KR20110060412A - Solar cell and method of fabircating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A solar cell and a manufacturing method thereof are provided to improve the efficiency of a solar cell by increasing the area of a light absorbing layer. CONSTITUTION: A plurality of rear electrode patterns(200) are separately arranged on a substrate(100). A light absorbing layer(300) includes a contact pattern for connecting electrodes on the substrate and a separation pattern for dividing electrodes into a unit cell. A buffer layer(400) is arranged on the light absorbing layer. A front electrode(500) is arranged on the buffer layer. The front electrode is electrically connected to the rear electrode pattern.

Description

태양전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD OF FABIRCATING THE SAME}SOLAR CELL AND METHOD OF FABIRCATING THE SAME}

실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.

최근 에너지 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다. Recently, as energy demand increases, development of a solar cell converting solar energy into electrical energy is in progress.

특히, 기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS 계 광 흡수층, 고저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다. In particular, CIGS-based solar cells, which are pn heterojunction devices having a substrate structure including a substrate, a metal back electrode layer, a p-type CIGS-based light absorbing layer, a high resistance buffer layer, an n-type window layer, and the like, are widely used.

이러한 태양전지의 성능을 향상시키기 위해서, 입광 효율을 향상시키기 위한 연구들이 진행 중이다.In order to improve the performance of such a solar cell, studies are being conducted to improve the light receiving efficiency.

실시예는 기판과 광 흡수층의 효율을 증대시킬 수 있는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공한다.The embodiment provides a solar cell and a method of manufacturing the same that can increase the efficiency of the substrate and the light absorbing layer.

실시예에 따른 태양전지는 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수개의 후면전극 패턴; 상기 후면전극 상에 배치된 상기 기판 상에 전극간 연결을 위한 콘택 패턴 및 단위셀로 나누기 위한 분리패턴이 형성된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치된 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상에 배치되며, 상기 분리패턴에 의해 이격되어 배치된 전면전극을 포함하며, 상기 전면전극은 상기 콘택패턴 내에 삽입되어, 상기 후면전극 패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 광 흡수층은 나노 와이어(nano wire) 또는 나노 로드(nano rod)로 형성된 것을 포함한다.The solar cell according to the embodiment includes a plurality of back electrode patterns spaced apart from each other on a substrate; A light absorbing layer having a contact pattern for inter-electrode connection and a separation pattern for dividing into unit cells on the substrate disposed on the back electrode; A buffer layer disposed on the light absorbing layer; And a front electrode disposed on the buffer layer and spaced apart by the separation pattern, wherein the front electrode is inserted into the contact pattern to be electrically connected to the back electrode pattern, and the light absorbing layer is nanowire. and those formed of nano wires or nano rods.

실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수개의 후면전극 패턴을 형성하는 단계; 상기 후면전극 패턴이 배치된 상기 기판 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 및 버퍼층을 관통하는 콘택패턴을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 상에 전면전극을 형성하는 단계; 및 상기 전면전극, 버퍼층 및 광 흡수층에 단위셀로 나누기 위한 분리패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전면전극은 상기 콘택패턴 내에 삽입되어 상기 후면전극 패턴과 전기적으로 연결되며, 상기 광 흡수층은 나노 와이어(nano wire) 또는 나노 로드(nano rod)로 형성된 것을 포함한다.A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment includes forming a plurality of back electrode patterns spaced apart from each other on a substrate; Forming a light absorbing layer on the substrate on which the back electrode pattern is disposed; Forming a buffer layer on the light absorbing layer; Forming a contact pattern penetrating the light absorbing layer and the buffer layer; Forming a front electrode on the buffer layer; And forming a separation pattern on the front electrode, the buffer layer, and the light absorbing layer to divide the cell into unit cells, wherein the front electrode is inserted into the contact pattern and electrically connected to the back electrode pattern. It includes one formed of a wire (nano wire) or nano rod (nano rod).

실시예에 따른 실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법은 VLS 메커니즘(Vapor-Liquid-Solid mechanism)을 이용하여 광 흡수층을 나노 와이어 또는 나노 로드의 형태로 형성하여, 광 흡수층의 단면적을 넓힘으로써 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있다.The solar cell according to the embodiment and the manufacturing method thereof according to the embodiment forms a light absorption layer in the form of nanowires or nanorods using a VLS mechanism (Vapor-Liquid-Solid mechanism), thereby increasing the cross-sectional area of the light absorption layer The efficiency of the battery can be increased.

또한, 광 흡수층이 나노 와이어 또는 나노 로드의 형태로 수직적으로 형성되어, 광 흡수층의 표면 뿐 아니라 측면에서도 빛을 받아들일 수 있어 태양전지의 광 효율을 증대시킬 수 있다.In addition, the light absorbing layer is formed vertically in the form of nanowires or nanorods, can receive light from the side as well as the surface of the light absorbing layer can increase the light efficiency of the solar cell.

또한, 버퍼층 및 전면전극이 광 흡수층의 상면 및 나노 와이어, 나노 로드의 사이에도 형성되어, 광 흡수층과의 접촉 면적이 증가될 수 있다.In addition, the buffer layer and the front electrode may be formed between the upper surface of the light absorbing layer, and between the nanowires and the nanorods, thereby increasing the contact area with the light absorbing layer.

즉, 광 흡수층과 pn접합을 형성하는 전면전극은 광 흡수층과 접촉면적이 증대될 수 있어, 태양전지의 광기전력 효과(photovoltaic effect)가 향상될 수 있다.That is, the front electrode forming the pn junction with the light absorbing layer may increase the contact area with the light absorbing layer, thereby improving the photovoltaic effect of the solar cell.

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 10은 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing a solar cell according to the embodiment.

도 10에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 태양전지는 기판(100), 후면전극 패턴(200), 절연막(250), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 전면전극(500), EVA 필름(600) 및 상부기판(800)을 포함한다.As shown in FIG. 10, the solar cell according to the embodiment includes a substrate 100, a back electrode pattern 200, an insulating film 250, a light absorbing layer 300, a buffer layer 400, a front electrode 500, and an EVA. The film 600 and the upper substrate 800 are included.

상기 후면전극 패턴(200)은 상기 기판(100) 상에 배치되며, 상기 후면전극 패턴(200) 상에는 나노 와이어 또는 나노 로드가 수직으로 배열될 수 있다.The back electrode pattern 200 may be disposed on the substrate 100, and nanowires or nano rods may be vertically arranged on the back electrode pattern 200.

상기 절연막(250)은 상기 나노 와이어 또는 나노 로드 사이의 상기 기판(100) 상에 배치되며, 상기 광 흡수층(300)이 상기 절연막(250)을 관통하도록 배치된다.The insulating layer 250 is disposed on the substrate 100 between the nanowires or the nanorods, and the light absorbing layer 300 penetrates the insulating layer 250.

상기 버퍼층(400) 및 전면전극(500)은 상기 광 흡수층(300)의 표면과 상기 절연막(250)의 표면을 따라 형성되어, 상기 나노 와이어 또는 나노 로드의 표면 형성과 같이 굴곡지게 형성된다.The buffer layer 400 and the front electrode 500 are formed along the surface of the light absorbing layer 300 and the surface of the insulating film 250, and are bent to form the surface of the nanowire or nanorod.

상기 EVA(Ethylene Vinyle Acetate copolymer) 필름(600)은 상기 전면전극(500)과 상기 상부기판(800) 사이에 배치된다.The EVA (Ethylene Vinyle Acetate copolymer) film 600 is disposed between the front electrode 500 and the upper substrate 800.

상기 상부기판(800)은 저철분 강화 유리 또는 반강화유리로 형성될 수 있다.The upper substrate 800 may be formed of low iron tempered glass or semi-tempered glass.

따라서, 상기 광 흡수층(300)이 나노 와이어 또는 나노 로드의 형태로 수직적으로 형성되어, 상기 광 흡수층(300)의 표면 뿐 아니라 측면에서도 빛을 받아들일 수 있어 태양전지의 광 효율을 증대시킬 수 있다.Therefore, the light absorbing layer 300 is vertically formed in the form of nanowires or nanorods, and can receive light from the side as well as the surface of the light absorbing layer 300, thereby increasing the light efficiency of the solar cell. .

또한, 상기 버퍼층(400) 및 전면전극(500)이 상기 광 흡수층(300)의 상면 및 나노 와이어, 나노 로드의 사이에도 형성되어, 상기 광 흡수층(300)과의 접촉 면적이 증가될 수 있다.In addition, the buffer layer 400 and the front electrode 500 may also be formed between the top surface of the light absorbing layer 300 and between the nanowires and the nanorods, thereby increasing the contact area with the light absorbing layer 300.

즉, 상기 광 흡수층(300)과 pn접합을 형성하는 전면전극(500)은 상기 광 흡수층(300)과 접촉면적이 증대될 수 있어, 태양전지의 광기전력 효과(photovoltaic effect)가 향상될 수 있다.That is, the front electrode 500 forming the pn junction with the light absorbing layer 300 may increase the contact area with the light absorbing layer 300, thereby improving the photovoltaic effect of the solar cell. .

이하, 태양전지 제조공정에 따라 상기 태양전지를 더 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the solar cell will be described in more detail according to the solar cell manufacturing process.

도 1 내지 도 10은 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도이다.1 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 후면전극 패턴(200) 및 금(Au) 입자(particle, 50)를 형성한다.First, as shown in FIG. 1, the back electrode pattern 200 and gold (Au) particles 50 are formed on the substrate 100.

상기 기판(100)은 유리(glass)가 사용되고 있으며, 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 티타늄기판 또는 폴리머 기판 등도 사용될 수 있다.The substrate 100 may be glass, and a ceramic substrate such as alumina, stainless steel, a titanium substrate, or a polymer substrate may also be used.

유리 기판으로는 소다라임 유리(sodalime glass)를 사용할 수 있다.Soda lime glass may be used as the glass substrate.

또한, 상기 기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다.In addition, the substrate 100 may be rigid or flexible.

상기 후면전극 패턴(200)은 금속 등의 도전체로 형성될 수 있다.The back electrode pattern 200 may be formed of a conductor such as metal.

예를 들어, 상기 후면전극 패턴(200)은 몰리브덴(Mo) 타겟을 사용하여, 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 후면전극막이 형성된 후, 패터닝 될 수 있다.For example, the back electrode pattern 200 may be patterned after a back electrode layer is formed by a sputtering process using a molybdenum (Mo) target.

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

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 후면전극 패턴(200)은 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.In addition, although not shown, the back electrode pattern 200 may be formed of at least one layer.

상기 후면전극 패턴(200)이 복수개의 층으로 형성될 때, 상기 후면전극 패턴(200)을 이루는 층들은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.When the back electrode pattern 200 is formed of a plurality of layers, the layers constituting the back electrode pattern 200 may be formed of different materials.

상기 금 입자(50)는 상기 후면전극 패턴(200) 상에 형성되며, 상기 금 입자(50)가 포함된 용매를 스핀코팅(spin coating)한 후, 열처리 공정을 진행하여 형성할 수 있다.The gold particles 50 may be formed on the back electrode pattern 200, and may be formed by spin coating a solvent including the gold particles 50 and then performing a heat treatment process.

이때, 상기 금 입자(500)를 스핀코팅 공정을 진행하여 진행하므로, 상기 후면전극 패턴(200) 사이의 홈(210) 내부에도 상기 금 입자(500)가 배치될 수 있다.In this case, since the gold particles 500 are spin-coated, the gold particles 500 may be disposed in the grooves 210 between the rear electrode patterns 200.

그리고, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 후면전극 패턴(200) 상에 광 흡수층(300)을 형성한다.As shown in FIG. 2A, the light absorbing layer 300 is formed on the back electrode pattern 200.

상기 광 흡수층(300)은 Ⅰb-Ⅲb-Ⅵb계 화합물을 포함한다. The light absorbing layer 300 includes an Ib-IIIb-VIb-based compound.

더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)Se2, CIGS계) 화합물을 포함한다.In more detail, the light absorbing layer 300 includes a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 , CIGS-based) compound.

이와는 다르게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-셀레나이드계(CuInSe2, CIS계) 화합물 또는 구리-갈륨-셀레나이드계(CuGaSe2, CIS계) 화합물을 포함할 수 있다.Alternatively, the light absorbing layer 300 may include a copper-indium selenide-based (CuInSe 2 , CIS-based) compound or a copper-gallium-selenide-based (CuGaSe 2 , CIS-based) compound.

또한, 상기 광 흡수층(300)은 VLS 메커니즘(Vapor-Liquid-Solid mechanism)을 이용하여, 상기 나노 와이어(nano wire) 또는 나노 로드(nano rod)가 상기 기판으로부터 수직으로 배열되도록 성장되어 형성된다.In addition, the light absorbing layer 300 is formed by growing the nano wires or nano rods vertically arranged from the substrate using a VLS mechanism (Vapor-Liquid-Solid mechanism).

상기 광 흡수층(300)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 확산 로(diffusion furnace, 10)에서 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the light absorbing layer 300 may be formed in a diffusion furnace 10.

상기 확산 로(10)는 제1영역(A)과 제2영역(B)으로 구분되며, 상기 제1영역(A)에는 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위한 소스(source)가 배치되고, 상기 제2영역(B)에는 상기 기판(100)이 배치된다.The diffusion furnace 10 is divided into a first region A and a second region B, and a source for forming the light absorbing layer 300 is disposed in the first region A. The substrate 100 is disposed in the second region B.

우선, 상기 확산 로(10)에서 구리(Cu) 소스(1), 인듐(In) 소스(2), 갈륨(Ga) 소스(3), 셀레늄(Se) 소스(4)에 열을 인가한다.First, heat is applied to the copper (Cu) source 1, the indium (In) source 2, the gallium (Ga) source 3, and the selenium (Se) source 4 in the diffusion furnace 10.

열(heating)을 인가하면, 상기 소스들이 기체 상태가 되는데, 이때 아르곤 가스(Ar)를 제1영역(A)에서 제2영역(B)으로 흘려주면, 상기 기체 상태의 소스들이 상기 제2영역(B)으로 이동하게 된다.When heating is applied, the sources are in a gaseous state. In this case, when argon gas (Ar) flows from the first area (A) to the second area (B), the sources in the gaseous state are transferred to the second area. It moves to (B).

이때, 상기 제2영역(B)에 배치된 상기 기판(100)에 400~500℃의 열(heating)을 인가하면, 상기 금 입자(50)와 상기 후면전극 패턴(200) 사이에 상기 나노 와이어 또는 나노 로드가 성장된다.At this time, when the heating (heating) of 400 ~ 500 ℃ to the substrate 100 disposed in the second region (B), the nanowire between the gold particles 50 and the back electrode pattern 200 Or nanorods are grown.

상기 금 입자(50)는 상기 나노 와이어 또는 나노 로드를 성장시키기 위한 촉매(catalyst)로써 이용된다.The gold particles 50 are used as a catalyst for growing the nanowires or nanorods.

이때, 상기 광 흡수층(300)은 나노 와이어 또는 나노 로드가 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 후면전극 패턴(200)에 대해 수직으로 형성될 수 있다.In this case, the light absorbing layer 300 may have a nanowire or a nano rod formed perpendicular to the back electrode pattern 200 as shown in FIG. 2A.

그러나, 이에 한정되지 않고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 나노 와이어 또는 나노 로드가 상기 후면전극 패턴(200)에 대해 일정각을 이루어 형성될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and as illustrated in FIG. 2B, nanowires or nanorods may be formed at a predetermined angle with respect to the back electrode pattern 200.

즉, 나노 와이어 또는 나노 로드가 상기 후면전극 패턴(200)에 대해 서로 다른 각을 가지고, 랜덤(random)하게 형성될 수도 있다.That is, nanowires or nanorods may be formed at random angles with respect to the back electrode pattern 200.

그리고, 나노 와이어 또는 나노 로드가 더 밀도있게 형성될 수도 있다.In addition, nanowires or nanorods may be more densely formed.

또한, 상기 후면전극 패턴(200) 사이의 홈(210) 내부에도 상기 나노 와이어 또는 나노 로드가 형성될 수 있다.In addition, the nanowires or the nanorods may be formed in the grooves 210 between the rear electrode patterns 200.

즉, 상기 홈(210) 내부의 상기 기판(100) 상에도 상기 나노 와이어 또는 나노 로드가 형성될 수 있다.That is, the nanowires or the nanorods may be formed on the substrate 100 inside the groove 210.

이때, 상기 홈(210) 내부의 상기 기판(100) 상에도 상기 나노 와이어 또는 나노 로드는 상기 후면전극 패턴(200)의 높이보다 높게 형성되어, 상기 후면전극 패턴(200)보다 돌출되도록 형성될 수 있다.In this case, the nanowires or the nanorods may be formed on the substrate 100 inside the groove 210 to be higher than the height of the back electrode pattern 200 to protrude from the back electrode pattern 200. have.

이어서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300) 상의 상기 금 입자(50)를 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 4A, the gold particles 50 on the light absorbing layer 300 are removed.

상기 금 입자(50)는 금 식각액(etchant)를 이용하여 제거될 수 있다.The gold particles 50 may be removed using a gold etchant.

상기 광 흡수층(300)의 나노 와이어 또는 나노 로드는 높이(H)가 2~3㎛이고, 지름(R)이 200~500㎚로 형성될 수 있다.The nanowires or the nanorods of the light absorbing layer 300 may have a height H of 2 to 3 μm and a diameter R of 200 to 500 nm.

이때, 상기 광 흡수층(300)의 높이(H)를 2~3㎛로 높게 형성하여, 상기 광 흡수층(300)의 면적을 증대시킬 수 있다.In this case, the height H of the light absorbing layer 300 may be formed to be 2 to 3 μm higher, thereby increasing the area of the light absorbing layer 300.

또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 금 입자(50)를 제거한 후, 상기 후면 전극 패턴(200) 사이의 홈(210) 내부에 형성된 나노 와이어 또는 나노 로드를 추가적으로 제거할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4B, after removing the gold particles 50, nanowires or nanorods formed in the grooves 210 between the rear electrode patterns 200 may be additionally removed.

상기 후면전극 패턴(200) 사이의 홈(210) 내부에 형성된 나노 와이어 또는 나노 로드를 제거하는 공정은 선택적일 수 있다.The process of removing the nanowires or nanorods formed in the grooves 210 between the rear electrode patterns 200 may be optional.

이때, 상기 후면전극 패턴(200) 사이의 홈(210) 내부에 형성된 나노 와이어 또는 나노 로드는 스크라이빙 공정을 진행하여 제거될 수 있다.In this case, the nanowires or nanorods formed in the grooves 210 between the rear electrode patterns 200 may be removed by a scribing process.

본 실시예에서는 상기 후면전극 패턴(200) 사이의 홈(210) 내부에 형성된 나노 와이어 또는 나노 로드를 제거하지 않고 태양전지를 형성하는 것을 도시하였다.In this embodiment, it is shown that the solar cell is formed without removing the nanowires or nanorods formed in the grooves 210 between the rear electrode patterns 200.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300)의 상기 나노 와이어 또는 나노 로드 사이의 상기 기판(100) 상에 절연막(250)을 형성한다.5, an insulating film 250 is formed on the substrate 100 between the nanowires or the nanorods of the light absorbing layer 300.

상기 절연막(250)은 PMMA(Poly methy methacrylate)를 고분자 화합물을 스핀 코팅(spin coating)한 후, 100~200℃의 열처리 공정으로 상기 PMMA를 포함하는 고분자 화합물을 경화시켜 형성할 수 있다.The insulating layer 250 may be formed by spin-coating a polymer compound with PMMA (Poly methy methacrylate), and then curing the polymer compound including the PMMA by heat treatment at 100 to 200 ° C.

이때, 상기 절연막(250)은 50~100㎚ 두께로 형성될 수 있다.In this case, the insulating layer 250 may be formed to a thickness of 50 ~ 100nm.

상기 절연막(250)은 상기 후면전극 패턴(200)과 이후 형성될 버퍼층(400)을 이격시키도록 형성될 수 있다.The insulating layer 250 may be formed to separate the back electrode pattern 200 from the buffer layer 400 to be formed later.

이때, 상기 광 흡수층(300)은 상기 절연막(250)을 관통하는 형태가 될 수 있으며, 상기 후면전극 패턴(200) 사이의 홈(210) 내부에도 채워질 수 있다.In this case, the light absorbing layer 300 may be formed to penetrate the insulating layer 250, and may also be filled in the groove 210 between the rear electrode patterns 200.

상기 광 흡수층(300)은 외부의 광을 입사받아, 전기 에너지로 변환시킨다. 상기 광 흡수층(300)은 광전효과에 의해서 광 기전력을 생성한다.The light absorbing layer 300 receives external light and converts the light into electrical energy. The light absorbing layer 300 generates photo electromotive force by the photoelectric effect.

이때, 상기 광 흡수층(300)은 나노 와이어 또는 나노 로드의 형태로 수직적으로 형성되어, 광 흡수층의 표면 뿐 아니라 측면에서도 빛을 받아들일 수 있어 태양전지의 광 효율을 증대시킬 수 있다.At this time, the light absorbing layer 300 is formed vertically in the form of nanowires or nanorods, can receive light from the side as well as the surface of the light absorbing layer can increase the light efficiency of the solar cell.

또한, VLS 메커니즘(Vapor-Liquid-Solid mechanism)을 이용하여 상기 광 흡수층(300)을 나노 와이어 또는 나노 로드의 형태로 형성하여, 상기 광 흡수층(300)의 단면적을 넓힘으로써 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있다.In addition, the light absorbing layer 300 is formed in the form of nanowires or nanorods by using a VLS mechanism (Vapor-Liquid-Solid mechanism), thereby increasing the cross-sectional area of the light absorbing layer 300 to increase the efficiency of the solar cell. You can.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 6, a buffer layer 400 is formed on the light absorbing layer 300.

상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)의 나노 와이어 또는 나노 로드의 사이에도 형성되며, 상기 절연층(250) 상에도 형성된다.The buffer layer 400 is also formed between the nanowires or the nanorods of the light absorbing layer 300, and is also formed on the insulating layer 250.

즉, 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)의 표면과 상기 절연층(250)의 표면을 따라 형성되어, 굴곡지게 형성될 수 있다.That is, the buffer layer 400 may be formed along the surface of the light absorbing layer 300 and the surface of the insulating layer 250 to be bent.

이에, 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)의 상면 및 나노 와이어 또는 나노 로드의 사이에도 형성되어, 상기 광 흡수층(300)과의 접촉 면적이 증가될 수 있다.Thus, the buffer layer 400 may also be formed between the top surface of the light absorbing layer 300 and the nanowires or the nanorods, thereby increasing the contact area with the light absorbing layer 300.

상기 버퍼층(400)은 적어도 하나 이상의 층으로 형성되며, 상기 광 흡수층(300)이 형성된 상기 기판(100) 상에 황화 카드뮴(CdS), i-ZnO 중 어느 하나 또는 이들의 적층으로 형성될 수 있다.The buffer layer 400 may be formed of at least one layer, and may be formed of one of cadmium sulfide (CdS) and i-ZnO or a stack thereof on the substrate 100 on which the light absorbing layer 300 is formed. .

상기 버퍼층(400)이 황화 카드뮴(CdS), i-ZnO의 적층으로 형성될 경우, 상기 광 흡수층(300)이 형성된 기판(100) 상에 황화 카드뮴(CdS)이 형성되고, 상기 황화 카드뮴(CdS) 상에 i-ZnO가 형성될 수 있다.When the buffer layer 400 is formed of a stack of cadmium sulfide (CdS) and i-ZnO, cadmium sulfide (CdS) is formed on the substrate 100 on which the light absorbing layer 300 is formed, and the cadmium sulfide (CdS) is formed. I-ZnO can be formed on

이때, 상기 버퍼층(400)은 n형 반도체 층이고, 상기 광 흡수층(300)은 p형 반도체 층이다. 따라서, 상기 광 흡수층(300) 및 버퍼층(400)은 pn 접합을 형성한다.In this case, the buffer layer 400 is an n-type semiconductor layer, the light absorbing layer 300 is a p-type semiconductor layer. Thus, the light absorbing layer 300 and the buffer layer 400 form a pn junction.

상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)과 이후 형성될 전면전극의 사이에 배치된다.The buffer layer 400 is disposed between the light absorbing layer 300 and the front electrode to be formed later.

즉, 상기 광 흡수층(300)과 전면전극은 격자상수와 에너지 밴드 갭의 차이가 크기 때문에, 밴드갭이 두 물질의 중간에 위치하는 상기 버퍼층(400)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 300 and the front electrode, a good junction may be formed by inserting the buffer layer 400 having a band gap between the two materials.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300) 및 버퍼층(400)을 관통하는 콘택패턴(310)을 형성한다.As shown in FIG. 7, a contact pattern 310 penetrating the light absorbing layer 300 and the buffer layer 400 is formed.

상기 콘택패턴(310)은 기계적인(mechanical) 스크라이빙 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 후면전극 패턴(200)의 일부가 노출된다.The contact pattern 310 may be formed by a mechanical scribing method, and a portion of the back electrode pattern 200 is exposed.

또한, 상기 콘택패턴(310)을 형성하기 위한 스크라이빙 공정시 상기 광 흡수층(300)을 이루는 나노 와이어 또는 나노 로드의 일부가 제거될 수 있다.In addition, a portion of the nanowires or the nanorods forming the light absorbing layer 300 may be removed during the scribing process for forming the contact pattern 310.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 버퍼층(400) 상에 투명한 도전물질을 적층하여 전면전극(500)을 형성한다.As shown in FIG. 8, a transparent conductive material is stacked on the buffer layer 400 to form the front electrode 500.

상기 전면전극(500)을 상기 버퍼층(400) 상에 적층시킬 때, 상기 전면전극(500)이 상기 콘택패턴(310)의 내부에도 삽입되어, 접속배선(700)을 형성할 수 있다.When the front electrode 500 is stacked on the buffer layer 400, the front electrode 500 may also be inserted into the contact pattern 310 to form a connection wiring 700.

이때, 상기 후면전극 패턴(200)과 전면전극(500)은 상기 접속배선(700)에 의해 전기적으로 연결된다.In this case, the back electrode pattern 200 and the front electrode 500 are electrically connected by the connection wiring 700.

상기 전면전극(500)은 상기 기판(100) 상에 스퍼터링 공정을 진행하여 알루미늄으로 도핑된 산화 아연으로 형성된다.The front electrode 500 is formed of zinc oxide doped with aluminum by performing a sputtering process on the substrate 100.

상기 전면전극(500)은 상기 광 흡수층(300)과 pn접합을 형성하는 윈도우(window)층으로서, 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 하기 때문에 광투과율이 높고 전기 전도성이 좋은 산화 아연(ZnO)으로 형성된다.The front electrode 500 is a window layer forming a pn junction with the light absorbing layer 300. Since the front electrode 500 functions as a transparent electrode on the front of the solar cell, zinc oxide (ZnO) having high light transmittance and good electrical conductivity is provided. Is formed.

이때, 상기 산화 아연에 알루미늄를 도핑함으로써 낮은 저항값을 갖는 전극을 형성할 수 있다.At this time, the aluminum oxide may be doped with aluminum to form an electrode having a low resistance value.

상기 전면전극(500)인 산화 아연 박막은 RF 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학증착법 등으로 형성될 수 있다.The zinc oxide thin film which is the front electrode 500 may be formed by a method of depositing using a ZnO target by RF sputtering, reactive sputtering using a Zn target, and organometallic chemical vapor deposition.

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

상기 전면전극(500)도 상기 버퍼층(400)의 표면을 따라 형성되어, 상기 버퍼층(400)의 형성과 같이 굴곡지게 형성될 수 있다.The front electrode 500 may also be formed along the surface of the buffer layer 400 to be bent as in the formation of the buffer layer 400.

이에, 상기 전면전극(500)도 상기 광 흡수층(300)의 상면 및 나노 와이어 또는 나노 로드의 사이에도 형성되어, 상기 광 흡수층(300)과의 접촉 면적이 증가될 수 있다.Thus, the front electrode 500 may also be formed between the top surface of the light absorbing layer 300 and between the nano wires or the nanorods, thereby increasing the contact area with the light absorbing layer 300.

즉, 상기 광 흡수층(300)과 pn접합을 형성하는 상기 전면전극(500)은 상기 광 흡수층(300)과 접촉면적이 증대될 수 있어, 태양전지의 광기전력 효과(photovoltaic effect)가 향상될 수 있다.That is, the front electrode 500 forming the pn junction with the light absorbing layer 300 may increase the contact area with the light absorbing layer 300, thereby improving the photovoltaic effect of the solar cell. have.

이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300), 버퍼층(400) 및 전면전극(500)을 관통하는 분리패턴(320)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 9, a separation pattern 320 penetrating the light absorbing layer 300, the buffer layer 400, and the front electrode 500 is formed.

상기 분리패턴(320)은 기계적인(mechanical) 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 후면전극 패턴(200)의 일부가 상기 분리패턴(320)을 통해 노출된다.The separation pattern 320 may be formed by a mechanical method, and a part of the back electrode pattern 200 is exposed through the separation pattern 320.

상기 버퍼층(400) 및 전면전극(500)은 상기 분리패턴(320)에 의해 구분될 수 있으며, 상기 분리패턴(320)에 의해 각각의 셀이 직렬 연결될 수 있다.The buffer layer 400 and the front electrode 500 may be separated by the separation pattern 320, and each cell may be connected in series by the separation pattern 320.

즉, 상기 분리패턴(320)에 의해 각 셀이 분리되고, 상기 접속배선(700)에 의해 각각의 셀이 연결되어, 직렬연결될 수 있다.That is, each cell may be separated by the separation pattern 320, and each cell may be connected and connected in series by the connection wiring 700.

상기 분리패턴(320)에 의해 상기 전면전극(500), 버퍼층(400) 및 광 흡수층(300) 및 광 흡수층(300)은 스트라이프 형태 또는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.The front electrode 500, the buffer layer 400, the light absorbing layer 300, and the light absorbing layer 300 may be arranged in the form of a stripe or a matrix by the separation pattern 320.

상기 분리패턴(320)은 상기의 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다.The separation pattern 320 is not limited to the above form and may be formed in various forms.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 전면전극(500) 상에 EVA(Ethylene Vinyle Acetate copolymer) 필름(600)과 상부기판(800)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 10, an EVA (Ethylene Vinyle Acetate copolymer) film 600 and an upper substrate 800 may be formed on the front electrode 500.

상기 상부기판(800)은 저철분 강화 유리 또는 반강화유리로 형성될 수 있다.The upper substrate 800 may be formed of low iron tempered glass or semi-tempered glass.

이상에서 설명한 실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법은 VLS 메커니즘(Vapor-Liquid-Solid mechanism)을 이용하여 광 흡수층을 나노 와이어 또는 나노 로드의 형태로 형성하여, 광 흡수층의 단면적을 넓힘으로써 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있다.The solar cell and the method of manufacturing the same according to the embodiments described above are formed by forming a light absorbing layer in the form of a nanowire or a nanorod using a VLS mechanism (Vapor-Liquid-Solid mechanism), thereby increasing the cross-sectional area of the light absorbing layer. Can increase the efficiency.

또한, 광 흡수층이 나노 와이어 또는 나노 로드의 형태로 수직적으로 형성되어, 광 흡수층의 표면 뿐 아니라 측면에서도 빛을 받아들일 수 있어 태양전지의 광 효율을 증대시킬 수 있다.In addition, the light absorbing layer is formed vertically in the form of nanowires or nanorods, can receive light from the side as well as the surface of the light absorbing layer can increase the light efficiency of the solar cell.

또한, 버퍼층 및 전면전극이 광 흡수층의 상면 및 나노 와이어, 나노 로드의 사이에도 형성되어, 광 흡수층과의 접촉 면적이 증가될 수 있다.In addition, the buffer layer and the front electrode may be formed between the upper surface of the light absorbing layer, and between the nanowires and the nanorods, thereby increasing the contact area with the light absorbing layer.

즉, 광 흡수층과 pn접합을 형성하는 전면전극은 광 흡수층과 접촉면적이 증대될 수 있어, 태양전지의 광기전력 효과(photovoltaic effect)가 향상될 수 있다.That is, the front electrode forming the pn junction with the light absorbing layer may increase the contact area with the light absorbing layer, thereby improving the photovoltaic effect of the solar cell.

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 the above description has been made based on the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may not have been exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. 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 10은 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도이다.1 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.

Claims (14)

기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수개의 후면전극 패턴;A plurality of back electrode patterns spaced apart from each other on the substrate; 상기 후면전극 상에 배치된 상기 기판 상에 전극간 연결을 위한 콘택 패턴 및 단위셀로 나누기 위한 분리패턴이 형성된 광 흡수층;A light absorbing layer having a contact pattern for inter-electrode connection and a separation pattern for dividing into unit cells on the substrate disposed on the back electrode; 상기 광 흡수층 상에 배치된 버퍼층; 및A buffer layer disposed on the light absorbing layer; And 상기 버퍼층 상에 배치되며, 상기 분리패턴에 의해 이격되어 배치된 전면전극을 포함하며,A front electrode disposed on the buffer layer and spaced apart by the separation pattern; 상기 전면전극은 상기 콘택패턴 내에 삽입되어, 상기 후면전극 패턴과 전기적으로 연결되며,The front electrode is inserted into the contact pattern and electrically connected to the back electrode pattern, 상기 광 흡수층은 나노 와이어(nano wire) 또는 나노 로드(nano rod)로 형성된 것을 포함하는 태양전지.The light absorbing layer is formed of a nano wire (nano wire) or nano rod (nano rod) comprising a solar cell. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광 흡수층은 상기 나노 와이어 또는 나노 로드가 상기 후면전극으로부터 수직으로 형성되거나, 또는 일정 각도를 이루어 형성된 것을 포함하는 태양전지.The light absorbing layer is a solar cell comprising the nanowires or nanorods are formed perpendicular to the back electrode or formed at a predetermined angle. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 나노 와이어 또는 나노 로드는 상기 후면전극에 대해 서로 다른 각을 이루어 형성된 것을 포함하는 태양전지.The nanowires or nanorods comprising those formed at different angles with respect to the back electrode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버퍼층과 후면전극 사이에는 절연막이 형성되어, An insulating film is formed between the buffer layer and the back electrode, 상기 버퍼층과 후면전극을 이격시키도록 배치된 것을 포함하는 태양전지.The solar cell comprising a spaced apart from the buffer layer and the back electrode. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 나노 와이어 또는 나노 로드 사이의 기판 상에 상기 절연막이 배치되어, 상기 나노 와이어 또는 나노 로드가 상기 절연막을 관통하도록 배치된 것을 포함하는 태양전지.The insulating film is disposed on the substrate between the nanowires or nanorods, and the nanowires or nanorods comprising a disposed so as to pass through the insulating film. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버퍼층 및 전면전극은 상기 나노 와이어 또는 나노 로드의 표면을 따라 굴곡지게 형성된 것을 포함하는 태양전지.The buffer layer and the front electrode is a solar cell comprising a bent along the surface of the nanowires or nanorods. 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수개의 후면전극 패턴을 형성하는 단계;Forming a plurality of back electrode patterns spaced apart from each other on the substrate; 상기 후면전극 패턴이 배치된 상기 기판 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;Forming a light absorbing layer on the substrate on which the back electrode pattern is disposed; 상기 광 흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계;Forming a buffer layer on the light absorbing layer; 상기 광 흡수층 및 버퍼층을 관통하는 콘택패턴을 형성하는 단계;Forming a contact pattern penetrating the light absorbing layer and the buffer layer; 상기 버퍼층 상에 전면전극을 형성하는 단계; 및Forming a front electrode on the buffer layer; And 상기 전면전극, 버퍼층 및 광 흡수층에 단위셀로 나누기 위한 분리패턴을 형성하는 단계를 포함하며,Forming a separation pattern on the front electrode, the buffer layer, and the light absorbing layer to divide the unit cell; 상기 전면전극은 상기 콘택패턴 내에 삽입되어 상기 후면전극 패턴과 전기적으로 연결되며,The front electrode is inserted into the contact pattern and electrically connected to the back electrode pattern. 상기 광 흡수층은 나노 와이어(nano wire) 또는 나노 로드(nano rod)로 형성된 것을 포함하는 태양전지의 제조방법.The light absorbing layer is a manufacturing method of a solar cell comprising a nano wire or a nano rod (nano rod) formed. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광 흡수층은 VLS 메커니즘(Vapor-Liquid-Solid mechanism)을 이용하여, 상기 나노 와이어(nano wire) 또는 나노 로드(nano rod)가 상기 후면전극으로부터 수직으로 배열되도록 성장시키는 것을 포함하는 태양전지의 제조방법.The light absorbing layer is manufactured by using a VLS mechanism (Vapor-Liquid-Solid mechanism), the growth of the nano wire (nano wire) or nano rod (nano rod) to be arranged vertically from the back electrode Way. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광 흡수층을 형성한 후,After forming the light absorbing layer, 상기 버퍼층을 형성하기 전, 상기 나노 와이어 또는 나노 로드 사이의 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양전지의 제조방법.And forming an insulating film on the substrate between the nanowires or the nanorods before forming the buffer layer. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 절연막은 PMMA(Poly methy methacrylate)를 스핀 코팅(spin coating)하여 형성되며, 상기 절연막은 상기 버퍼층과 후면전극을 이격시키도록 형성된 것을 포함하는 태양전지의 제조방법.The insulating film is formed by spin coating (Poly methy methacrylate) (PMMA), the insulating film is a solar cell manufacturing method comprising a spaced apart from the buffer layer and the back electrode. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 버퍼층 및 전면전극층은 상기 나노 와이어 또는 나노 로드의 표면을 따라 굴곡지게 형성된 것을 포함하는 태양전지의 제조방법.The buffer layer and the front electrode layer is a manufacturing method of a solar cell comprising a bent along the surface of the nanowires or nanorods. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 후면전극 상에 광 흡수층을 형성하는 단계는,Forming a light absorbing layer on the back electrode, 상기 후면전극 상에 금(Au) 입자(particle)을 형성하는 단계;Forming gold (Au) particles on the back electrode; 상기 금 입자를 촉매로, 상기 후면전극과 금 입자 사이에 나노 와이어 또는 나노 로드를 성장시키는 단계; 및Growing nanowires or nanorods between the back electrode and the gold particles using the gold particles as a catalyst; And 상기 나노 와이어 또는 나노 로드 상에 배치된 상기 금 입자를 제거하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.Removing the gold particles disposed on the nanowires or nanorods. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 광 흡수층은 확산 로(diffusion furnace)를 이용하여, 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 상기 나노 와이어 또는 나노 로드를 성장시키는 것을 포함하는 태양전지의 제조방법.The light absorbing layer is a manufacturing method of a solar cell comprising growing the nanowires or nanorods in an argon (Ar) gas atmosphere using a diffusion furnace. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 기판 상에 서로 이격되어 형성된 상기 후면전극 패턴의 사이에는 상기 기판을 노출시키는 홈이 형성되며,Grooves for exposing the substrate are formed between the rear electrode patterns formed to be spaced apart from each other on the substrate, 상기 버퍼층을 형성하기 전, 상기 홈 내부의 상기 기판과 접하여 형성된 나노 와이어 또는 나노 로드를 스크라이빙 공정을 진행하여 제거하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.Before forming the buffer layer, a method of manufacturing a solar cell comprising the step of removing the nanowires or nanorods formed in contact with the substrate inside the groove by a scribing process.
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KR101283114B1 (en) * 2011-10-27 2013-07-05 엘지이노텍 주식회사 Solar cell module and preparing method of the same
KR101304643B1 (en) * 2011-04-08 2013-09-05 알티솔라 주식회사 Solar cell electrode comprising a thin layer of indium-doped zinc oxide nanorods and mehtod for preparing the same
US9703020B2 (en) 2014-08-01 2017-07-11 Samsung Display Co., Ltd. Broadband light absorber and display apparatus including the same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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