KR20110036143A - Apparatus for solar power generation and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A solar power generating device and manufacturing method are provided to absorb heat generated from a solar cell, thereby increasing electrical features of the solar cell. CONSTITUTION: A solar cell includes a rear side electrode layer(120), an optical absorption layer(130), and a window layer. A first heat conductive layer(210) is formed on the window layer. A thermoelectric element comprises a first electrode, a second electrode, a pair of p-type semiconductors, a pair of n-type semiconductors, and a third electrode. The first electrode and the second electrode are formed on the first heat conductive layer. The p-type semiconductors and the n-type semiconductors are formed on the first and second electrodes respectively and separated each other. The third electrode is connected to an n-type semiconductors of the first electrode and a p-type semiconductor of the second electrode.

Description

태양광 발전장치 및 이의 제조방법{APPARATUS FOR SOLAR POWER GENERATION AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}Photovoltaic device and its manufacturing method {APPARATUS FOR SOLAR POWER GENERATION AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

실시예는 태양광 발전장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다. Embodiments relate to a photovoltaic device and a method of manufacturing the same.

최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지들에 대한 개발이 진행되고 있다. Recently, as the demand for energy increases, development of solar cells for converting solar energy into electrical energy is in progress.

태양전지의 기본원리는 p형 반도체와 n형 반도체를 접합시킨 구조로 태양전지 표면에 빛을 받게 되면 광전효과에 의하여 전기를 발생시키는 것이다. The basic principle of a solar cell is a structure in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are bonded to each other to generate electricity by photoelectric effect when light is received on the surface of the solar cell.

태양 에너지는 빛 에너지와 열 에너지로 분류될 수 있는데, 일반적인 태양전지 모듈은 빛 에너지만으로 전기를 생산하게 되므로, 열 에너지는 사용하지 못하게 된다. Solar energy can be classified into light energy and heat energy. Since a general solar cell module generates electricity using only light energy, heat energy cannot be used.

이러한 열 에너지는 태양전지 내부에 흐르는 저항값을 상승시켜 전력손실을 초래하는 문제가 있다. This thermal energy has a problem of causing power loss by increasing the resistance value flowing inside the solar cell.

또한, 태양광 자체의 열로 인해 장시간 조사시 태양전지가 과열되며, 이로 인해 전기 발생효율이 감소하게 될 수 있다.In addition, the solar cell is overheated for a long time due to the heat of the sunlight itself, thereby reducing the electricity generation efficiency.

실시예에서는 태양전지에서 발생되는 열을 효과적으로 흡수할 수 있는 태양광 발전 장치 및 이의 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a photovoltaic device capable of effectively absorbing heat generated from a solar cell and a method of manufacturing the same.

또한, 실시예에서는 광 기전력 및 열 기전력을 생성할 수 있는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공한다. In addition, the embodiment provides a solar cell and a method of manufacturing the same that can generate photovoltaic and thermal electromotive force.

실시예에 따른 태양광 발전장치는, 기판 상에 적층된 후면전극층, 광 흡수층 및 윈도우층을 포함하는 태양전지; 상기 윈도우층 상에 형성된 제1 열 전도층: 및 상기 열전도층 상에 p형 반도체 및 n형 반도체로 이루어진 열전소자를 포함한다. The solar cell apparatus according to the embodiment includes a solar cell including a back electrode layer, a light absorbing layer, and a window layer stacked on a substrate; A first heat conducting layer formed on the window layer: and a thermoelectric element comprising a p-type semiconductor and an n-type semiconductor on the heat conductive layer.

실시예에 태양광 발전장치의 제조방법은, 기판 상에 후면전극층, 광 흡수층 및 윈도우층을 적층하는 단계; 상기 윈도우층 상에 제1 열전도층을 형성하는 단계: 상기 제1 열전도층 상에 상호 분리된 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 및 제2 전극 상부 각각에 한쌍의 p형 반도체 및 n형 반도체를 형성하는 단계; 및 상기 제1 전극의 n형 반도체와 상기 제2 전극의 p형 반도체가 연결되도록 그 상부에 형성된 제3 전극을 포함한다. Embodiments provide a method of manufacturing a photovoltaic device comprising: stacking a back electrode layer, a light absorbing layer, and a window layer on a substrate; Forming a first thermal conductive layer on the window layer: forming a first electrode and a second electrode separated from each other on the first thermal conductive layer; Forming a pair of p-type semiconductor and n-type semiconductor on each of the first electrode and the second electrode; And a third electrode formed on the n-type semiconductor of the first electrode and the p-type semiconductor of the second electrode.

실시예에 의하면, 태양전지 상에 열전소자가 형성된다. According to an embodiment, a thermoelectric element is formed on a solar cell.

상기 태양전지와 열전소자는 일체로 형성될 수 있다. The solar cell and the thermoelectric element may be integrally formed.

상기 열전소자는 광 흡수를 통한 전력 생성 중 발생하는 열을 흡수할 수 있 다. The thermoelectric element may absorb heat generated during power generation through light absorption.

이에 따라, 열전소자에 의한 흡열반응으로 태양전지의 동작 중 발생하는 열을 억제하고, 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the heat generated during the operation of the solar cell by the endothermic reaction by the thermoelectric element can be suppressed, and the performance of the solar cell can be improved.

상기 열전소자는 태양전지의 열 흡수를 통해 전력을 생성할 수 있다. 또한, 상기 열전소자는 태양광의 열에너지를 흡수하여 전력을 생성할 수 있다. The thermoelectric element may generate power through heat absorption of the solar cell. In addition, the thermoelectric element may generate power by absorbing thermal energy of sunlight.

이에 따라, 상기 열전소자에 의하여 추가전력을 생성함으로써 태양광 발전장치의 전기적 성능을 향상시킬 수 있다. Accordingly, by generating additional power by the thermoelectric element it is possible to improve the electrical performance of the photovoltaic device.

실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.In the description of the embodiments, where each substrate, layer, film, or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, or electrode, etc. , "On" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through other components. In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 9는 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다. 9 is a sectional view showing a solar cell apparatus according to an embodiment.

도 9를 참조하여, 태양광 발전장치는 태양전지(100) 및 열전소자(200)를 포함한다. Referring to FIG. 9, the solar cell apparatus includes a solar cell 100 and a thermoelectric element 200.

상기 태양전지(100)는 기판(110) 상에 적층된 후면전극층(120), 광 흡수층(130), 버퍼층(140) 및 윈도우층(160)을 포함한다. The solar cell 100 includes a back electrode layer 120, a light absorbing layer 130, a buffer layer 140, and a window layer 160 stacked on the substrate 110.

상기 기판(110)은 투명하고 플레이트 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 기판(110)은 리지드(rigid) 하거나 플렉서블(flexible) 할 수 있다. The substrate 110 may be transparent and have a plate shape. In addition, the substrate 110 may be rigid or flexible.

상기 기판(110)은 절연체 일 수 있다. 상기 기판(110)은 유리기판, 플라스틱 기판 또는 금속기판 일 수 있다. The substrate 110 may be an insulator. The substrate 110 may be a glass substrate, a plastic substrate, or a metal substrate.

더 자세하게 상기 기판(110)은 소다라임 글래스(soda lime glass) 기판 일 수 있다. In more detail, the substrate 110 may be a soda lime glass substrate.

상기 후면전극층(120)은 상기 기판(110) 상에 배치된다. 상기 후면전극층(120)은 도전층이다. 상기 후면전극층(120)으로 사용되는 물질의 예로서 몰리브덴 금속을 들 수 있다. The back electrode layer 120 is disposed on the substrate 110. The back electrode layer 120 is a conductive layer. Molybdenum metal may be used as an example of the material used as the back electrode layer 120.

상기 광 흡수층(130)은 후면전극층(120) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(130)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(130)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)Se2, CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다. The light absorbing layer 130 is disposed on the back electrode layer 120. The light absorbing layer 130 includes a group I-III-VI compound. For example, the light absorbing layer 130 may be formed of a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 , CIGS-based) crystal structure, copper-indium-selenide-based, or copper-gallium-selenide It may have a system crystal structure.

상기 광 흡수층(130)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV 일 수 있다. The energy band gap of the light absorbing layer 130 may be about 1 eV to 1.8 eV.

상기 버퍼층(140)은 상기 광 흡수층(130) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(140)은 황화 카드뮴(CdS)를 포함하며, 상기 버퍼층(140)의 에너지 밴드갭은 약 2.2eV 내지 2.4eV 이다. The buffer layer 140 is disposed on the light absorbing layer 130. The buffer layer 140 includes cadmium sulfide (CdS), and the energy band gap of the buffer layer 140 is about 2.2 eV to 2.4 eV.

상기 고저항 버퍼층(150)은 상기 버퍼층(140) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(150)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고 저항 버퍼층(150)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV 이다. The high resistance buffer layer 150 is disposed on the buffer layer 140. The high resistance buffer layer 150 includes zinc oxide (i-ZnO) that is not doped with impurities. The energy band gap of the high resistance buffer layer 150 is about 3.1 eV to 3.3 eV.

상기 윈도우층(160)은 상기 고저항 버퍼층(150) 상에 배치된다. 상기 윈도우층(160)은 투명하며, 도전층이다. 상기 윈도우층(160)의 저항은 상기 후면전극층(120)보다 높을 수 있다. 상기 윈도우층(160)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO) 등을 들 수 있다. The window layer 160 is disposed on the high resistance buffer layer 150. The window layer 160 is transparent and is a conductive layer. The resistance of the window layer 160 may be higher than the back electrode layer 120. Examples of the material used as the window layer 160 include aluminum doped zinc oxide (Al doped ZnO).

상기 태양전지(100)는 상기 광 흡수층(130)에 의하여 태양광을 흡수하여 광 기전력을 생성할 수 있다. The solar cell 100 may generate photovoltaic energy by absorbing sunlight by the light absorbing layer 130.

상기 열전소자(200)는 상기 태양전지(100)의 윈도우층(160) 상에 배치된다. The thermoelectric element 200 is disposed on the window layer 160 of the solar cell 100.

상기 열전소자(200)는 상기 윈도우층(160) 상에 배치된 제1 열전도층(210), 하부전극(230, 240), p형 반도체(250), n형 반도체(260) 및 상부전극(270)을 포함한다. The thermoelectric element 200 may include the first thermal conductive layer 210, the lower electrodes 230 and 240, the p-type semiconductor 250, the n-type semiconductor 260 and the upper electrode disposed on the window layer 160. 270).

상기 제1 열전도층(210)은 투명한 절연물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 열전도층(210)은 열 전도성이 높은 물질로 형성될 수 있다. The first thermal conductive layer 210 may be formed of a transparent insulating material. The first thermal conductive layer 210 may be formed of a material having high thermal conductivity.

예를 들어, 상기 제1 열전도층(210)은 Al2O3를 포함하는 세라믹 계열의 물질일 수 있다. For example, the first thermal conductive layer 210 may be a ceramic-based material including Al 2 O 3 .

상기 윈도우층(160)과 상기 하부전극(230, 240) 사이에 상기 제1 열전도층(210)이 배치되어 있으므로, 상기 태양전지(100)와 상기 열전소자(200)의 전기적 단락을 방지할 수 있다. Since the first thermal conductive layer 210 is disposed between the window layer 160 and the lower electrodes 230 and 240, an electrical short between the solar cell 100 and the thermoelectric element 200 may be prevented. have.

상기 하부전극(230, 240)은 상기 제1 열전도층(210) 상에 복수개로 패터닝 되어 형성될 수 있다. The lower electrodes 230 and 240 may be formed on a plurality of patterns on the first thermal conductive layer 210.

상기 하부전극(230, 240)은 투명한 도전물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부전극(230, 240)은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함한다. 또는 상기 하부전극(230, 240)은 ITO-Ag-ITO로 형성될 수 있다. The lower electrodes 230 and 240 may be formed of a transparent conductive material. For example, the lower electrodes 230 and 240 include indium tin oxide (ITO). Alternatively, the lower electrodes 230 and 240 may be formed of ITO-Ag-ITO.

실시예에서는 서로 인접하는 하부전극(230, 240)을 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)이라고 지칭한다. 즉, 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)은 전기적, 물리적으로 상호 분리될 수 있다. In the exemplary embodiment, the lower electrodes 230 and 240 adjacent to each other are referred to as the first electrode 230 and the second electrode 240. That is, the first electrode 230 and the second electrode 240 may be electrically and physically separated from each other.

상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240) 상에 상호 이격되어 형성될 수 있다. The p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 may be formed in a pair, and may be formed spaced apart from each other on the first electrode 230 and the second electrode 240.

즉, 상기 p형 반도체(250)와 n형 반도체(260)는 교대로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(230)의 n형 반도체(260)와 이웃하는 상기 제2 전극(240)의 p형 반도체(250)는 서로 이격되도록 배치된다. That is, the p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 may be alternately arranged. In addition, the n-type semiconductor 260 of the first electrode 230 and the p-type semiconductor 250 of the second electrode 240 adjacent to each other are disposed to be spaced apart from each other.

상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 투명한 물질로 형성될 수 있다.The p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 may be formed of a transparent material.

예를 들어, 상기 p형 반도체(250)는 BiO, 5Sb1 및 5Te3 중 어느 하나 일 수 있다. 상기 n형 반도체(260)는 SnO2:Fe, Bi2Te2 및 7SeO3 중 어느 하나일 수 있다. For example, the p-type semiconductor 250 is BiO, 5Sb 1 And 5Te 3 . The n-type semiconductor 260 may be any one of SnO 2 : Fe, Bi 2 Te 2, and 7SeO 3 .

상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 박막 또는 나노 와이어 형태로 형성되어, 상기 태양전지(100)로 입사되는 태양광의 흡수에 영향을 주지 않도록 형성될 수 있다. The p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 may be formed in a thin film or nanowire form so as not to affect absorption of sunlight incident to the solar cell 100.

상기 상부전극(270)은 상기 제1 전극(230)의 n형 반도체(260)와 상기 제2 전극(240)의 p형 반도체(250) 상에 형성되고, 상기 제1 전극(230)의 n형 반도체(260) 와 상기 제2 전극(240)의 p형 반도체(250)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. The upper electrode 270 is formed on the n-type semiconductor 260 of the first electrode 230 and the p-type semiconductor 250 of the second electrode 240 and n of the first electrode 230. The p-type semiconductor 250 of the type semiconductor 260 and the second electrode 240 may be electrically connected to each other.

즉, 상기 상부전극(270)에 의하여 상기 p형 반도체(250)들과 n형 반도체(260)들은 전기적, 물리적으로 연결될 수 있게 된다. That is, the p-type semiconductors 250 and the n-type semiconductors 260 may be electrically and physically connected by the upper electrode 270.

상기 상부전극(270)은 투명한 도전물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부전극(270)은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함한다. 또는 상기 상부전극(270)은 ITO-Ag-ITO로 형성될 수 있다. The upper electrode 270 may be formed of a transparent conductive material. For example, the upper electrode 270 includes indium tin oxide (ITO). Alternatively, the upper electrode 270 may be formed of ITO-Ag-ITO.

상기 상부전극(270) 상에 제2 열전도층(280)이 형성된다. 상기 제2 열전도층(280)은 하부의 p형 반도체(250), n형 반도체(260), 상부전극(270) 및 하부전극(230, 240)을 보호할 수 있다. 상기 제2 열전도층(280)은 상기 제1 열전도층(210)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. The second thermal conductive layer 280 is formed on the upper electrode 270. The second thermal conductive layer 280 may protect the lower p-type semiconductor 250, the n-type semiconductor 260, the upper electrode 270, and the lower electrodes 230 and 240. The second thermal conductive layer 280 may be formed of the same material as the first thermal conductive layer 210.

그리고, 상기 열전소자(200)의 하부전극(230, 240) 또는 상부전극(270)의 양단은 외부전압이 인가될 수 있다. In addition, external voltages may be applied to both ends of the lower electrodes 230 and 240 or the upper electrode 270 of the thermoelectric element 200.

상기와 같이 형성된 열전소자(200)는 상기 태양전지(100)에서 발생되는 열을 흡수하여 상기 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다. The thermoelectric element 200 formed as described above may absorb heat generated from the solar cell 100 to improve the efficiency of the solar cell.

상기 열전소자(200)는 태양광의 열에너지 또는 태양전지의 열을 흡수하여 열기전력을 생성할 수 있다. The thermoelectric element 200 may generate thermoelectric power by absorbing heat energy of solar light or heat of a solar cell.

이러한, 열전소자(200)는 상기 펠티어(Pertier) 효과 및 시드 백(seed back)를 이용한 것으로, 상기 열전소자에 공급되는 전류의 크기와 시간을 조절함으로써 소형 전자장치에서 냉각효과를 가질 수 있게 된다. The thermoelectric device 200 uses the Peltier effect and the seed back, and has a cooling effect in a small electronic device by controlling the magnitude and time of the current supplied to the thermoelectric device. .

여기서, 상기 펠티어 효과를 간략히 설명하면, 전자가 금속에서 반도체를 흐를 때 금속의 페르미(Fermi) 준위에 있는 전자들이 반도체의 전도대로 움직여야 한다. 따라서, 전도 전자들은 금속에서 반도체로 움직일 때 그들의 평균 운동 에너지가 증가되어야 한다. 이 운동에너지의 변화는 열의 흡수로 생기는 것으로 이러한 열 또는 열적 에너지가 전자의 평균 운동에너지를 증가시키는데 이용된다. 만일 전류가 더 흐른다며 전자의 운동에너지는 감소되고 그와 관련된 열을 발생시킬 것이다. 그래서 전자들이 접합영역을 지나갈 때 그들의 평균 운동에너지가 변화되기 때문에 전류의 방향에 따라서 열이 흡수되거나 발생되는 것을 알 수 있다. Here, to briefly explain the Peltier effect, when the electron flows through the semiconductor, the electrons in the Fermi level of the metal must move to the conduction band of the semiconductor. Thus, conduction electrons must increase their average kinetic energy as they move from metal to semiconductor. This change in kinetic energy is due to the absorption of heat, and this heat or thermal energy is used to increase the average kinetic energy of the electron. If more current flows, the kinetic energy of the electrons will decrease and generate heat associated with it. As the electrons pass through the junction, their average kinetic energy changes, so it can be seen that heat is absorbed or generated depending on the direction of the current.

상기와 같이 가역적인 펠티어 효과는 전류가 흐를 때 언제나 생기는 것이다. 상기 펠티어 현상을 응용한 열전소자는 반도체 소자로서, 두 종류의 다른 금속 즉, p형 반도체(250)와 n형 반도체(260)를 접합하여 전류를 흘렸을 경우, 접합부의 전류에 비례한 열의 발생 또는 흡수가 일어나고 전류의 방향을 바꾸면 열의 발생, 흡수가 반대로 일어나게 된다. 이러한 열전소자는 크기가 작고 전원공급으로 바로 냉각이 가능하며 단순 극전환 스위치 부착으로 냉각과 발열이 가능한 장점을 갖고 있다. Such a reversible Peltier effect always occurs when a current flows. The thermoelectric device using the Peltier phenomenon is a semiconductor device, and when two types of different metals, that is, a p-type semiconductor 250 and an n-type semiconductor 260 are bonded to each other and a current flows, heat generated in proportion to the current of the junction portion or Absorption occurs and changing the direction of current causes heat generation and absorption reverse. The thermoelectric element has a small size, can be directly cooled by a power supply, and can be cooled and heated by a simple pole switching switch.

상기와 같이, 태양전지와 열전소자를 가지는 태양광 발전 장치에 의하여 광기전력 및 열기전력을 동시에 생산하여 발전효율을 향상시킬 수 있다. As described above, by generating a photovoltaic power and a thermoelectric power at the same time by a photovoltaic device having a solar cell and a thermoelectric element can improve the power generation efficiency.

또한, 상기 태양전지의 내부의 열을 낮출 수 있으므로 태양전지의 발전효율을 향상시킬 수 있다. In addition, since the heat inside the solar cell can be lowered, the power generation efficiency of the solar cell can be improved.

도 1 내지 도 9를 참조하여, 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법을 구체적으로 설명한다. 본 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법에 앞서 설면 한 태양광 발전장치에 대한 설명이 결합될 수 있다. 1 to 9, a method of manufacturing the solar cell apparatus according to the embodiment will be described in detail. The description of one solar cell apparatus may be combined with the method of manufacturing the solar cell apparatus according to the present embodiment.

도 1을 참조하여, 기판(110) 상에 후면전극층(120)이 형성된다. Referring to FIG. 1, a back electrode layer 120 is formed on a substrate 110.

상기 기판(110)은 유리가 사용될 수 있으며, 세라믹 기판, 금속기판 또는 폴리머 기판 등도 사용될 수 있다. The substrate 110 may be glass, and a ceramic substrate, a metal substrate, or a polymer substrate may also be used.

예를 들어, 유리 기판으로는 소다라임 유리(sodalime galss) 또는 고변형점 소다유리(high strained point soda glass)를 사용할 수 있다. 금속기판으로는 스테인레스 스틸 또는 티타늄을 포함하는 기판을 사용할 수 있다. 폴리머 기판으로는 폴리이미드(polyimide)를 사용할 수 있다. For example, soda lime glass (sodalime galss) or high strained soda glass (high strained point soda glass) may be used as the glass substrate. As the metal substrate, a substrate including stainless steel or titanium may be used. As the polymer substrate, polyimide may be used.

상기 기판(110)은 투명할 수 있다. 상기 기판(110)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible) 할 수 있다. The substrate 110 may be transparent. The substrate 110 may be rigid or flexible.

상기 후면전극층(120)은 금속 등의 도전체로 형성될 수 있다. The back electrode layer 120 may be formed of a conductor such as metal.

예를 들어, 상기 후면전극층(120)은 몰리브덴(Mo)을 타겟(target)으로 사용하여, 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 형성될 수 있다.For example, the back electrode layer 120 may be formed by a sputtering process using molybdenum (Mo) as a target.

이는, 몰리브덴(Mo)이 가진 높은 전기 전도도, 광 흡수층과의 오믹(ohmic) 접합, Se 분위기 하에서의 고온 안정성 때문이다. This is because of the high electrical conductivity of molybdenum (Mo), ohmic bonding with the light absorbing layer, and high temperature stability under Se atmosphere.

상기 후면전극층(120)인 몰리브덴 박막은 전극으로서 비저항이 낮아야하고, 열팽창 계수의 차이로 인하여 박리현상이 일어나지 않도록 기판(110)에의 점착성이 뛰어나야 한다. The molybdenum thin film as the back electrode layer 120 should have a low specific resistance as an electrode, and have excellent adhesion to the substrate 110 so that peeling does not occur due to a difference in thermal expansion coefficient.

한편, 상기 후면전극층(120)을 형성하는 물질은 이에 한정되지 않고, 나트륨(Na) 이온이 도핑된 몰리브덴(Mo)으로 형성될 수도 있다. Meanwhile, the material forming the back electrode layer 120 is not limited thereto, and may be formed of molybdenum (Mo) doped with sodium (Na) ions.

도면에 도시되지는 않았지만, 상기 후면전극층(120)은 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 상기 후면전극층(120)이 복수개의 층으로 형성될 때, 상기 후면전극층(120)을 이루는 층들은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.Although not shown in the drawing, the back electrode layer 120 may be formed of at least one layer. When the back electrode layer 120 is formed of a plurality of layers, the layers constituting the back electrode layer 120 may be formed of different materials.

예를 들어, 상기 후면전극층(120)은 상기 기판(110)에 대한 밀착력이 높고 상대적으로 전도도가 낮은 층과, 전기 전도도가 높은 층이 적층될 수 있다. For example, the back electrode layer 120 may have a high adhesion and relatively low conductivity to the substrate 110 and a layer having high electrical conductivity.

도 2를 참조하여, 상기 후면전극층(120) 상에 광 흡수층(130)이 형성된다. 상기 광 흡수층(130)은 Ⅰb-Ⅲb-Ⅵb계 화합물을 포함한다.Referring to FIG. 2, a light absorbing layer 130 is formed on the back electrode layer 120. The light absorbing layer 130 includes an Ib-IIIb-VIb-based compound.

더 자세하게, 상기 광 흡수층(130)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)Se2, CIGS계) 화합물을 포함한다. 이와는 다르게, 상기 광 흡수층(130)은 구리-인듐-셀레나이드계(CuInSe2, CIS계) 화합물 또는 구리-갈륨-셀레나이드계(CuGaSe2, CIS계) 화합물을 포함할 수 있다.In more detail, the light absorption layer 130 includes a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 , CIGS-based) compound. Alternatively, the light absorbing layer 130 may include a copper-indium selenide-based (CuInSe 2 , CIS-based) compound or a copper-gallium-selenide-based (CuGaSe 2 , CIS-based) compound.

예를 들어, 상기 광 흡수층(130)을 형성하기 위해서, 구리 타겟, 인듐 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하여, 상기 후면전극층(120) 상에 CIG계 금속 프리커서(precursor)막이 형성된다. For example, in order to form the light absorbing layer 130, a CIG-based metal precursor film is formed on the back electrode layer 120 using a copper target, an indium target, and a gallium target.

이후, 상기 금속 프리커서막은 셀레니제이션(selenization) 공정에 의해서, 셀레늄(Se)과 반응하여 CIGS계 광 흡수층(130)이 형성된다.Thereafter, the metal precursor film is reacted with selenium (Se) by a selenization process to form a CIGS-based light absorbing layer 130.

또한, 상기 광 흡수층(130)은 구리,인듐,갈륨,셀레나이드(Cu, In, Ga, Se)를 동시증착법(co-evaporation)에 의해 형성할 수도 있다.In addition, the light absorbing layer 130 may form copper, indium, gallium, selenide (Cu, In, Ga, Se) by co-evaporation.

상기 광 흡수층(130)은 외부의 광을 입사받아, 전기 에너지로 변환시킨다. 상기 광 흡수층(130)은 광전효과에 의해서 광 기전력을 생성한다.The light absorbing layer 130 receives external light and converts the light into electrical energy. The light absorbing layer 130 generates photo electromotive force by the photoelectric effect.

상기 광 흡수층(130) 상에 버퍼층(140) 및 고저항 버퍼층(150)이 형성된다.  The buffer layer 140 and the high resistance buffer layer 150 are formed on the light absorbing layer 130.

상기 버퍼층(140)은 상기 광 흡수층(130) 상에 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있으며, 화학 용액 증착법(chemical bath deposition: CBD)에 의하여 황화 카드뮴(CdS)으로 형성될 수 있다. The buffer layer 140 may be formed of at least one or more layers on the light absorbing layer 130, and may be formed of cadmium sulfide (CdS) by chemical bath deposition (CBD).

이때, 상기 버퍼층(140)은 n형 반도체 층이고, 상기 광 흡수층(130)은 p형 반도체 층이다. 따라서, 상기 광 흡수층(130) 및 버퍼층(140)은 pn 접합을 형성한다. In this case, the buffer layer 140 is an n-type semiconductor layer, the light absorbing layer 130 is a p-type semiconductor layer. Accordingly, the light absorbing layer 130 and the buffer layer 140 form a pn junction.

상기 고저항 버퍼층(150)은 상기 버퍼층(140) 상에 투명전극층으로 형성될 수 있다. The high resistance buffer layer 150 may be formed as a transparent electrode layer on the buffer layer 140.

예를 들어, 상기 고저항 버퍼층(150)은 ITO, ZnO 및 i-ZnO 중 어느로 형성될 수 있다. For example, the high resistance buffer layer 150 may be formed of any one of ITO, ZnO, and i-ZnO.

상기 고저항 버퍼층(150)은 산화 아연(ZnO)을 타겟으로 한 스퍼터링 공정을 진행하여, 산화 아연층으로 형성될 수 있다. The high resistance buffer layer 150 may be formed of a zinc oxide layer by performing a sputtering process targeting zinc oxide (ZnO).

상기 버퍼층(140) 및 고저항 버퍼층(150)은 상기 광 흡수층(130)과 이후 형성될 윈도우층의 사이에 배치된다.The buffer layer 140 and the high resistance buffer layer 150 are disposed between the light absorbing layer 130 and the window layer to be formed later.

즉, 상기 광 흡수층(130)과 윈도우층(160)은 격자상수와 에너지 밴드 갭의 차이가 크기 때문에, 밴드 갭이 두 물질의 중간에 위치하는 상기 버퍼층(140) 및 고저항 버퍼층(150)을 삽입하여 양호한 접합을 형성할 수 있다. That is, since the difference between the lattice constant and the energy band gap is large between the light absorbing layer 130 and the window layer 160, the buffer layer 140 and the high resistance buffer layer 150 having a band gap between the two materials are separated. Can be inserted to form a good bond.

본 실시예에서 두개의 버퍼층(140)을 상기 광 흡수층(130) 상에 형성하였지 만, 이에 한정되지 않고, 상기 버퍼층(140)은 단일층으로 형성될 수도 있다. Although two buffer layers 140 are formed on the light absorbing layer 130 in this embodiment, the present invention is not limited thereto, and the buffer layer 140 may be formed as a single layer.

상기 고저항 버퍼층(150) 상에 윈도우층(160)이 형성된다. The window layer 160 is formed on the high resistance buffer layer 150.

상기 윈도우층(160)은 스퍼터링 공정을 진행하여 알루미늄(Al) 또는 알루미나(Al2O3)로 도핑된 산화 아연으로 형성된다. The window layer 160 is formed of zinc oxide doped with aluminum (Al) or alumina (Al 2 O 3 ) through a sputtering process.

상기 윈도우층(160)은 상기 광 흡수층(130)과 pn접합을 형성하고, 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 하기 때문에 광투과율이 높고 전기 전도성이 좋은 산화 아연(ZnO)으로 형성될 수 있다. Since the window layer 160 forms a pn junction with the light absorbing layer 130 and functions as a transparent electrode on the front of the solar cell, the window layer 160 may be formed of zinc oxide (ZnO) having high light transmittance and good electrical conductivity.

따라서, 상기 윈도우층(160)은 산화 아연에 알루미늄 또는 알루미나를 도핑함으로써 낮은 저항값을 갖는 전극을 형성할 수 있다. Accordingly, the window layer 160 may form an electrode having a low resistance value by doping aluminum oxide or alumina to zinc oxide.

상기 윈도우층(160)인 산화 아연 박막은 RF 스퍼터링 방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과, Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학 증착법 등으로 형성될 수 있다. The zinc oxide thin film that is the window layer 160 may be formed by a method of depositing using a ZnO target by RF sputtering, a reactive sputtering using a Zn target, an organometallic chemical vapor deposition method, or the like.

또한, 전기광학적 특성이 뛰어난 ITO(Indium Tin Oxide) 박막을 산화 아연 박막 상에 증착한 2중 구조를 형성할 수도 있다.In addition, a double structure in which an indium tin oxide (ITO) thin film having excellent electro-optic properties is deposited on a zinc oxide thin film may be formed.

도 3을 참조하여, 상기 윈도우층(160) 상에 제1 열전도층(210)이 형성된다. Referring to FIG. 3, a first heat conductive layer 210 is formed on the window layer 160.

상기 제1 열전도층(210)은 투명한 절연막으로 형성될 수 있다. The first thermal conductive layer 210 may be formed of a transparent insulating film.

예를 들어, 상기 제1 열전도층(210)은 Al2O3를 포함하는 세라믹 계열로 형성될 수 있다. 상기 제1 열전도층(210)은 증착 또는 본딩공정을 통해 형성될 수 있다. For example, the first thermal conductive layer 210 may be formed of a ceramic series including Al 2 O 3 . The first thermal conductive layer 210 may be formed through a deposition or bonding process.

상기 제1 열전도층(210)이 투명한 세라믹 물질로 형성되어, 태양광은 상기 광 흡수층(130)으로 입사될 수 있다. The first heat conductive layer 210 may be formed of a transparent ceramic material, and sunlight may be incident on the light absorbing layer 130.

도 4를 참조하여, 상기 제1 열전도층(210) 상에 하부전극층(220)이 형성된다. Referring to FIG. 4, a lower electrode layer 220 is formed on the first thermal conductive layer 210.

상기 하부전극층(220)은 투명 전극층으로 형성될 수 있다. The lower electrode layer 220 may be formed of a transparent electrode layer.

예를 들어, 상기 하부전극층(220)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성될 수 있다. 또는 상기 하부전극층(220)은 ITO-Ag-ITO의 합금막으로 형성될 수도 있다. For example, the lower electrode layer 220 may be formed of indium tin oxide (ITO). Alternatively, the lower electrode layer 220 may be formed of an alloy film of ITO-Ag-ITO.

상기 하부전극층(220)은 CVD 또는 PVD 공정에 의하여 상기 제1 열전도층(210) 상에 형성될 수 있다. The lower electrode layer 220 may be formed on the first thermal conductive layer 210 by a CVD or PVD process.

상기 하부전극층(220)과 상기 윈도우층(160) 사이에 절연성 물질인 상기 제1 열전도층(210)이 형성되어 있으므로, 전기적 단락특성을 개선할 수 있다. Since the first thermal conductive layer 210, which is an insulating material, is formed between the lower electrode layer 220 and the window layer 160, an electrical short circuit characteristic may be improved.

또한, 상기 하부전극층(220)이 투명 전극층으로 형성되어 태양광은 상기 광 흡수층(130)으로 입사될 수 있다. In addition, the lower electrode layer 220 may be formed as a transparent electrode layer so that sunlight may be incident on the light absorbing layer 130.

도 5를 참조하여, 상기 하부전극층(220)이 패터닝되고, 상호 분리된 다수개의 하부전극(230, 240)이 형성된다. Referring to FIG. 5, the lower electrode layer 220 is patterned, and a plurality of lower electrodes 230 and 240 separated from each other are formed.

예를 들어, 상기 하부전극(230, 240)은 제1 전극(230), 상기 제1 전극(230)에 인접하는 제2 전극(240)이라고 지칭한다. 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)은 전기적, 물리적으로 상호 분리될 수 있다. For example, the lower electrodes 230 and 240 are referred to as a first electrode 230 and a second electrode 240 adjacent to the first electrode 230. The first electrode 230 and the second electrode 240 may be electrically and physically separated from each other.

예를 들어, 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)은 상기 하부전극층(220)에 대한 사진, 식각 공정을 통해 선택적으로 형성될 수 있다. For example, the first electrode 230 and the second electrode 240 may be selectively formed through a photolithography or an etching process on the lower electrode layer 220.

도 6을 참조하여, 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240) 상에 p형 반도체(250)가 각각 형성된다. Referring to FIG. 6, p-type semiconductors 250 are formed on the first electrode 230 and the second electrode 240, respectively.

상기 p형 반도체(250)는 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)의 일측에 정렬되도록 형성될 수 있다. The p-type semiconductor 250 may be formed to be aligned with one side of the first electrode 230 and the second electrode 240.

예를 들어, 상기 p형 반도체(250)는 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)을 포함하는 상기 제1 열전도층(210) 상에 p형 불순물을 포함하는 반도체층을 형성한 후, 사진 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. For example, the p-type semiconductor 250 may include a semiconductor layer including p-type impurities on the first thermal conductive layer 210 including the first electrode 230 and the second electrode 240. Then, it may be formed through a photolithography process.

예를 들어, 상기 p형 반도체(250)는 BiO, 5Sb1 및 5Te3 중 어느 하나로 형성될 수 있다.For example, the p-type semiconductor 250 may be formed of any one of BiO, 5Sb 1, and 5Te 3 .

상기 p형 반도체(250)은 투명할 수 있다. The p-type semiconductor 250 may be transparent.

도 7을 참조하여, 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240) 상에 n형 반도체(260)가 형성된다. Referring to FIG. 7, an n-type semiconductor 260 is formed on the first electrode 230 and the second electrode 240.

상기 n형 반도체(260)는 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)의 타측에 정렬되도록 형성될 수 있다. The n-type semiconductor 260 may be formed to be aligned with the other side of the first electrode 230 and the second electrode 240.

예를 들어, 상기 n형 반도체(260)는 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)을 포함하는 상기 제1 열전도층(210) 상에 n형 불순물을 포함하는 반도체층을 형성한 후, 사진 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. For example, the n-type semiconductor 260 is formed by forming a semiconductor layer containing n-type impurities on the first thermal conductive layer 210 including the first electrode 230 and the second electrode 240. Then, it may be formed through a photolithography process.

예를 들어, 상기 n형 반도체(260)는 SnO2:Fe, Bi2Te2 및 7SeO3 중 어느 하나로 형성될 수 있다. For example, the n-type semiconductor 260 may be formed of any one of SnO 2 : Fe, Bi 2 Te 2, and 7SeO 3 .

상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 투명한 반도체층으로 형성되어 태양광은 상기 광 흡수층(130)으로 입사될 수 있다. The p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 may be formed of a transparent semiconductor layer so that sunlight may be incident on the light absorbing layer 130.

특히, 상기 p형 및 n형 반도체(250,260)는 박막 형태 및 나노 와이어 형태로 형성되어 태양광의 흡수가 태양전지로 흡수되는데 영향을 받지 않도록 할 수 있다. In particular, the p-type and n-type semiconductors 250 and 260 may be formed in a thin film form and a nanowire form so that absorption of sunlight is not affected by absorption into the solar cell.

상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240) 상에 한쌍의 p형 및 n형 반도체(250,260)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 서로 교대로 배치될 수 있다. A pair of p-type and n-type semiconductors 250 and 260 may be formed on the first electrode 230 and the second electrode 240. Accordingly, the p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 may be alternately arranged.

또한, 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)에 형성된 한 쌍의 상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 제1 갭(G1)을 가지도록 이격될 수 있다. In addition, the pair of p-type semiconductors 250 and n-type semiconductors 260 formed on the first electrode 230 and the second electrode 240 may be spaced apart to have a first gap G1.

상기 제1 전극(230)의 n형 반도체(260)와 인접하는 상기 제2 전극(240)의 p형 반도체(250)는 상기 n형 반도체(260)와 제2 갭(G2)을 가지도록 이격될 수 있다.The p-type semiconductor 250 of the second electrode 240 adjacent to the n-type semiconductor 260 of the first electrode 230 is spaced apart from the n-type semiconductor 260 to have a second gap G2. Can be.

예를 들어, 상기 제1 갭(G1)과 상기 제2 갭(G2)은 동일한 너비를 가질 수 있다. For example, the first gap G1 and the second gap G2 may have the same width.

즉, 상기 제1 전극(2300과 제2 전극(240)은 전기적으로 분리된 상태이다. That is, the first electrode 2300 and the second electrode 240 are in an electrically separated state.

한편, 상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 해당하는 반도체층을 각각 형성한 후 선택적 식각 공정을 통해 형성하는 것을 예로 하였지만, 상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 투명한 전도성막을 증착한 후 p형 및 n형 불순물 이온 주입공정을 통해 각각 형성될 수도 있다. Meanwhile, the p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 are formed through a selective etching process after forming the corresponding semiconductor layers, respectively, but the p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 ) May be formed through p-type and n-type impurity ion implantation processes after depositing a transparent conductive film.

도 8을 참조하여, 상기 제2 갭(G2)에 의하여 상호 분리된 상기 제1 전극(230)의 n형 반도체(260) 및 제2 전극(240)의 p형 반도체(250) 상에 상부전 극(270)이 형성된다. Referring to FIG. 8, an upper electric field is formed on the n-type semiconductor 260 of the first electrode 230 and the p-type semiconductor 250 of the second electrode 240 separated from each other by the second gap G2. The pole 270 is formed.

상기 상부전극(270)은 상기 하부전극(230, 240)과 동일한 투명 전극층으로 형성될 수 있다. The upper electrode 270 may be formed of the same transparent electrode layer as the lower electrodes 230 and 240.

상기 상부전극(270)은 상기 제2 갭(G2)에 의하여 상호 분리된 n형 반도체(260) 및 p형 반도체(250)를 전기적으로 연결시킬 수 있다.The upper electrode 270 may electrically connect the n-type semiconductor 260 and the p-type semiconductor 250 which are separated from each other by the second gap G2.

상기 상부전극(270) 및 하부전극(230,240))에 의하여 상기 p형 반도체(250) 및 n형 반도체(260)는 전기적, 물리적으로 상호 연결될 수 있다. The p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260 may be electrically and physically connected to each other by the upper electrodes 270 and the lower electrodes 230 and 240.

즉, 상기 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)의 p형 및 n형 반도체(250,260)는 전기적으로 직렬로 연결되고, 열적으로는 병렬로 연결될 수 있다. That is, the p-type and n-type semiconductors 250 and 260 of the first electrode 230 and the second electrode 240 may be electrically connected in series and thermally connected in parallel.

상기 p형 반도체(250)와 n형 반도체(260)의 금속접합에 의하여 열전소자(200)가 형성될 수 있다. The thermoelectric element 200 may be formed by a metal junction between the p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260.

도 9를 참조하여, 상기 상부전극(270) 상에 제2 열전도층(280)이 형성된다. Referring to FIG. 9, a second thermal conductive layer 280 is formed on the upper electrode 270.

상기 제2 열전도층(280)은 상기 제1 열전도층(210)과 동일한 세라믹 계열의 물질로 형성될 수 있다. The second thermal conductive layer 280 may be formed of the same ceramic material as the first thermal conductive layer 210.

상기 제2 열전도층(280)은 상기 열전소자(200) 및 태양전지(100)를 보호할 수 있다.The second thermal conductive layer 280 may protect the thermoelectric element 200 and the solar cell 100.

상기 제2 열전도층(280)은 태양광의 열에너지를 p형 반도체(250)와 n형 반도체(260)로 전달할 수 있다.The second thermal conductive layer 280 may transfer thermal energy of sunlight to the p-type semiconductor 250 and the n-type semiconductor 260.

도시되지는 않았지만, 상기 제1 열전도층(210)과 상기 제2 열전도층(280)은 서로 접하도록 형성될 수도 있다. Although not shown, the first thermal conductive layer 210 and the second thermal conductive layer 280 may be formed to contact each other.

이후, 상기 열전소자(200)에 양전압 및 음전압의 외부전압을 인가하기 위하여 상기 하부전극(230, 240)의 양단에 컨택배선을 형성할 수 있다. Thereafter, contact wirings may be formed at both ends of the lower electrodes 230 and 240 in order to apply external voltages of positive and negative voltages to the thermoelectric element 200.

상기와 같이 형성된 열전소자(200)에 직류(Diret Current)를 흘려주면 전기적으로 직렬, 열적으로 병렬로 된 열전쌍들로 구성되어있는 열전반도체 내로 흡열이 일어나게 된다. When direct current (Diret Current) is flowed into the thermoelectric element 200 formed as described above, heat absorption occurs in the thermoelectric semiconductor composed of thermocouples electrically and in series.

이러한 열전소자(200)는 양단에서의 온도차에 의해 고온단 부위에서 저온단 부위로 열 이동시 n형 반도체(260)와 p형 반도체(250)에서 각각 전자와 홀이 고온 단에서 저온 단으로 이동하므로 써 발전이 가능할 수 있다. Since the thermoelectric element 200 moves electrons and holes from the high end to the low end, respectively, in the n-type semiconductor 260 and the p-type semiconductor 250 when the heat moves from the hot end region to the cold end region due to the temperature difference at both ends. Could be developed.

실시예서는 태양전지 상에 열전소자가 형성된다.In the embodiment, a thermoelectric element is formed on a solar cell.

상기 태양전지는 태양광에 의하여 광기전력을 생산할 수 있다.The solar cell may produce photovoltaic power by sunlight.

상기 열전소자는 태양광에 의하여 열기전력을 생산할 수 있다. The thermoelectric device may produce thermoelectric power by solar light.

상기 열전소자는 광 흡수를 통한 전력 생성 중 발생하는 열을 흡수할 수 있다. The thermoelectric element may absorb heat generated during power generation through light absorption.

이에 따라, 열전소자에 의한 흡열반응으로 태양전지의 동작 중 발생하는 열을 억제하고, 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the heat generated during the operation of the solar cell by the endothermic reaction by the thermoelectric element can be suppressed, and the performance of the solar cell can be improved.

또한. 상기 열전소자는 열 흡수를 통해 전력을 생성할 수 있다. 또한, 상기 열전소자는 태양광의 열에너지를 흡수하여 전력을 생성할 수 있다. Also. The thermoelectric element may generate power through heat absorption. In addition, the thermoelectric element may generate power by absorbing thermal energy of sunlight.

이에 따라, 상기 열전소자에 의하여 추가전력을 생성함으로써 태양광 발전장치의 전기적 성능을 향상시킬 수 있다. Accordingly, by generating additional power by the thermoelectric element it is possible to improve the electrical performance of the photovoltaic device.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although described above with reference to the embodiment is only an example and is not intended to limit the invention, those of ordinary skill in the art to which the present invention does not exemplify the above within the scope not departing from the essential characteristics of this embodiment It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

도 1 내지 도 9는 실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조공정을 나타내는 단면도이다. 1 to 9 are sectional views showing the manufacturing process of the solar cell apparatus according to the embodiment.

Claims (14)

기판 상에 적층된 후면전극층, 광 흡수층 및 윈도우층을 포함하는 태양전지;A solar cell including a back electrode layer, a light absorbing layer, and a window layer stacked on a substrate; 상기 윈도우층 상에 형성된 제1 열 전도층: 및A first heat conducting layer formed on the window layer: and 상기 열전도층 상에 p형 반도체 및 n형 반도체로 이루어진 열전소자를 포함하는 태양광 발전장치. The photovoltaic device comprising a thermoelectric element consisting of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor on the heat conductive layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열전소자는,The thermoelectric element, 상기 제1 열 전도층 상에 형성된 제1 전극 및 제2 전극;First and second electrodes formed on the first thermal conductive layer; 상기 제1 및 제2 전극에 각각 형성되고 상호 이격된 한쌍의 p형 반도체 및 n형 반도체;A pair of p-type semiconductors and n-type semiconductors formed on the first and second electrodes, respectively, and spaced apart from each other; 상기 제1 전극의 n형 반도체와 상기 제2 전극의 p형 반도체 연결되도록 그 상부에 형성된 제3 전극을 포함하는 태양광 발전장치.And a third electrode formed over the n-type semiconductor of the first electrode and the p-type semiconductor of the second electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열전소자 상부에 형성된 제2 열전도층을 포함하는 태양광 발전장치. A photovoltaic device comprising a second thermal conductive layer formed on the thermoelectric element. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 열전도층 및 제2 열전도층은 투명 절연막인 세라믹 계열의 물질로 으로 형성된 태양광 발전장치.The first thermal conductive layer and the second thermal conductive layer is a solar cell apparatus formed of a ceramic-based material which is a transparent insulating film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)-Ag-ITO(Indium Tin Oxide)로 형성된 태양광 발전장치.The first electrode, the second electrode and the third electrode is a solar power generation device formed of indium tin oxide (ITO) -Ag-ITO (indium tin oxide). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 p형 반도체는 BiO, 5Sb1 및 5Te3 중 어느 하나로 형성되고, 상기 n형 반도체는 SnO2:Fe, Bi2Te 및 7SeO3 중 어느 하나로 형성된 태양광 발전장치.The p-type semiconductor is formed of any one of BiO, 5Sb 1 and 5Te 3 , wherein the n-type semiconductor is formed of any one of SnO 2 : Fe, Bi 2 Te and 7SeO 3 . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 p형 반도체 및 n형 반도체는 투명한 성질의 박막 또는 나노와이어 형태로 형성된 태양광 발전장치.The p-type semiconductor and the n-type semiconductor is a photovoltaic device formed in the form of a thin film or nanowire of a transparent property. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열전소자의 일단은 양 전극과 연결되고, 타단은 음전극과 연결되며,One end of the thermoelectric element is connected to the positive electrode, the other end is connected to the negative electrode, 상기 열전소자에 의하여 발생된 열기전력을 제어부로 전달하는 것을 포함하는 태양광 발전장치. Photovoltaic device comprising transmitting the thermoelectric power generated by the thermoelectric element to the control unit. 기판 상에 후면전극층, 광 흡수층 및 윈도우층을 적층하는 단계;Stacking a back electrode layer, a light absorbing layer and a window layer on the substrate; 상기 윈도우층 상에 제1 열전도층을 형성하는 단계:Forming a first thermal conductive layer on the window layer: 상기 제1 열전도층 상에 상호 분리된 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계;Forming a first electrode and a second electrode separated from each other on the first heat conductive layer; 상기 제1 전극 및 제2 전극 상부 각각에 한쌍의 p형 반도체 및 n형 반도체를 형성하는 단계; 및Forming a pair of p-type semiconductor and n-type semiconductor on each of the first electrode and the second electrode; And 상기 제1 전극의 n형 반도체와 상기 제2 전극의 p형 반도체가 연결되도록 그 상부에 형성된 제3 전극을 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법. And a third electrode formed over the n-type semiconductor of the first electrode and the p-type semiconductor of the second electrode. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제1 열전도층에 대응하도록 상기 제3 전극 상에 형성된 제2 열전도층을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양전지의 제조방법. And forming a second heat conductive layer formed on the third electrode so as to correspond to the first heat conductive layer. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 p형 반도체는 BiO, 5Sb1 및 5Te3 중 어느 하나로 형성되고, 상기 n형 반도체는 SnO2:Fe, Bi2Te 및 7SeO3 중 어느 하나로 형성되고, 투명한 재질로 형성되는 태양광 발전장치의 제조방법.The p-type semiconductor is formed of any one of BiO, 5Sb1 and 5Te3, the n-type semiconductor is formed of any one of SnO 2 : Fe, Bi 2 Te and 7SeO 3 , a method of manufacturing a photovoltaic device is formed of a transparent material. . 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제1 열전도층 및 제2 열전도층은 세라믹 계열의 투명 절연막으로 형성 되는 태양광 발전장치의 제조방법. The first thermal conductive layer and the second thermal conductive layer is a method of manufacturing a photovoltaic device is formed of a ceramic-based transparent insulating film. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계는,Forming the first electrode and the second electrode, 상기 제1 열전도층 상에 투명전극물질로 하부전극층을 형성하는 단계;Forming a lower electrode layer on the first thermal conductive layer using a transparent electrode material; 상기 하부전극층에 대한 선택적 식각 공정을 진행하여 상기 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법. Forming a first electrode and a second electrode by performing a selective etching process on the lower electrode layer; 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제3 전극은 상기 제1 및 제2 전극과 동일한 물질로 형성되는 태양광 발전장치의 제조방법.The third electrode is a method of manufacturing a photovoltaic device is formed of the same material as the first and second electrodes.
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