KR20110097256A - 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법 - Google Patents

박막 태양전지의 버퍼층 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110097256A
KR20110097256A KR20100017015A KR20100017015A KR20110097256A KR 20110097256 A KR20110097256 A KR 20110097256A KR 20100017015 A KR20100017015 A KR 20100017015A KR 20100017015 A KR20100017015 A KR 20100017015A KR 20110097256 A KR20110097256 A KR 20110097256A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
buffer layer
precursor
manufacturing
selenium
supplying
Prior art date
Application number
KR20100017015A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101623923B1 (ko
Inventor
장혁규
Original Assignee
주식회사 메카로닉스
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 주식회사 메카로닉스 filed Critical 주식회사 메카로닉스
Priority to KR1020100017015A priority Critical patent/KR101623923B1/ko
Publication of KR20110097256A publication Critical patent/KR20110097256A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101623923B1 publication Critical patent/KR101623923B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법에 있어서, 아연(Zn) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체를 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 버퍼층을 제조하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 1) 진공 챔버 내부에 기판을 위치시키고, 상기 기판을 특정한 반응 온도로 유지하는 단계; 2) 진공 챔버 내부로 아연 전구체를 공급하고 반응시키는 단계; 3) 미반응 물질 및 부산물을 제거하는 제1 퍼징 단계; 4) 진공 챔버 내부로 셀레늄 전구체를 공급하고 반응시키는 단계; 및 5) 미반응 물질 및 부산물을 제거하는 제2 퍼징 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 박막 태양전지용 버퍼층 제조시의 제조시간 및 제조단가가 절감되고, 생산성이 향상되며, 막질이 우수한 대면적 박막(버퍼층)을 제공할 수 있다.

Description

박막 태양전지의 버퍼층 제조방법{METHOD FOR FABRICATING BUFFER LAYER OF THIN FILM TYPE SOLAR CELL}
본 발명은 아연(Zn) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체를 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 버퍼층을 제조하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법에 관한 것이다.
박막형 태양전지는 기존의 실리콘 결정을 사용하는 태양전지와는 달리 10㎛ 이하의 두께로 제작 가능하고, 장시간 사용시에도 안정적인 특성이 있으며, 높은 에너지 변환 효율을 보임에 따라 실리콘 결정질 태양전지를 대체할 수 있는 저가형 고효율 태양전지로서 주목받고 있다. 통상적으로 박막형 태양전지에는 광흡수층과 버퍼층이 포함되게 된다.
한편, I-III-VI2족(I: Ag, Cu ; III: Al, Ga, In ; VI: S, Se, Te) 화합물 반도체는 상온 대기압 하에서 켈커파이라이트(chalcopyrite) 구조를 가지고 있으며, 그 구성원소를 달리함에 따라 다양한 물성을 보여주기 때문에 태양전지를 비롯하여 적외선 검출기, 발광다이오드, 비선형광학소자 등 폭넓은 분야에서 응용되고 있다. 특히 태양전지는 상온에서 에너지 띠 간격이 약 1 ~ 2.5eV 이고, 선형 광흡수계수가 다른 반도체에 비하여 10 ~ 100배 정도 크기 때문에, 태양전지의 광흡수층으로서 CuInSe2("CIS") 또는 CuIn1 -xGaxSe2(이하, "CIGS"라고 함) 화합물 반도체가 많이 사용되고 있다. 더불어 최근에는 CIGT(Cu-In-Ga-Te) 화합물 반도체도 태양전지의 광흡수층 박막재료로서 각광받고 있다.
또한, 박막형 태양전지의 버퍼층으로는 카드뮴 설파이드(CdS) 박막이 주로 이용되고 있으며, CdS 박막 제조를 위해 화학적 습식법이 많이 사용되고 있다.
그러나, 습식법을 이용하여 CdS를 버퍼층으로 제조하는 방법은 In-line 박막 태양전지의 생산이 불가능하며, 제조시간이 많이 소요되어 생산수율 저하 및 제조단가 상승, 대량생산의 어려움 및 막질 저하의 문제를 갖고 있다. 그리고 Cd는 환경적 독성 물질로서 세계적으로 그 이용에 대한 제약을 받고 있으며, 친환경적 측면에서도 바람직하지 않다.
이에, CIGS, CIGT 등의 박막 태양전지에 있어 버퍼층으로서 기존의 CdS 박막을 대체할 수 있는 새로운 성분의 박막 및 그 효과적인 제조방법에 대한 기술의 개발이 요구되고 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 아연(Zn) 및 셀레늄(Se)을 전구체로 사용하여 원자층 증착법을 통해 효율적으로 박막 태양전지의 버퍼층을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법은 아연(Zn) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체를 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 버퍼층을 제조하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 아연 전구체는, 다음 화학식 1의 구조를 가지는 것일 수 있다.
< 화학식 1 >
R1----Zn----R2
(상기 화학식 1에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
구체적으로, 상기 아연 전구체는,
디메틸아연(dimethylzinc),
디에틸아연(diethylzinc),
디이소프로필아연(diisopropylzinc),
에틸이소프로필아연(ethylisopropylzinc),
디터트부틸아연(ditertiarybutylzinc), 및
이소프로필터트부틸아연(isopropyltertiarybutylzinc)
으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
그리고, 상기 셀레늄 전구체는, 다음 화학식 2의 구조를 가지는 것일 수 있다.
< 화학식 2 >
R1----Se----R2
(상기 화학식 2에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
구체적으로, 상기 셀레늄 전구체는,
디메틸셀레나이드(dimethyselenide),
디에틸셀레나이드(diethylselenide),
디이소프로필셀레나이드(diisopropylselenide),
에틸이소프로필셀레나이드(ethylisopropylselenide),
디터트부틸셀레나이드(ditertiarybutylselenide), 및
이소프로필터트부틸셀레나이드(isopropyltertiarybutylselenide)
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
아울러, 상기 셀레늄 전구체는, 다음 화학식 3의 구조를 가지는 것일 수 있다.
< 화학식 3 >
R1----Se----Se----R2
(상기 화학식 3에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
구체적으로, 상기 셀레늄 전구체는,
디메틸디셀레나이드(dimethydiselenide),
디에틸디셀레나이드(diethyldiselenide),
디이소프로필디셀레나이드(diisopropyldiselenide),
에틸이소프로필디셀레나이드(ethylisopropyldiselenide),
디터트부틸디셀레나이드(ditertiarybutyldiselenide), 및
이소프로필터트부틸디셀레나이드(isopropyltertiarybutyldiselenide)
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
더불어, 상기 아연 전구체 또는 셀레늄 전구체는, 캐니스터 온도를 -40 ~ 100℃, 공급라인 온도를 상온 ~ 200℃로 유지하면서 공급할 수 있으며, 증착되는 기판의 온도는 상온 ~ 600℃로 유지할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법은, 진공 챔버 내에 장착된 기판상에 아연(Zn) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체를 순차적으로 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 ZnSe 버퍼층을 제조하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 제조된 상기 버퍼층의 두께는 0.1nm ~ 10㎛인 것일 수 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법은, 1) 진공 챔버 내부에 기판을 위치시키고, 상기 기판을 특정한 반응 온도로 유지하는 단계; 2) 진공 챔버 내부로 아연 전구체를 공급하고 반응시키는 단계; 3) 미반응 물질 및 부산물을 제거하는 제1 퍼징 단계; 4) 진공 챔버 내부로 셀레늄 전구체를 공급하고 반응시키는 단계; 및 5) 미반응 물질 및 부산물을 제거하는 제2 퍼징 단계;를 포함하는 것이다.
또한, 상기 2), 4) 단계에서, 상기 아연 전구체 및 셀레늄 전구체를 각각 0.1 ~ 200초 동안 상기 진공 챔버 내부로 기화된 상태로 공급할 수 있다.
그리고, 상기 아연 전구체 및 셀레늄 전구체를 공급시에 아르곤(Ar), 헬륨(He) 또는 질소(N2) 중 1종 이상을 운반가스로 사용할 수 있으며, 상기 아연 전구체 및 셀레늄 전구체의 공급과 동시에 또는 공급 후에 수소(H2), 암모니아(NH3), 이산화질소(NO2) 또는 산소(O2) 기체 중 1종 이상을 공급할 수 있다.
아울러, 상기 3), 5) 단계에서, 불활성 가스인 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)을 1sccm ~ 1000slm의 유량으로 0.1 ~ 200초간 주입하고 펌프로 배출할 수 있다.
더불어, 상기 진공 챔버의 압력을 0.01mtorr ~ 대기압으로 유지하면서 공정을 진행할 수 있다.
본 발명에 따르면 In-line 공정이 가능하여 생산성이 향상되고, 제조시간이 단축되며, 상대적으로 제조단가가 절감되고, 막질이 우수한 대면적의 버퍼층 박막을 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 원자층 증착법을 이용함으로써 미세한 두께 조절 및 정확한 박막 조성이 가능한 이점이 있다.
결국, 습식법이 갖는 생산성 저하, 품질저하 등의 문제를 해결하여 박막 태양전지 시장 확대에 기여할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 버퍼층 제조방법에 사용되는 증착 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층 제조방법을 나타내는 공정도이다.
본 발명에 따른 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법은 아연(Zn) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체를 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 버퍼층을 제조하는 것을 특징으로 하는 것이다.
즉, 본 발명에서는 습식법을 통해 제조되는 CdS 대신 ZnSe 박막을 박막 태양전지의 버퍼층으로 사용하고, 이러한 ZnSe 박막을 화학적 습식법이 아닌 원자층 증착법(ALD)을 통해 제조하는 것이다. 이러한 원자층 증착법은 물질을 원자 수준으로 제어할 수 있어 매우 뛰어난 품질의 박막을 얻을 수 있다.
구체적으로, 진공 챔버 내에 장착된 기판상에 ZnSe 박막의 구성요소인 아연 전구체, 셀레늄 전구체를 순차적으로 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 박막을 제조한다.
상기 아연 전구체로는 다음 화학식 1의 구조를 가지는 것을 사용함이 바람직하다.
< 화학식 1 >
R1----Zn----R2
(상기 화학식 1에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
구체적으로,
디메틸아연(dimethylzinc),
디에틸아연(diethylzinc),
디이소프로필아연(diisopropylzinc),
에틸이소프로필아연(ethylisopropylzinc),
디터트부틸아연(ditertiarybutylzinc), 및
이소프로필터트부틸아연(isopropyltertiarybutylzinc)
으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 즉, 상기 화합물들을 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 아연 전구체로 사용할 수 있다.
상기 셀레늄 전구체로는 다음 화학식 2의 구조를 가지는 것을 사용함이 바람직하다.
< 화학식 2 >
R1----Se----R2
(상기 화학식 2에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
구체적으로,
디메틸셀레나이드(dimethyselenide),
디에틸셀레나이드(diethylselenide),
디이소프로필셀레나이드(diisopropylselenide),
에틸이소프로필셀레나이드(ethylisopropylselenide),
디터트부틸셀레나이드(ditertiarybutylselenide), 및
이소프로필터트부틸셀레나이드(isopropyltertiarybutylselenide)
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 즉, 상기 화합물들을 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 셀레늄 전구체로 사용할 수 있다.
또한, 상기 셀레늄 전구체로는 다음 화학식 3의 구조를 가지는 것을 사용할 수도 있다.
< 화학식 3 >
R1----Se----Se----R2
(상기 화학식 3에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
구체적으로,
디메틸디셀레나이드(dimethydiselenide),
디에틸디셀레나이드(diethyldiselenide),
디이소프로필디셀레나이드(diisopropyldiselenide),
에틸이소프로필디셀레나이드(ethylisopropyldiselenide),
디터트부틸디셀레나이드(ditertiarybutyldiselenide), 및
이소프로필터트부틸디셀레나이드(isopropyltertiarybutyldiselenide)
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 아연 전구체 또는 셀레늄 전구체는 전구체 공급원인 캐니스터의 온도를 -40 ~ 100℃, 공급라인의 온도를 상온 ~ 200℃로 유지하면서 공급하고, 전구체들이 증착되는 기판의 온도는 상온 ~ 600℃로 유지하도록 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법은 진공 챔버 내에 장착된 기판상에 아연(Zn) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체를 순차적으로 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 ZnSe 버퍼층을 제조하는 것을 특징으로 하는 것이다.
원자층 증착법은 증착하고자 하는 물질의 기반이 되는 전구체를 순차적으로 챔버에 공급하면서, 기판 위에서 일어나는 화학반응을 통하여 원하는 물질을 증착시키는 방법이다.
상기 아연 전구체, 셀레늄 전구체는 샤워헤드(showerhead)의 미세한 홀(직경 0.5 ~ 1mm)을 통해 진공 챔버내로 균일하게 공급되며, 가열된 기판위에서 ZnSe 박막으로 성장된다.
바람직하게는, 버퍼층인 상기 ZnSe 박막의 두께가 0.1nm ~ 10㎛의 범위가 되도록 제조한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 버퍼층 제조방법은, 1) 기판 구비 단계; 2) 아연 전구체 공급단계; 3) 제1 퍼징 단계; 4) 셀레늄 전구체 공급단계; 및 5) 제2 퍼징단계를 포함하는 것이다.
구체적으로, 각 단계는 1) 진공 챔버 내부에 기판을 위치시키고, 상기 기판을 특정한 반응 온도로 유지하는 단계; 2) 진공 챔버 내부로 아연 전구체를 공급하고 반응시키는 단계; 3) 미반응 물질 및 부산물을 제거하는 제1 퍼징 단계; 4) 진공 챔버 내부로 셀레늄 전구체를 공급하고 반응시키는 단계; 및
5) 미반응 물질 및 부산물을 제거하는 제2 퍼징 단계;를 의미한다.
본 실시예에 따른 버퍼층 제조방법에는 도 1에 도시된 바와 같은 원자층 증착 장치가 사용될 수 있다. 이러한 증착 장치에는 내부를 진공 상태로 유지할 수 있는 진공 챔버(10)가 구비되고, 이 챔버(10) 내부의 하측에는 기판(S)이 장착될 수 있는 기판척(20)이 구비된다.
기판(S)은 챔버(10) 일측에 구비되어 있는 게이트(미도시)를 통하여 챔버(10) 내부로 반입되고, 기판척(20)에 놓여진 후 고정된다. 기판(S)이 챔버(10) 내부로 반입된 후 게이트가 밀폐되고, 챔버(10) 내부는 감압되는데, 진공 챔버(10) 내부의 압력은 0.01mtorr ~ 대기압 정도로 유지되는 것이 바람직하다. 한편 기판(S)의 온도는 상온 ~ 600℃로 유지하는 것이 바람직하다.
그리고, 챔버(10)의 상부에는 공정가스 및 퍼징가스가 공급될 수 있는 샤워헤드(30)가 구비되는데, 이 샤워헤드(30)에는 직경 0.5 ~ 1mm 정도의 미세한 홀이 무수하게 형성되어 있다. 따라서 상기 샤워헤드(30)를 통하여 공정가스 및 퍼징가스가 기판(S)에 전체적으로 균일하게 공급될 수 있다.
또한, 상기 샤워헤드(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부에 배치되어 있는 아연 전구체 캐니스터(40), 셀레늄 전구체 캐니스터(50)와 연결되어 있으며, 각 캐니스터로부터 공정가스를 공급받을 수 있는 구조를 가진다.
이렇게 챔버(10) 내부에 기판(S)이 장착된 상태에서 상기 샤워헤드(30)를 통하여 공정가스 즉, 아연 전구체 및 셀레늄 전구체를 공급한다. 구체적으로는 상기 전구체들을 펄스 형태로 순차적으로 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 박막을 제조한다. 이들 방법에 의할 경우 신속하고도 효율적으로 기판(S)상에 ZnSe 박막을 제조할 수 있게 된다.
본 발명에 있어서, '순차적으로 공급’한다는 것의 의미는 아연 전구체를 운반가스 등에 의하여 일정한 짧은 시간 동안 진공 챔버(10) 내부에 공급하여 기판(S)과 반응시킨 후, 퍼징가스를 진공 챔버(10) 내부로 공급함으로써 퍼징하는 과정을 한 번 이상 반복하여 아연 전구체 박막을 기판(S)상에 성장시킨 다음, 셀레늄 전구체를 아연 전구체와 마찬가지로 운반가스 등에 의하여 일정한 짧은 시간 동안 진공 챔버(10) 내부에 공급하여 기판(S)과 반응시킨 후, 퍼징가스를 진공 챔버(10) 내부로 공급함으로써 퍼징하는 과정을 한 번 이상 반복하여, 아연 화합물 박막 상에 셀레늄 화합물을 반응시키는 방법으로 증착을 진행하는 것을 말한다.
즉, 하나의 공정가스를 연속적으로 공급하는 것이 아니라, 짧은 시간 동안 공급하고 차단하는 단속적인 공급을 말하는 것이며, 공정가스가 공급되지 않고 차단되는 동안에는 미반응 가스 및 반응 부산물을 제거하여 더 이상 반응이 진행되지 않도록 퍼징하는 공정이 반복되는 것이다. 이때 상기 아연, 셀레늄 전구체는 각각 0.1 ~ 200초 동안 상기 진공 챔버(10) 내부로 기화된 상태로 공급하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 상기 2) ~ 5) 단계는, 아연 전구체, 셀레늄 전구체의 순서로 공급하고 각각 퍼징하는 것으로 기술하였으나, 이들 전구체의 공급순서는 변경가능하다.
한편, 상기 아연, 셀레늄 전구체는 단독으로 공급하기보다는 도 1에 도시된 바와 같이, 운반가스 공급원(42, 52)에서 나오는 운반가스를 통해 진공 챔버(10) 내부로 공급하는 것이 바람직하다. 이러한 운반가스로는 아르곤(Ar), 헬륨(He) 또는 질소(N2) 가스 등을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 전구체들은 수소(H2), 암모니아(NH3), 이산화질소(NO2), 산소(O2) 등의 기체 1종 이상과 혼합되어 공급될 수도 있으며, 각 전구체들 공급 후에 이러한 기체들이 상기 운반가스와 함께 또는 단독으로 진공 챔버(10) 내부로 공급될 수도 있다.
상기 3), 5) 단계에서, 퍼징가스로는 헬륨(He), 수소(H2), 질소(N2), 아르곤(Ar), 및 암모니아(NH3)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나가 바람직하다. 퍼징방법으로는, 퍼징가스를 상기 진공 챔버(10) 내부로 주입하고, 진공 챔버(10)에 마련되는 진공 펌프(미도시)를 이용하여 진공 챔버(10) 내에 존재하는 가스를 흡입하여 제거하는 방식이 가장 효율적이다.
바람직하게는, 불활성 가스인 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)을 1sccm ~ 1000slm의 유량으로 약 0.1 ~ 200초간 주입하고 펌프로 배출하도록 한다.
아연 전구체 및 셀레늄 전구체를 공급하는 아연 전구체 캐니스터(40) 및 셀레늄 전구체 캐니스터(50)는, 적절한 전구체의 공급을 위하여 캐니스터(40, 50)의 온도를 -40 ~ 100℃정도로 유지하는 것이 바람직하다. 또한 캐니스터(40, 50)를 출발한 전구체가 샤워헤드(30)에 도달하기 위하여 통과하는 공급라인(44, 54)의 온도는 캐니스터(40, 50)의 온도보다 약간 높게, 상온 ~ 200℃ 정도로 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 버퍼층 제조방법은 박막 태양전지를 비롯한 태양전지는 물론, 기타 태양광을 이용한 전기, 전력 장치의 제조에도 활용 가능할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S : 기판
10: 진공 챔버
20: 기판척
30: 샤워헤드
40: 아연 전구체 캐니스터
50: 셀레늄 전구체 캐니스터
42, 52: 운반가스 공급원
44, 54: 공급라인

Claims (17)

  1. 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법에 있어서,
    아연(Zn) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체를 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 버퍼층을 제조하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아연 전구체는,
    다음 화학식 1의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
    < 화학식 1 >
    R1----Zn----R2
    (상기 화학식 1에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아연 전구체는,
    디메틸아연(dimethylzinc),
    디에틸아연(diethylzinc),
    디이소프로필아연(diisopropylzinc),
    에틸이소프로필아연(ethylisopropylzinc),
    디터트부틸아연(ditertiarybutylzinc), 및
    이소프로필터트부틸아연(isopropyltertiarybutylzinc)
    으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 셀레늄 전구체는,
    다음 화학식 2의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
    < 화학식 2 >
    R1----Se----R2
    (상기 화학식 2에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
  5. 제4항에 있어서,
    상기 셀레늄 전구체는,
    디메틸셀레나이드(dimethyselenide),
    디에틸셀레나이드(diethylselenide),
    디이소프로필셀레나이드(diisopropylselenide),
    에틸이소프로필셀레나이드(ethylisopropylselenide),
    디터트부틸셀레나이드(ditertiarybutylselenide), 및
    이소프로필터트부틸셀레나이드(isopropyltertiarybutylselenide)
    로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셀레늄 전구체는,
    다음 화학식 3의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
    < 화학식 3 >
    R1----Se----Se----R2
    (상기 화학식 3에서 R1, R2는 서로 같거나 다른 것으로서 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(isopropyl), 터트부틸(tertiarybutyl) 중의 어느 한 작용기임.)
  7. 제6항에 있어서,
    상기 셀레늄 전구체는,
    디메틸디셀레나이드(dimethydiselenide),
    디에틸디셀레나이드(diethyldiselenide),
    디이소프로필디셀레나이드(diisopropyldiselenide),
    에틸이소프로필디셀레나이드(ethylisopropyldiselenide),
    디터트부틸디셀레나이드(ditertiarybutyldiselenide), 및
    이소프로필터트부틸디셀레나이드(isopropyltertiarybutyldiselenide)
    로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아연 전구체 또는 셀레늄 전구체는,
    캐니스터 온도를 -40 ~ 100℃, 공급라인 온도를 상온 ~ 200℃로 유지하면서 공급하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    증착되는 기판의 온도는 상온 ~ 600℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  10. 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법에 있어서,
    진공 챔버 내에 장착된 기판상에 아연(Zn) 전구체 및 셀레늄(Se) 전구체를 순차적으로 공급하면서 원자층 증착법을 이용하여 ZnSe 버퍼층을 제조하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    제조된 상기 버퍼층의 두께는 0.1nm ~ 10㎛인 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 버퍼층 제조방법은,
    1) 진공 챔버 내부에 기판을 위치시키고, 상기 기판을 특정한 반응 온도로 유지하는 단계;
    2) 진공 챔버 내부로 아연 전구체를 공급하고 반응시키는 단계;
    3) 미반응 물질 및 부산물을 제거하는 제1 퍼징 단계;
    4) 진공 챔버 내부로 셀레늄 전구체를 공급하고 반응시키는 단계; 및
    5) 미반응 물질 및 부산물을 제거하는 제2 퍼징 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 2), 4) 단계에서,
    상기 아연 전구체 및 셀레늄 전구체를 공급시에 각각 0.1 ~ 200초 동안 상기 진공 챔버 내부로 기화된 상태로 공급하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 아연 전구체 및 셀레늄 전구체를 공급시에 아르곤(Ar), 헬륨(He) 또는 질소(N2) 중 1종 이상을 운반가스로 사용하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 아연 전구체 및 셀레늄 전구체의 공급과 동시에 또는 공급 후에 수소(H2), 암모니아(NH3), 이산화질소(NO2) 또는 산소(O2) 기체 중 1종 이상을 공급하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 3), 5) 단계에서,
    불활성 가스인 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)을 1sccm ~ 1000slm의 유량으로 0.1 ~ 200초간 주입하고 펌프로 배출하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 진공 챔버의 압력을 0.01mtorr ~ 대기압으로 유지하면서 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 버퍼층 제조방법.





KR1020100017015A 2010-02-25 2010-02-25 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법 KR101623923B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100017015A KR101623923B1 (ko) 2010-02-25 2010-02-25 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100017015A KR101623923B1 (ko) 2010-02-25 2010-02-25 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110097256A true KR20110097256A (ko) 2011-08-31
KR101623923B1 KR101623923B1 (ko) 2016-05-24

Family

ID=44932302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100017015A KR101623923B1 (ko) 2010-02-25 2010-02-25 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101623923B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013183949A1 (ko) * 2012-06-05 2013-12-12 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
WO2014196728A1 (ko) * 2013-06-05 2014-12-11 Jun Young-Kwon 태양전지 및 그의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003179237A (ja) * 2001-12-10 2003-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体薄膜の製造方法および太陽電池
SE0301350D0 (sv) 2003-05-08 2003-05-08 Forskarpatent I Uppsala Ab A thin-film solar cell

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013183949A1 (ko) * 2012-06-05 2013-12-12 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법
US9806207B2 (en) 2012-06-05 2017-10-31 Lg Innotek Co., Ltd. Solar cell and method for manufacturing same
WO2014196728A1 (ko) * 2013-06-05 2014-12-11 Jun Young-Kwon 태양전지 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101623923B1 (ko) 2016-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6362494B1 (en) Semiconductor device and method and apparatus for manufacturing semiconductor device
US7858151B2 (en) Formation of CIGS absorber layer materials using atomic layer deposition and high throughput surface treatment
KR100810730B1 (ko) 태양전지용 광흡수층의 제조방법
US8501524B2 (en) Method of manufacturing thin-film light-absorbing layer, and method of manufacturing thin-film solar cell using the same
KR20140003776A (ko) 고 저항 산화아연 박막의 제조방법
US20150357486A1 (en) Solar cell including multiple buffer layer formed by atomic layer deposition and method of fabricating the same
JP2010530474A (ja) 単一の有機金属化学気相蒸着工程によるｉ−ｉｉｉ−ｖｉ２化合物薄膜の製造方法
KR101071544B1 (ko) 원자층 증착법에 의한 ｃｉｇｓ 박막 제조방법
KR101623923B1 (ko) 박막 태양전지의 버퍼층 제조방법
KR101582200B1 (ko) Ｃｚｔｓ계 태양전지용 박막의 제조방법 및 이를 통해 제조된 박막을 포함하는 czts계 태양전지
KR101472409B1 (ko) 화학적 증착법을 이용한 ｃｉｓ 박막 태양전지의 제조방법
CN109023296B (zh) 一种在氟金云母衬底上化学气相沉积生长钼钨硒合金的方法
KR101071545B1 (ko) Ｃｉｇｓ 박막 제조방법
KR101867310B1 (ko) 칼코파이라이트계 박막 태양전지의 제조 방법
KR20180056676A (ko) Cigs 광흡수층을 포함하는 태양전지 및 이의 제조방법
KR20110116354A (ko) Ｃｉｇｔ 박막 및 그 제조방법
KR20110046433A (ko) 구리-인듐-갈륨-텔러륨계 전구체의 켈코파이라이트 화합물 반도체 박막의 제조방법
Rakhshani et al. Preparation and characterization of nitrogen doped ZnO films and homojunction diodes
KR20160075042A (ko) Ald 공정을 통한 박막 태양전지 제조방법 및 이로부터 제조된 박막 태양전지
EP4340047A1 (en) Method for manufacturing cigs light absorption layer for solar cell through chemical vapor deposition
KR20080104623A (ko) 칼코겐화합물 박막을 위한 유기금속 화학기상증착용 전구체및 그 제조방법
KR20100118625A (ko) 구리-인듐-갈륨-텔러륨계 전구체의 켈코파이라이트 화합물 반도체 박막 및 이의 제조방법
KR102130601B1 (ko) 찰코파이라이트 화합물계 박막 제조방법
TWI458106B (zh) Structure and fabrication of copper indium gallium - selenide film with high carrier mobility
JPH03268335A (ja) カルコパイライト系化合物膜の生成方法

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: 20200310

Year of fee payment: 5