 상에 형성되는 제2 단위 전지(260)의 p 타입 반도체층이나 n 타입 반도체층에 비하여 우수할 수 있다.
이 때 중간반사막(250b)의 굴절률은 1.7 이상 2.2 이하일 수 있다. 중간반사막(250b)의 굴절률이 1.7 이상이면, 전도도(conductivity)가 커져 다중 접합 광기전력 장치의 FF (Fill Factor)가 향상되어 효율이 높아진다. 또한 중간반사막(250b)의 굴절률이 2.2 이하이면 500 nm 내지 700 nm 파장 영역의 빛을 원활하게 반사하여 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 단락 전류가 증가하므로 효율이 높아진다.
도 1h에 도시된 바와 같이, 제2 단위 전지(260) 상에 제2 전극(270)이 형성된다.
앞서 설명된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 중간반사막(250a, 250b)의 금속성 나노 입자는 표면 플라즈몬 공명 현상에 의하여 빛의 강도를 강화시킬 수 있다. 즉, 금속성 나노 입자의 표면 플라즈몬에 의하여 800 nm 이상의 장파장 영역의 빛이 금속성 나노 입자 주변에서 전자기장의 강화에 의하여 증폭된다.
탄뎀 구조의 광기전력 장치에서 단파장 영역의 빛은 빛이 먼저 입사되는 단위 전지에서 주로 흡수하고, 장파장 영역의 빛은 빛이 나중에 입사되는 단위 전지에서 주로 흡수된다. 따라서 금속성 나노 입자가 장파장 영역의 빛의 강도를 강화하므로 빛이 나중에 입사되는 단위 전지의 진성 반도체층이 두껍지 않더라도 전류의 생성이 증가될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 p-i-n 타입의 광기전력 장치인 경우 빛이 먼저 입사되는 단위 전지는 제1 단위 전지(230)이고 빛이 나중에 입사되는 단위 전지는 제2 단위 전지(260)이다. 또한 본 발명의 실시예에서 n-i-p 타입의 광기전력 장치인 경우 빛이 먼저 입사되는 단위 전지는 제2 단위 전지(260)이고 빛이 나중에 입사되는 단위 전지는 제1 단위 전지(230)이다.
또한 금속성 나노 입자는 입사된 빛의 일부를 빛이 먼저 입사된 단위 전지로 반사시키므로 빛이 먼저 입사된 단위 전지의 전류 생성을 증가시킨다.
표면 플라즈몬 공명 현상을 일으키기 위한 금속성 나노 입자의 크기는 5 nm 이상 100 nm 이하일 수 있다. 또한 800 nm 이상의 장파장 영역의 빛의 강도를 강화 시키기 위하여 금속성 나노 입자의 크기는 20 nm 이상 60 nm 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 중간반사막(250b)은 앞서 설명된 바와 같이 금속성 나노 입자가 박혀 있는 산화막, 질화막 또는 탄소합금을 포함할 수 있다. 금속성 나노 입자는 산화막, 질화막 또는 탄소 합금에 분산되어 있으므로 전류가 금속성 나노 입자를 통하여 흐르기 어려우므로 중간반사막(250b)을 통한 누설 전류의 발생이 방지될 수 있다.
한편, 제1 단위 전지(230)과 제2 단위 전지(260) 사이의 수직 전기 전도도를 높이기 위하여 포스핀과 같은 n 형 불순물이나 보론 같은 p형 불순물이 중간반사막(250b)의 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소 합금에 도핑될 수 있다. 중간반사막(250b)의 폭(w)은 중간반사막(250b)의 두께(t)보다 매우 크다. 따라서 n 형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑될 경우 수직 전기 전도도는 향상되나 수평 전기 전도도는 중간반사막(250b)을 통하여 누설 전류가 흐를 정도로 크지 않다.
따라서 중간반사막(250b)는 수소화된 n 타입 산화실리콘(n - SiO:H), 수소화된 n 타입 실리콘 카바이드(n - SiC:H), 수소화된 n 타입 질화실리콘(n- SiN:H)을 포함할 수 있으며, 비정질에 비하여 수직 전기 전도도가 좋은 수소화된 n 타입 나노결정질 질화실리콘(n - nc - SiO:H), 수소화된 n 타입 나노결정질 실리콘 카바이드(n - nc - SiC:H), 또는 수소화된 n 타입 나노결정질 질화실리콘 (n - nc - SiN:H)을 포함할 수 있다.
중간반사막(250b)의 두께는 30 nm 이상 2000 nm 이하일 수 있다. 빛이 먼저 입사되는 단위 전지와 중간반사막(250b)이 굴절률 매칭이 이루어지기 위해서 중간 반사막(250b)의 두께는 30 nm 이상일 수 있다. 또한 중간반사막(250b)의 두께가 2000 nm 이하인 경우 중간반사막(250b)에 의하여 빛이 과도하게 흡수되는 것이 방지된다. 중간반사막(250b)의 두께가 50 nm 이상 100 nm 이하인 경우, 굴절률 매칭이 보다 원활하게 이루어지고 빛의 과도한 흡수가 방지된다.
금속성 나노 입자의 평면충진율은 0.1 % 이상 10 % 이하일 수 있다. 평면충진율이란 중간반사막(250b)의 평면 단위 면적당 금속성 나노 입자가 차지하는 면적의 비를 의미한다. 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 위하여 금속성 나노 입자의 평면충진율은 0.1 % 이상일 수 있으며, 금속성 나노 입자가 반사하거나 흡수하는 빛의 양이 과다하게 증가하는 것을 방지하기 위하여 금속성 나노 입자의 평면충진율은 10 % 이하일 수 있다. 금속성 나노 입자의 평면충진율이 0.2 % 이상 0.5 % 이하인 경우, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생이 보다 더 원활하게 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 광기전력 장치는 복수의 단위전지을 포함하는 탄뎀 구조에서 효율을 높이기 위해서 중간반사막(250a, 250b)을 포함하며, 중간반사막(250a, 250b)과 더불어 복수의 단위전지들의 전류가 조절됨으로써 보다 나은 효율을 제공할 수 있다.
일반적으로 탄뎀 구조의 광기전력 장치에 포함된 복수의 단위전지 사이의 전류 매칭(matching) 설계는 광기전력 장치의 동작 온도가 중요한 요인으로 작용한다.
예를 들어, 고온 지역이나 자외선이 강한 지역에 설치되는 광기전력 장치는 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 단락전류에 따라 광기전력 장치의 단락전류가 결정되도록 광기전력 장치가 설계된다. 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 단락전류에 따라 광기전력 장치의 단락전류가 결정되는 광기전력 장치인 경우 광기전력 장치의 온도 계수(temperature coefficient: 온도 1℃ 상승 시 광기전력 장치의 효율 저하 비율)가 작으므로 광기전력 장치의 온도가 상승하더라도 효율 저하가 작기 때문이다.
반면에 저온 지역이나 자외선이 강하지 않은 지역에 설치되는 광기전력 장치는 빛이 먼저 입사되지 않는 단위전지의 단락전류에 따라 광기전력 장치의 단락전류가 결정되도록 광기전력 장치가 설계된다. 빛이 먼저 입사되지 않는 단위전지의 단락전류에 따라 광기전력 장치의 단락전류가 결정되는 광기전력 장치인 경우 광기전력 장치의 온도 계수(temperature coefficient: 온도 1℃ 상승 시 광기전력 장치의 효율 저하 비율)는 크지만 열화율이 작다. 저온 지역에 설치되는 광기전력 장치의 경우 온도 계수에 상대적으로 영향을 덜 받으므로 빛이 먼저 입사되지 않는 단위전지의 단락전류에 따라 광기전력 장치의 단락전류가 결정되도록 설계된다.
이와 같이 설계되는 광기전력 장치의 정력 출력(효율)은 표준시험조건(STC; Standard Test Conditions)에 따라 실내에서 측정되며, 표준시험조건은 다음의 조건들을 포함한다.
AM1.5(AIR MASS 1.5)
일사강도 1000 W·m-2
광기전력 장치의 온도: 25 ℃
그러나 옥외에 광기전력 장치가 설치될 경우 광기전력 장치의 온도가 25 ℃보다 높으면, 광기전력 장치의 온도계수로 인하여 광기전력 장치의 효율은 표준시험조건에 따른 광기전력 장치의 정격 효율에 비해서 낮게 나타난다.
즉, 광기전력 장치가 동작할 때 흡수한 빛에너지의 대부분이 열에너지로 변환되며, 이에 따라 광기전력 장치의 실제 동작 온도는 표준시험조건에서의 광기전력 장치의 온도 25 ℃보다 쉽게 높아진다. 따라서 광기전력 장치의 온도계수로 인하여 광기전력 장치의 효율은 표준시험조건에 따른 광기전력 장치의 정격 효율에 비해서 낮게 나타난다.
이와 같은 문제점 때문에 표준시험조건의 광기전력 장치의 온도 25 ℃를 기준으로 탄뎀 구조의 광기전력 장치의 전류 매칭이 설계되나 모듈의 외부 환겨에서의 실제 동작 온도를 고려하지 않으면 원하는 광기전력 장치의 효율이 얻어지지 않을 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 전류 매칭 설계는 광기전력 장치의 실제 설치 조건과 유사한 표준기준환경(Standard Reference Environment) 하에서 얻어지는 공칭 태양전지 동작 온도를 고려하여 이루어진다. 표준기준환경은 다음의 조건들을 포함한다.
광기전력 장치의 경사각(tilt angle): 수평선상에서부터 45
총 일사강도(total irradiance): 800 W·m-2
주위 온도(circumstance temperature): 20 ℃
풍속(wind speed): 1m·s-1
전기 부하(electric load): 없음(개방 상태)
공칭 태양전지 동작 온도는 개방형 선반형 가대(open rack)에 장착된 광기전력 장치가 표준기준환경 하에서 동작할 때의 온도이다. 광기전력 장치는 다양한 실제 환경에서 사용되므로 광기전력 장치의 실제 설치 조건과 유사한 표준기준환경 하에서 측정된 공칭 태양전지 동작 온도를 고려하여 탄뎀 구조의 광기전력 장치의 전류 매칭이 설계될 경우 설치 환경에 맞는 광기전력 장치의 제조가 가능하다. 제1 단위전지(230) 또는 제2 단위전지(260) 중 빛이 입사되는 단위전지와 다른 하나의 단위전지의 단락 전류가 조절되도록 제1 단위전지(230) 및 제2 단위전지(260)의 i형 광전변환층의 두께 및 광학적 밴드갭이 조절되면 광기전력 장치의 효율이 증가될 수 있다.
이와 같은 이유로 본 발명의 실시예에서는 광기전력 장치의 공칭 태양전지 동작 온도가 섭씨 35도 이상일 경우, 제1 단위전지(230) 또는 제2 단위전지(260) 중 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 단락 전류가 다른 하나의 단위전지의 단락 전류보다 작거나 같도록 빛이 입사되는 단위전지의 i형 광전변환층의 두께와 광학적 밴드갭이 설정될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 전체 단락 전류는 빛이 입사되는 단위전지의 단락 전류에 의하여 결정된다.
이와 같이 빛이 입사되는 단위전지의 단락 전류가 다른 하나의 단위전지의 단락 전류보다 작거나 같아질 경우 온도계수가 작아져서 광기전력 장치의 실제 온도가 높아지더라도 효율감소에 의한 발전성능 저하가 작아진다. 예를 들어, 빛이 입사되는 단위전지의 단락 전류가 다른 하나의 단위전지의 단락 전류보다 작거나 같아지도록 설계된 광기전력 장치가 태양광의 자외선이 강하여 푸른색 계역의 단파장이 강한 지역이나 온도가 높은 지역에 설치될 경우 온도계수가 작아져서 광기전력 장치의 실제 온도가 높아지더라도 효율감소에 의한 발전성능 저하가 작아진다.
반대로, 공칭 태양전지 동작 온도가 섭씨 35도 미만인 경우, 제1 단위전지(230) 또는 제2 단위전지(260) 중 빛이 입사되는 하나의 단위전지 외의 다른 하나의 단위전지의 단락 전류가 빛이 입사되는 단위전지의 단락 전류보다 작거나 같아지도록 다른 하나의 단위전지의 i형 광전변환층의 두께와 광학적 밴드갭이 설정될 수 있다. 다시 말해서 공칭 태양전지 동작 온도가 섭씨 35도 미만인 경우, 제1 단위전지(230) 또는 제2 단위전지(260) 중 빛이 입사되는 단위전지의 단락 전류는 다른 하나의 단위전지의 단락 전류보다 크거나 같도록 다른 하나의 단위전지의 i형 광전변환층의 두께와 광학적 밴드갭이 설정될 수 있다.
이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 전체 단락 전류는 빛이 나중에 입사되는 다른 하나의 단위전지의 단락 전류에 의하여 결정된다. 이 경우 광기전력 장치의 온도계수는 높지만 열화율이 작아진다. 광기전력 장치의 실제 동작온도가 상대적으로 낮기 때문에 온도계수에 의한 발전성능 저하보다는 열화율 감소에 의한 발전성능 개선이 가능하다. 특히, Fill Factor의 열화가 작기 때문에 주위 온도가 STC 조건인 25 ℃보다 낮은 환경에서는 옥외 발전성능이 뛰어나다.
본 실시예와 같이 공칭 태양전지 동작 온도에 따라 전류 매칭 설계가 이루어지는 광기전력 장치의 단락 전류는 표준시험조건 하에서 측정될 수 있다.
i형 광전변환층의 두께가 클수록 그리고 광학적 밴드갭이 작을수록 단위전지의 단락 전류는 증가하므로 i형 광전변환층의 두께 및 광학적 밴드갭의 설정에 의하여 단락 전류가 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 기판(100) 상에 형성된 제1 단위전지(30)을 통하여 빛이 입사되는 p-i-n 타입 광기전력 장치에 대하여 기재되었으나, 본 발명은 기판(100)의 맞은 편, 즉 제2 단위전지(260)로 빛이 입사되는 n-i-p 타입 광기전력 장치에 대해서도 적용될 수 있다.
즉, n-i-p 타입 광기전력 장치는 기판(100)의 맞은 편에 위치한 제2 단위 전지(260)로부터 빛이 입사되고, 제1 전극(210) 상에 n타입 반도체층 층, 진성 반도체층 및 p타입 반도체층이 순차적으로 적층된 제1 단위전지(210)가 형성된다. 중간반사막(250a, 250b)은 제1 단위전지(210) 상에 형성된다. 또한 n타입 반도체층 층, 진성 반도체층 및 p타입 반도체층이 순차적으로 적층된 제2 단위전지(260)는 중간반사막(205a, 250b) 상에 형성된다. 제2 전극(270)은 제2 단위전지(260) 상에 형성된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법을 나타낸다.

Claims (39)

  1. 기판에 제1 전극이 형성되는 단계;
    상기 제1 전극 상에 빛을 전기로 변환하는 제1 단위 전지를 형성하는 단계;
    상기 제1 단위 전지 상에 금속성 나노 입자가 배열된 중간반사막을 형성하는 단계; 및
    상기 중간반사막 상에 빛을 전기로 변환하는 제2 단위 전지를 형성하는 단계
    를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위 전지 및 상기 제2 단위 전지는 순차적으로 적층된 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위 전지 및 상기 제2 단위 전지는 순차적으로 적층된 n 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 배열은 진공증착법이나 상온 배열법에 의하여 이루어지는 것을특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막은 상기 금속성 나노 입자가 박힌 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금이 상기 제1 단위 전지 상에 형성되고,
    상기 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금 상에 상기 금속성 나노 입자가 배열되고,
    또 다른 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금이 상기 금속성 나노 입자를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단위 전지 상에 상기 금속성 나노 입자가 배열되고,
    금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금이 상기 금속성 나노 입자를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자는 금, 은, 알루미늄, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 아연, 타이타늄, 주석 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자는 금속성 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 중간반사막의 굴절률은 1.7 이상 2.2 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 크기는 5 nm 이상 100 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력장치의 제조 방법.
  12. 제1항 또는 제11항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 크기는 20 nm 이상 60 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  13. 제1항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간반사막에 불순물이 도핑되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  14. 제1항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간반사막은 수소화된 n 타입 산화실리콘, 수소화된 n 타입 실리콘 카바이드, 또는수소화된 n 타입 질화실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  15. 제1항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간반사막은 수소화된 n 타입 나노결정질 질화실리콘, 수소화된 n 타입 나노결정질 실리콘 카바이드, 또는 수소화된 n 타입 나노결정질 질화실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  16. 제1항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간반사막의 두께는 30 nm 이상 2000 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  17. 제1항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간반사막의 두께가 50 nm 이상 100 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  18. 제1항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 평면충진율은 0.1 % 이상 10 % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  19. 제1항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 평면충진율은 0.2 % 이상 0.5 % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 광기전력 장치의 공칭 태양전지 동작 온도가 섭씨 35도 이상일 경우, 제1 단위전지 또는 제2 단위전지 중 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 단락 전류가 다른 하나의 단위전지의 단락 전류보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 광기전력 장치의 공칭 태양전지 동작 온도가 섭씨 35도 미만일 경우, 제1 단위전지 또는 제2 단위전지 중 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 단락 전류가 다른 하나의 단위전지의 단락 전류보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  22. 기판 상에 위치하는 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 위치하며 빛을 전기로 변환하는 제1 단위 전지;
    상기 제1 단위 전지 상에 금속성 나노 입자가 배열된 중간반사막; 및
    상기 중간반사막 상에 위치하며 빛을 전기로 변환하는 제2 단위 전지
    를 포함하는 광기전력 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 단위 전지 및 상기 제2 단위 전지는 순차적으로 적층된 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1 단위 전지 및 상기 제2 단위 전지는 순차적으로 적층된 n 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 중간반사막은 상기 금속성 나노 입자가 박힌 금속 산화막, 산화막, 질화막 또는 탄소합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자는 금, 은, 알루미늄, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 아연, 타이타늄, 주석 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자는 금속성 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  28. 제22항에 있어서,
    상기 중간반사막의 굴절률은 1.7 이상 2.2 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  29. 제22항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 크기는 5 nm 이상 100 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력장치.
  30. 제22항 또는 제29항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 크기는 20 nm 이상 60 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  31. 제22항 또는 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막에 불순물이 도핑되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  32. 제22항 또는 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막은 수소화된 n 타입 산화실리콘, 수소화된 n 타입 실리콘 카바이드, 또는수소화된 n 타입 질화실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  33. 제22항 또는 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막은 수소화된 n 타입 나노결정질 질화실리콘, 수소화된 n 타입 나노결정질 실리콘 카바이드, 또는 수소화된 n 타입 나노결정질 질화실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  34. 제22항 또는 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막의 두께는 30 nm 이상 2000 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  35. 제22항 또는 제25항에 있어서,
    상기 중간반사막의 두께가 50 nm 이상 100 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  36. 제22항 또는 제25항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 평면충진율은 0.1 % 이상 10 % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  37. 제22항 또는 제25항에 있어서,
    상기 금속성 나노 입자의 평면충진율은 0.2 % 이상 0.5 % 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  38. 제22항에 있어서,
    상기 광기전력 장치의 공칭 태양전지 동작 온도가 섭씨 35도 이상일 경우, 제1 단위전지 또는 제2 단위전지 중 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 단락 전류가 다른 하나의 단위전지의 단락 전류보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
  39. 제22항에 있어서,
    상기 광기전력 장치의 공칭 태양전지 동작 온도가 섭씨 35도 미만일 경우, 제1 단위전지 또는 제2 단위전지 중 빛이 먼저 입사되는 단위전지의 단락 전류가 다른 하나의 단위전지의 단락 전류보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
KR1020090083299A 2009-09-04 2009-09-04 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법 KR101074290B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090083299A KR101074290B1 (ko) 2009-09-04 2009-09-04 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법
US12/872,891 US8916771B2 (en) 2009-09-04 2010-08-31 Photovoltaic device and method for manufacturing the same
CN201010271646.5A CN102013447B (zh) 2009-09-04 2010-09-03 光电装置及其制造方法
EP10175163A EP2293348A3 (en) 2009-09-04 2010-09-03 Photovoltaic device and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090083299A KR101074290B1 (ko) 2009-09-04 2009-09-04 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110025304A true KR20110025304A (ko) 2011-03-10
KR101074290B1 KR101074290B1 (ko) 2011-10-18

Family

ID=43386667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090083299A KR101074290B1 (ko) 2009-09-04 2009-09-04 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8916771B2 (ko)
EP (1) EP2293348A3 (ko)
KR (1) KR101074290B1 (ko)
CN (1) CN102013447B (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101306450B1 (ko) * 2011-11-21 2013-09-09 엘지이노텍 주식회사 태양전지 모듈 및 이의 제조방법
KR101350749B1 (ko) * 2011-12-07 2014-01-17 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 광기전력 모듈
CN112349801A (zh) * 2020-10-16 2021-02-09 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 叠层电池的中间串联层及生产方法、叠层电池
KR20210151460A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 한국과학기술연구원 탠덤 태양전지 및 그 제조방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9312806B2 (en) 2011-04-25 2016-04-12 First Solar, Inc. Electrical test apparatus for a photovoltaic component
CN102520470B (zh) * 2011-12-19 2014-06-25 同济大学 一种硬铝/碳化硅极紫外多层膜反射镜及其制备方法
CN105355715A (zh) * 2015-11-17 2016-02-24 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种金属纳米晶改性半导体光电位置传感器件的制备方法
US11171253B2 (en) * 2016-09-21 2021-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Solar cell, multi-junction solar cell, solar cell module, and photovoltaic system
CN110168741A (zh) * 2016-12-02 2019-08-23 国立大学法人京都大学 具有光电转换功能的电子设备

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387265A (en) * 1981-07-17 1983-06-07 University Of Delaware Tandem junction amorphous semiconductor photovoltaic cell
DE3280455T3 (de) * 1981-11-04 2000-07-13 Kanegafuchi Chemical Ind Biegsame photovoltaische Vorrichtung.
US4536607A (en) * 1984-03-01 1985-08-20 Wiesmann Harold J Photovoltaic tandem cell
CA1225057A (en) 1984-05-29 1987-08-04 George T. Gough Elevating conveyor
JPS6191974A (ja) * 1984-10-11 1986-05-10 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 耐熱性マルチジヤンクシヨン型半導体素子
US4680422A (en) * 1985-10-30 1987-07-14 The Boeing Company Two-terminal, thin film, tandem solar cells
US4686323A (en) * 1986-06-30 1987-08-11 The Standard Oil Company Multiple cell, two terminal photovoltaic device employing conductively adhered cells
JP2738557B2 (ja) * 1989-03-10 1998-04-08 三菱電機株式会社 多層構造太陽電池
KR100472496B1 (ko) * 1997-07-23 2005-05-16 삼성에스디아이 주식회사 투명도전성조성물,이로부터형성된투명도전막및그제조방법
US5990416A (en) * 1998-04-16 1999-11-23 Battelle Memorial Institute Conductive metal oxide film and method of making
US6207886B1 (en) * 1998-06-30 2001-03-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Skutterudite thermoelectric material thermoelectric couple and method of producing the same
WO2001051911A1 (en) 1999-12-28 2001-07-19 Corning Incorporated Method and apparatus for tensile testing and rethreading optical fiber during fiber draw
US6787692B2 (en) * 2000-10-31 2004-09-07 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Solar cell substrate, thin-film solar cell, and multi-junction thin-film solar cell
JP4222500B2 (ja) 2002-04-02 2009-02-12 株式会社カネカ シリコン系薄膜光電変換装置
JP4162516B2 (ja) * 2003-03-14 2008-10-08 三洋電機株式会社 光起電力装置
US7189917B2 (en) * 2003-03-26 2007-03-13 Canon Kabushiki Kaisha Stacked photovoltaic device
ES2405597T3 (es) * 2003-07-24 2013-05-31 Kaneka Corporation Convertidor fotoeléctrico apilado
EP1650812B2 (en) * 2003-07-24 2019-10-23 Kaneka Corporation Method for making a silicon based thin film solar cell
US20090014066A1 (en) * 2004-07-13 2009-01-15 Kaneka Corporation Thin-Film Photoelectric Converter
US7353959B2 (en) 2004-08-03 2008-04-08 Mi-Jack Products, Inc. Variable-speed load-dependent drive and hoist system
US7196366B2 (en) * 2004-08-05 2007-03-27 The Trustees Of Princeton University Stacked organic photosensitive devices
US7375370B2 (en) * 2004-08-05 2008-05-20 The Trustees Of Princeton University Stacked organic photosensitive devices
US8592680B2 (en) * 2004-08-11 2013-11-26 The Trustees Of Princeton University Organic photosensitive devices
JP4959127B2 (ja) * 2004-10-29 2012-06-20 三菱重工業株式会社 光電変換装置及び光電変換装置用基板
JP2006310348A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd 積層型光起電力装置
US8158881B2 (en) * 2005-07-14 2012-04-17 Konarka Technologies, Inc. Tandem photovoltaic cells
CN101326053A (zh) * 2005-12-05 2008-12-17 3M创新有限公司 超吸收性纳米粒子组合物
US20070190675A1 (en) * 2006-02-10 2007-08-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of display device
EP2005483A2 (en) * 2006-04-13 2008-12-24 Ciba Holding Inc. Photovoltaic cell
CN101445332A (zh) 2007-11-27 2009-06-03 中国科学院化学研究所 透明导电薄膜及其制备方法
KR100876613B1 (ko) 2008-05-27 2008-12-31 한국철강 주식회사 탄뎀 박막 실리콘 태양전지 및 그 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101306450B1 (ko) * 2011-11-21 2013-09-09 엘지이노텍 주식회사 태양전지 모듈 및 이의 제조방법
KR101350749B1 (ko) * 2011-12-07 2014-01-17 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 광기전력 모듈
KR20210151460A (ko) * 2020-06-05 2021-12-14 한국과학기술연구원 탠덤 태양전지 및 그 제조방법
CN112349801A (zh) * 2020-10-16 2021-02-09 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 叠层电池的中间串联层及生产方法、叠层电池
CN112349801B (zh) * 2020-10-16 2023-12-01 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 叠层电池的中间串联层及生产方法、叠层电池

Also Published As

Publication number Publication date
EP2293348A2 (en) 2011-03-09
US20110056538A1 (en) 2011-03-10
KR101074290B1 (ko) 2011-10-18
US8916771B2 (en) 2014-12-23
CN102013447B (zh) 2016-01-20
EP2293348A3 (en) 2012-06-13
CN102013447A (zh) 2011-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101074290B1 (ko) 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법
KR101066394B1 (ko) 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법
JP5795492B2 (ja) 薄膜太陽電池
KR101072473B1 (ko) 광기전력 장치 및 광기전력의 제조 방법
Zeman Thin-film silicon PV technology
EP2355173B1 (en) Silicon thin film solar cell
KR101411996B1 (ko) 고효율 태양전지
KR101032270B1 (ko) 플렉서블 또는 인플렉서블 기판을 포함하는 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법
KR101074291B1 (ko) 광기전력 장치 및 광기전력의 제조 방법
KR101562191B1 (ko) 고효율 태양전지
Terukov et al. Investigation of the characteristics of heterojunction solar cells based on thin single-crystal silicon wafers
WO2010112129A1 (en) Bifacial multi-junction solar module
KR20110077769A (ko) 튜브형 태양전지 모듈
KR101127054B1 (ko) 박막 태양전지
US20090151788A1 (en) P-type doped layer of photoelectric conversion device and method of fabricating the same
CN101471387B (zh) 光电转换元件的p型掺杂层及其制造方法
Mandal Different PV technologies and their state of art
KR20230082153A (ko) 박막형 투명 태양전지 및 이의 제조방법
KR101345430B1 (ko) 텐덤구조를 갖는 태양전지 및 그 제조방법
KR20150014058A (ko) 태양전지용 실리콘 기판 및 이의 제조방법
KR20120064268A (ko) 박막 태양전지 및 이의 제조 방법
KR20110064282A (ko) 박막 태양전지 및 그 제조방법
KR20130093296A (ko) 박막 태양전지
Cubero et al. Latest results on stabilized flexible thin film silicon solar cells
KR20120010518A (ko) 종횡비가 높은 마이크로 로드를 이용한 박막형 태양전지 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140901

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150915

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee