KR20110131588A - 쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법 - Google Patents

쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110131588A
KR20110131588A KR1020100051096A KR20100051096A KR20110131588A KR 20110131588 A KR20110131588 A KR 20110131588A KR 1020100051096 A KR1020100051096 A KR 1020100051096A KR 20100051096 A KR20100051096 A KR 20100051096A KR 20110131588 A KR20110131588 A KR 20110131588A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanostructures
solar cell
substrate
conductor
conductive layer
Prior art date
Application number
KR1020100051096A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101719705B1 (ko
Inventor
이정호
지상원
엄한돈
박광태
정진영
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
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 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020100051096A priority Critical patent/KR101719705B1/ko
Publication of KR20110131588A publication Critical patent/KR20110131588A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101719705B1 publication Critical patent/KR101719705B1/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 쇼트키 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 쇼트키 태양 전지는 i) 기판, ii) 기판 위에 위치하고, 기판의 판면과 교차하는 방향으로 뻗어서 상호 이격되어 배열된 복수의 제1 나노 구조체들, iii) 기판 위에 위치하고, 복수의 제1 나노 구조체들과 이격되어 배열된 복수의 제2 나노 구조체들, iv) 제1 나노 구조체들의 표면 및 제2 나노 구조체들의 표면으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 표면 위에 제공된 산화막, 및 v) 산화막 위에 제공된 도전층을 포함한다. 제1 나노 구조체들 및 제2 나노 구조체들은 각각 반도체 물질을 포함하고, 복수의 제1 나노 구조체들 중 하나의 제1 나노 구조체를 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭은 복수의 제2 나노 구조체들 중 하나의 제2 나노 구조체를 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭보다 작다.

Description

쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법 {SCHOTTKY SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 쇼트키(schottky) 접합을 이용한 태양전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 자원 고갈 및 자원 가격 상승으로 인해 청정 에너지의 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 청정 에너지로는 태양 에너지, 풍력 에너지, 조력 에너지 등을 그 예로 들 수 있다. 특히, 태양 에너지를 효율적으로 이용하기 위해 태양 전지의 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
태양 전지는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 장치이다. 태양 전지에 태양광을 비추면 태양 전지의 내부에서 전자 및 정공이 발생한다. 발생된 전자 및 정공은 태양 전지에 포함된 P극 및 N극으로 이동하고, P극 및 N극 사이에 전위치가 발생하여 전류가 흐른다.
저온하에서 저비용으로 제조할 수 있는 대면적의 쇼트키 태양 전지를 제공하고자 한다. 또한, 전술한 쇼트키 태양 전지의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지는 i) 기판, ii) 기판 위에 위치하고, 기판의 판면과 교차하는 방향으로 뻗어서 상호 이격되어 배열된 복수의 제1 나노 구조체들, iii) 기판 위에 위치하고, 복수의 제1 나노 구조체들과 이격되어 배열된 복수의 제2 나노 구조체들, iv) 제1 나노 구조체들의 표면 및 제2 나노 구조체들의 표면으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 표면 위에 제공된 산화막, 및 v) 산화막 위에 제공된 도전층을 포함한다. 제1 나노 구조체들 및 제2 나노 구조체들은 각각 반도체 물질을 포함하고, 복수의 제1 나노 구조체들 중 하나의 제1 나노 구조체를 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭은 복수의 제2 나노 구조체들 중 하나의 제2 나노 구조체를 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭보다 작다.
본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지는 도전층 위에 제공된 반사막을 더 포함하고, 반사막은 구리 및 금으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 도전층은 니켈을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지는 기판 아래에 제공된 투명 도전층을 더 포함하고, 투명 도전층의 광투과율은 도전층의 광투과율보다 크며, 제1 나노 구조체들의 폭은 투명 도전층으로부터 도전층으로 갈수록 점차 감소할 수 있다. 투명 도전층의 광투과율은 도전층의 광투과율보다 90% 내지 99% 더 클 수 있다.
산화막은 SiO2를 포함하고, 산화막의 두께는 1nm 내지 2nm일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지는 기판과 투명 도전층 사이에 제공된 반도체층을 더 포함할 수 있다.
제2 나노 구조체의 상부는, i) 도전층과 직접 접촉하는 상단 표면, 및 ii) 상단 표면과 연결되고, 상단 표면의 가장자리를 둘러싸며, 산화막과 직접 접촉하는 상부 측면을 포함할 수 있다. 제2 나노 구조체들은 벽 형상을 가지고, 상단 표면은 기판의 판면과 실질적으로 평행할 수 있다.
기판, 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노 구조체들은 일체로 형성될 수 있다. 복수의 제2 나노 구조체들의 평균 높이는 복수의 제1 나노 구조체들의 평균 높이보다 클 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지는 i) 제1 도전체, ii) 제1 도전체 위에 위치하는 반도체층, iii) 반도체층 위에 위치하고, 반도체층의 판면과 교차하는 방향으로 뻗어서 상호 이격되어 배열된 복수의 나노 구조체들, iv) 복수의 나노 구조체들 위에 제공된 산화막, v) 산화막을 덮는 제2 도전체, 및 vi) 제2 도전체를 덮는 커버층을 포함한다. 제1 도전체의 광투과율은 제2 도전체의 광투과율보다 크고, 복수의 나노 구조체들 중 하나 이상의 나노 구조체는 제1 도전체로부터 멀어질수록 그 평균 폭이 점차 작아진다.
제1 도전체의 광투과율은 제2 도전체의 광투과율보다 90% 내지 99% 더 클 수 있다. 기판과 복수의 나노 구조체들은 일체로 형성될 수 있다. 제2 도전체는 니켈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지의 제조 방법은 i) 모재를 제공하는 단계, ii) 모재를 에칭하여 기판, 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노구조체들을 제공하는 단계, iii) 복수의 제1 나노 구조체들의 표면 및 복수의 제2 나노 구조체들의 표면으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 표면 위에 산화막을 제공하는 단계, 및 iv) 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노 구조체들 위에 도전층을 제공하는 단계를 포함한다. 기판, 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노 구조체들을 제공하는 단계에서, 복수의 제1 나노 구조체들 중 하나의 제1 나노 구조체를 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭은 복수의 제2 나노 구조체들 중 하나의 제2 나노 구조체를 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭보다 작다.
본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지의 제조 방법은 i) 기판의 아래에 반도체층을 제공하는 단계, 및 ii) 반도체층의 아래에 투명 도전층을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지의 제조 방법은 도전층 위에 반사막을 제공하는 단계를 더 포함하고, 반사막은 구리 및 금으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 도전층을 제공하는 단계에서, 도전층은 니켈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지의 제조 방법은 i) 산화막을 제공한 후 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노 구조체들 사이에 수지층을 제공하는 단계, ii) 수지층의 상면과 복수의 제2 나노 구조체들 위의 산화막을 제거하여 복수의 제2 나노 구조체들 중 하나 이상의 제2 나노 구조체의 상단 표면을 외부 노출시키는 단계, 및 iii) 수지층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노 구조체들을 제공하는 단계에서, 복수의 제2 나노 구조체들의 평균 높이는 복수의 제1 나노 구조체들의 평균 높이보다 클 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 쇼트키 태양 전지의 제조 방법은 i) 기판과 기판 위에 위치하고 상호 이격된 복수의 나노 구조체들을 제공하는 단계, ii) 복수의 나노 구조체들 위에 산화막을 제공하는 단계, iii) 산화막을 덮는 도전체를 제공하는 단계, iv) 도전체를 덮는 커버층을 제공하는 단계, v) 기판을 분리시키는 단계, vi) 복수의 나노 구조체들의 아래에 반도체층을 제공하는 단계, 및 vii) 반도체층의 아래에 도전체의 광투과율보다 낮은 광투과율을 가지는 또다른 도전체를 제공하는 단계를 포함한다.
도전체를 제공하는 단계에서, 도전체의 광투과율은 또다른 도전체의 광투과율보다 90% 내지 99% 더 클 수 있다. 기판과 기판 위에 위치하고 상호 이격된 복수의 나노 구조체들을 제공하는 단계에서, 복수의 나노 구조체들 중 하나 이상의 나노 구조체는 제1 도전체로부터 멀어질수록 그 폭이 점차 작아지게 제공될 수 있다.
쇼트키 현상을 이용하여 광전변환효율이 우수한 태양 전지를 제조할 수 있다. 또한, 수지 고정층을 기판으로부터 분리시켜 태양 전지를 제조하므로, 기판을 재활용할 수 있다. 그리고 무전해 에칭법을 이용하여 태양 전지를 간단하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 태양 전지의 제조 방법을 나타낸 개략적인 순서도이다.
도 3 내지 도 13은 도 1의 태양 전지의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양 전지의 개략적인 단면도이다.
도 16은 도 15의 태양 전지의 제조 방법을 나타낸 개략적인 순서도이다.
도 17 내지 도 23은 도 15의 태양 전지의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면들이다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 좀더 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90° 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서 사용되는 쇼트키 태양 전지는 쇼트키 접합을 이용한 태양 전지를 의미한다. 쇼트키 접합은 반도체와 급속이 접촉된 구조의 접합을 의미한다. 쇼트키 접합에서는 순방향으로는 전류가 흐르지만 역방향으로는 전류가 흐르지 않는다. 따라서 쇼트키 태양 전지는 전술한 원리를 이용한 태양 전지를 모두 포함하는 것으로 해석된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.　 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지(100)의 개략적인 단면 구조를 나타낸다. 도 1의 태양 전지(100)의 단면 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 태양 전지(100)의 단면 구조를 다른 형태로 변형할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 태양 전지(100)는 기판(10), 복수의 나노 구조체들(20), 산화막(30), 도전층(40) 및 반사막(42)을 포함한다. 이외에, 태양 전지(100)는 기타 필요한 소자들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 태양 전지(100)는 기판(10)의 하부에 형성된 반도체층(50) 및 투명 도전층(44)을 더 포함한다. 반도체층(50)은 기판(10)과 투명 도전층(44) 사이에 위치한다. 반도체층(50)을 고농도의 n형으로 도핑함으로써 정공의 이송 효율을 높여서 태양 전지(100)의 광전 변환 효율을 증대시킬 수 있다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 나노 구조체들(20)은 제1 나노 구조체들(201) 및 제2 나노 구조체들(203)을 포함한다. 제1 나노 구조체들(201) 및 제2 나노 구조체들(203) 사이의 공간은 그대로 비워 두거나 광을 차단할 수 있는 도전체 등으로 메울 수 있다. 도 1에 화살표로 도시한 바와 같이, 광이 하부로부터 입사되므로, 반사막(42)을 이용하여 광을 전반사시킴으로써 광의 이용 효율을 최대화할 수 있다. 도 1에는 도시하지 않았지만 반사막(42)은 외부와 연결되어 수동 소자에 전력을 공급한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 태양 전지(100)는 서로 상이한 구조의 제1 나노 구조체들(201) 및 제2 나노 구조체들(203)을 함께 포함한다. 여기서, 제2 나노 구조체(203)는 상호 연결되어 일체로 형성되어도 이를 각 부분별로 나누어 복수의 제2 나노 구조체들(203)로 볼 수도 있다. 또한, 제2 나노 구조체(203)가 하나인 것으로 보아도 무방하다. 따라서 태양 전지(100)는 제1 나노 구조체들(201) 및 제2 나노 구조체들(203)이 가지는 장점을 복합적으로 구비한다. 예를 들면, 제1 나노 구조체들(201)은 원뿔 형상을 가지고, 제2 나노 구조체들(203)은 벽 형상을 가진다. 따라서 제1 나노 구조체들(201)을 이용하여 광전변환효율을 높이고, 제2 나노 구조체들(203)을 통하여 태양 전지(100)를 지지하도록 함으로써 태양 전지(100)의 내구성을 증대시킬 수 있다. 그 결과, 우수한 효율 및 내구성을 가지는 태양 전지(100)를 제조할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 나노 구조체들(201) 및 제2 나노 구조체들(203)은 기판(10)과 일체로 형성된다. 예를 들면, 제1 나노 구조체들(201), 제2 나노 구조체들(203) 및 기판(10)을 모두 n형 실리콘으로 제조할 수 있다. 따라서 제1 나노 구조체들(201), 제2 나노 구조체들(203) 및 기판(10)은 반도체층(50)과 콘포멀(conformal)한 도핑 농도 구배를 형성한다. 그 결과, 에너지 밴드갭을 낮추어서 태양 전지(100)의 광전변환효율을 크게 증가시킬 수 있다.
한편, 복수의 나노 구조체들(20), 산화막(30) 및 도전층(40)을 차례로 형성하여 공간전하영역(space charge region, SCR)을 극대화할 수 있다. 여기서, 도전층(40)으로는 쇼트키 금속(Schottky metal)을 사용한다. 쇼트키 금속으로는 니켈을 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 소재로 된 복수의 나노 구조체들(20)과의 상호 반응에 따른 금속 유도 결정화에 의해 생성되는 다결정질의 NiSi2를 도전층(40)의 소재로 할 수 있다. 도전층(40)을 통하여 궁핍 영역을 증가시킴으로써 태양 전지(100)의 전류 밀도(Jsc)를 증가시킬 수 있다.
그리고 산화막(30)을 이용하여 개방전압(Voc)을 증가시킬 수 있다. 즉, 회로가 개방된 상태에서 빛을 받는 경우의 태양 전지(100) 양단의 전위차를 증가시킬 수 있다. 산화막(30)은 SiO2 등을 포함하는 소재로 제조된다. 여기서, 산화막(30)의 두께는 1nm 내지 2nm일 수 있다. 산화막(30)의 두께가 너무 작은 경우, 태양 전지(100)의 개방전압을 증가시키기 어렵다. 또한, 산화막(30)의 두께가 너무 큰 경우, 공공 또는 전자가 산화막(30)을 원활하게 통과하기 어렵다. 따라서 전술한 범위로 산화막(30)의 두께를 조절하여 필요시 정공 또는 전자의 터널링이 가능할 수 있게 해 준다.
산화막(30)은 나노 구조체들(20)의 표면에 존재하는 다수의 전하들이 재결합되어 소실되는 것을 방지한다. 즉, 산화막(30)은 나노 구조체들(20)을 패시베이션(passivation)하여 나노 구조체들(20)에서 생성된 정공 또는 전자들이 소실되지 않도록 하면서 도전층(40)측으로 전달되게 한다. 이를 위해 산화막(30)은 터널링될 수 있다.
한편, 반사막(42)의 소재로는 Cu 또는 Au를 포함하는 금속을 사용할 수 있다. 예를 들면, 반사막(42)의 소재로서 Cu/Al 합금을 사용한다. 반사막(42)은 도전층(40)으로부터 생성된 기전력을 외부의 수동 소자에 전달하여 수동 소자를 구동시킨다. 또한, 반사막(42)은 불투명한 소재로 형성되므로, 태양 전지(100)의 하부로부터 입사되는 광의 손실을 최소화할 수 있다. 그 결과, 태양 전지(100)의 광흡수율을 최대화할 수 있다. 여기서, 반사막(42)의 광투과율은 거의 0%일 수 있다.
이와는 대조적으로, 투명 도전층(44)은 광을 투과시켜야 하므로, ITO(인듐 틴 옥사이드, indium tin oxide) 등의 투명한 물질 소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 투명 도전층(44)의 광투과율은 90% 이상이고 100%보다 작을 수 있다. 투명 도전층(44)의 광투과율이 너무 낮은 경우, 투명 도전층(44)이 광을 차단하여 태양 전지(100)의 광흡수율이 낮아진다. 한편, 100%의 광투과율을 가진 소재는 얻기 어렵다.
따라서 투명 도전층(44)의 광투과율은 반사막(42)의 광투과율보다 크다. 예를 들면, 투명 도전층(44)의 광투과율은 반사막(42)의 광투과율보다 90% 내지 99% 더 클 수 있다. 투명 도전층(44)의 광투과율과 반사막(42)의 광투과율의 차가 너무 작은 경우, 태양 전지(100)의 광흡수율이 크게 저하된다. 또한, 소재 특성상 반사막(42)의 광투과율과 도전층(44)의 광투과율의 차가 99%를 넘기는 어렵다. 따라서 전술한 범위로 투명 도전층(44)의 광투과율과 반사막(42)의 광투과율의 차를 유지한다. 한편, 도 1에는 도시하지 않았지만 투명 도전층(44)은 인출 전극(93)(도 15에 도시) 및 인출 배선(97)(도 15에 도시)과 연결되어 태양 전지(100)에서 발생하는 전력을 외부의 수동 소자(미도시)에 공급할 수 있다.
제1 나노 구조체(201)의 폭(w201)은 투명 도전층(44)으로부터 도전층(40)으로 갈수록 점차 감소한다. 즉, 제1 나노 구조체(201)의 폭(w201)은 +z축 방향을 따라 점차 감소하는 원뿔 형상을 가진다. 따라서 원뿔 상단보다는 넓은 면적을 가지는 원뿔 하부면을 통하여 제1 나노 구조체(201)에 입사되는 광의 양을 최대화할 수 있다. 그 결과, 태양 전지(100)의 광이용효율을 증대시킬 수 있다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 나노 구조체(203)의 상부(2031)는 상단 표면(2031a) 및 상부 측면(2031b)을 포함한다. 여기서, 상단 표면(2031a) 위에는 산화층(30)이 존재하지 않으므로, 상단 표면(2031a)은 도전층(40)과 직접 접촉한다. 즉, 제2 나노 구조체(203)의 상부(2031)는 도전층(40)과 접한다. 상단 표면(2031a)은 기판(10)의 판면(101)과 실질적으로 평행하다. 즉, 기판(10)의 판면(101)과 상단 표면(2031a)은 모두 xy 평면상에 위치한다.
상부 측면(2031b)은 상단 표면(2031a)과 연결되고, 상단 표면(2031a)의 가장자리를 둘러싼다. 상단 표면(2031a)과 달리 상부 측면(2031b)은 산화막(30)과 직접 접촉한다. 이러한 제2 나노 구조체(203)의 구조를 이용하여 나노 구조체(20)에서 생성되는 전력을 빠르게 외부로 전달할 수 있다. 즉, 제2 나노 구조체(203)의 수보다 많은 수를 가지는 제1 나노 구조체(201)를 통하여 전력을 생성한 후 도전층(40)과 직접 접촉하는 제2 나노 구조체(203)의 상부(2031)를 통해 전력을 외부로 빠르게 공급할 수 있다. 그 결과, 태양 전지(100)의 광전변환효율을 크게 증가시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 태양 전지(100)의 제조 공정의 순서도를 개략적으로 나타내고, 도 3 내지 도 13은 도 2의 태양 전지(100)의 제조 공정의 각 단계들을 개략적으로 나타낸 도면들이다. 이하에서는 도 2와 함께 도 3 내지 도 13을 참조하여 태양 전지(100)의 제조 공정을 순서대로 설명한다.
먼저, 도 2의 단계(S10)에서는 모재(12)(도 3에 도시)를 제공한다. 모재(12)는 n형 실리콘일 수 있고, n형 실리콘은 특정 결정 방향을 가질 수 있다. 비교적 저가의 소재로 된 모재(12)를 사용하여 태양 전지의 제조 비용을 절감하면서 태양 전지를 대면적화할 수 있다.
다음으로, 도 2의 단계(S20)에서는 모재(12) 위에 개구부(901)가 형성된 마스크층(90)(도 4에 도시)을 제공한다. 포토리지스트층(미도시)을 모재(12) 위에 형성한 후, 이를 일정한 패턴으로 노광 및 에칭하여 마스크층(90)에 개구부(901)를 형성한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 개구부들(901)을 형성한다.
도 2의 단계(S30)에서는 개구부(901)를 통하여 노출된 모재(12) 위에 나노금속입자들(92)을 제공한다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 은 등의 나노금속입자들(92)을 모재(12) 위에 증착시킬 수 있다. 즉, 챔버(미도시)내에 모재(12)를 넣은 후, 물리적인 방법으로 모재(12) 위에 은으로 된 나노금속입자들(92)을 증착시킬 수 있다. 또한 AgNO3 + HF 용액에 모재(12)를 담지하여 무전해 증착법으로도 은을 증착시킬 수 있다.
다음으로, 도 2의 단계(S40)에서는 모재(12)를 에칭하여 기판(10), 제1 나노 구조체들(201) 및 제2 나노 구조체들(203)을 제공한다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 모재(12)는 나노금속입자들(92)(도 5에 도시)의 유도에 따라 무전해 에칭된다. 모재(12)를 HF+H2O2 용액에 담지하여 에칭시킬 수 있다. 이 경우, 나노금속입자들(92)(도 5에 도시)에 유도되어 그 하부의 모재(12)가 에칭되면서 일정한 형상을 가진다. 여기서, 잔존하는 나노금속입자들(92)(도 5에 도시)은 모재(12)를 질산에 담지하여 제거할 수 있다. 그 결과, 도 6에 도시한 바와 같이, 기판(10)과 나노 구조체들(20)을 일체로 형성할 수 있다. 나노 구조체들(20) 중 제2 나노 구조체들(203)은 마스크층(90)(도 5에 도시)의 하부에 형성된다.
모재(12)를 다시 수산화칼륨 용액으로 에칭하는 경우, 원뿔 형상의 제2 나노 구조체들(203)이 형성되고, 마스크층(90)은 제거된다. 모재(12)가 수산화칼륨 용액에 의해 에칭되면서 반데르발스힘에 의해 응집된 제1 나노 구조체들(201)이 쉽게 상호 이격된다. 그리고 제1 나노 구조체들(201)의 상단은 뾰족하게 변형된다. 그 결과, 도 6에 도시한 형상을 가지는 제1 나노 구조체들(201) 및 제2 나노 구조체들(203)을 제공할 수 있다. 여기서, 제1 나노 구조체들(201)은 나노금속입자들(90)(도 5에 도시)의 사이에 형성된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제1 나노 구조체(201)를 기판(10)의 판면(101)에 평행한 방향, 즉 xy 평면 방향으로 자른 단면의 평균 폭(aw201)은 제2 나노 구조체(203)를 기판(10)의 판면(101)에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭(aw203)보다 작다. 여기서, 폭은 직경을 포함하는 의미로 해석된다. 제2 나노 구조체(203)의 폭은 태양 전지(100)(도 1에 도시)의 내구성 확보를 위하여 제1 나노 구조체(201)보다 두껍게 형성한다.
다음으로, 도 2의 단계(S50)에서는 복수의 제1 나노 구조체들(201)의 표면 또는 복수의 제2 나노 구조체들(203)의 표면 위에 산화막(30)을 제공한다. (도 7에 도시) 산화막(30)은 복수의 제1 나노 구조체들(201) 및 복수의 제2 나노 구조체들(203)을 건식 산화시켜 제조할 수 있다. 산화막(30)은 절연층으로서 기능한다. 산화막(30)은 SiO2를 포함한다.
다음으로, 도 2의 단계(S60)에서는 복수의 제1 나노 구조체들(201) 및 복수의 제2 나노 구조체들(203) 사이에 수지층(80)을 제공한다. (도 8에 도시) 수지층(80)은 PDMS(폴리디메틸실록산, polydimethylsiloxane) 등의 소재를 스핀 코팅하여 형성할 수 있다. 그 결과, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 나노 구조체들(201) 및 복수의 제2 나노 구조체들(203)은 수지층(80) 내부에 매립된다.
도 2의 단계(S70)에서는 수지층(80)의 상면(801)(도 8에 도시)과 제2 나노 구조체들(203) 위의 산화막(30)(도 8에 도시)을 제거한다. (도 9 참조) 여기서, 수지층(80)은 제2 나노 구조체들(203) 위의 산화막(30)이 제거될 정도로 제거되므로, 수지층(80)의 상면(801)(도 8에 도시) 하부까지 제거될 수 있다. 예를 들면, CMP(chemical mechanical polishing, 화학기계적 평탄화) 공정 등을 통하여 제2 나노 구조체들(203) 위의 산화막(30)을 제거할 수 있다. 이 경우, 제1 나노 구조체(201)의 산화막이 제거되지 않도록 제2 나노 구조체(203)의 평균 높이(h203)를 제1 나노 구조체(201)의 평균 높이(h201)보다 크게 한다. 따라서 제2 나노 구조체들(203) 위의 산화막(30)만 제거된다.
다음으로, 도 2의 단계(S80)에서는 에칭 등의 방법을 통하여 수지층(80)(도 10에 도시)을 제거한다. 따라서, 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 나노 구조체(203)의 상단 표면(2031a)이 외부로 노출된다. 따라서 제2 나노 구조체(203)에서 생성되는 전력을 외부로 효율적으로 공급할 수 있다. 즉, 복수의 제1 나노 구조체들(201) 및 복수의 제2 나노 구조체들(203)에서 모두 전력을 생성시키지만, 복수의 제1 나노 구조체들(201)의 수가 복수의 제2 나노 구조체들(203)의 수보다 많으므로, 복수의 제1 나노 구조체들(201)에서 주로 전력을 생성시키고, 제2 나노 구조체들(203)에서는 주로 생성된 전력을 외부로 공급한다.
도 2의 단계(S90)에서는 제1 나노 구조체(201) 및 제2 나노 구조체(203) 위에 도전층(40)을 제공한다. (도 11에 도시) 즉, 산화막(30) 위에 도전층(40)을 제공한다. 니켈 등을 무전해 도금한 후 물리적 기상증착법(PECVD)에 의해 비정질 Si를 증착한다. 그리고 금속 유도 결정화에 의해 도전층(40)을 Ni2Si 박막층으로 제조할 수 있다. 한편, 제2 나노 구조체(203)의 상단 표면(2031a)은 외부 노출되므로, 도전층(40)과 직접 접촉한다.
다음으로, 도 2의 단계(S100)에서는 도전층(40) 위에 반사막(42)을 제공한다. (도 12에 도시) 반사막(42)은 외부와 연결되어 전극으로도 기능한다. 여기서, 반사막(42)은 구리(Cu) 또는 금(Au) 등을 포함하는 불투명한 도전성 소재로 제조할 수 있다. 따라서 반사막(42)은 하부로부터 입사된 광이 외부로 빠져나가지 못하게 한다. 그 결과, 제1 나노 구조체(201) 및 제2 나노 구조체(203) 내부에 광을 지속적으로 트래핑(trapping)시키면서 그 에너지를 전력으로 변환시킨다.
도 2의 단계(S110)에서는 기판(10)의 아래에 반도체층(50)을 제공한다. 또한, 단계(S120)에는 연속하여 반도체층(50)의 아래에 투명 도전층(44)을 제공한다. (도 13에 도시) 반도체층(50) 및 투명 도전층(44)을 증착시켜 제조할 수 있다. 반도체층(50)의 소재로서 고농도로 도핑된 물질을 사용할 수 있고, 투명 도전층(44)의 소재로는 광투과성 및 도전성이 모두 우수한 물질을 사용할 수 있다. 반도체층(50)은 제1 나노 구조체들(201) 및 제2 나노 구조체들(203)과 도핑 농도 구배를 형성하므로, 에너지 밴드갭을 낮추어서 효율적인 광전변환이 가능하다. 또한, 투명 도전층(44)을 통하여 하부로부터 광을 손실시키지 않고 흡수할 수 있다. 전술한 단계(S10) 내지 단계(S120)들을 통하여 광전변환효율이 우수한 태양 전지(100)(도 1에 도시)를 제조할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지(200)의 개략적인 단면 구조를 나타낸다. 도 14의 태양 전지(200)의 구조는 도 1의 태양 전지(100)의 구조와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 14에 도시한 바와 같이, 태양 전지(200)에서는 제2 나노 구조체들(203)의 모든 표면 위에 산화막(32)을 형성할 수 있다. 이 경우, 제2 나노 구조체들(203)의 표면은 도전층(40)과 직접 접촉하지 않는다. 따라서 제1 나노 구조체(201) 및 제2 나노 구조체(203)는 모두 산화막(32)으로 덮인다. 따라서 제1 나노 구조체(201) 및 제2 나노 구조체(203)는 산화막(32) 및 도전층(40)과 결합되어 광에너지를 전기 에너지로 효율적으로 변환시킨다. 산화막(32)은 0.74eV 이하의 낮은 쇼트키 장벽을 가지므로 적외선을 잘 흡수하여 전류밀도를 증가시킨다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양 전지(300)의 개략적인 단면 구조를 나타낸다. 도 15의 태양 전지(300)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 그 구조를 다양하게 변형할 수 있다. 또한, 도 15의 태양 전지(300)의 동작 개념은 도 1의 태양 전지(100)의 동작 개념과 유사하므로, 유사한 부분에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 태양 전지(300)는 나노 구조체들(233), 산화막(33), 제1 도전체(73), 제2 도전체(75) 및 커버층(83)을 포함한다. 이외에, 태양 전지(300)는 외부 전극들(93, 95) 및 인출 배선(97)을 포함한다. 인출 배선(97)은 외부의 수동 소자와 연결되어 태양 전지(300)에서 생성된 전력을 공급한다.
광은 태양 전지(300)의 하부로부터 입사되므로, 제1 도전체(73)는 제2 도전체(75)보다 광을 잘 투과하는 물질로 제조된다. 즉, 제1 도전체(73)의 광투과율은 제2 도전체(75)의 광투과율보다 크다. 여기서, 제1 도전체(73)의 광투과율은 제2 도전체(75)의 광투과율보다 90% 내지 99% 더 크다. 제1 도전체(73)의 광투과율 및 제2 도전체(75)의 광투과율의 차를 전술한 범위로 유지함으로써 광의 손실없이 제1 도전체(73)를 통하여 광을 입사시킬 수 있다. 또한, 제2 도전체(75)를 통하여 광의 반사를 최대화함으로써 나노 구조체들(233)에 의해 흡수되는 광의 양을 최대화할 수 있다.
도 15에 도시한 바와 같이, 복수의 나노 구조체들(233)은 반도체층(29)의 판면(291)과 교차하는 방향, 즉 +z축 방향으로 뻗어 있다. 복수의 나노 구조체들(233)은 제2 도전체(75) 내부에 매립된다. 복수의 나노 구조체들(233)은 상호 이격되어 배열된다. 나노 구조체들(233)의 폭(w233)은 +z축 방향으로 갈수록 점차 작아지는 구조를 가진다. 따라서 나노 구조체들(233)은 그 단면적이 상부보다 넓은 하부를 통하여 다량의 광을 흡수할 수 있다. 즉, 입사된 광은 멀티 반사(multiple reflection) 및 분산(scattering) 효과에 의해 태양 전지(300) 내부로 잘 흡수된다. 또한, 나노 구조체들(233)에서 생성된 전자 또는 정공은 산화막(33)을 터널링하여 제2 도전체(75)을 통하여 캐리어 컬렉션(carrier collection)이 가능하다.
산화막(33)은 복수의 나노 구조체들(233) 위에 제공된다. 복수의 나노 구조체들(233), 산화막(33) 및 제2 도전체(75)는 쇼트키 결합을 형성하여 광에너지를 전기에너지로 효율적으로 변환시킨다.
도 15에 도시한 바와 같이, 커버층(83)은 제2 도전체(75)를 덮는다. 커버층(83)은 수지 등의 소재로 제조되므로, 플렉서블한 특성을 가진다. 따라서 태양 전지(300)는 커버층(83)으로 인해 잘 휘어지고 파지하기 쉽다.
외부 전극들(93, 95)은 각각 제1 도전체(73) 및 제2 도전체(75)에 연결되어 인출 배선(97)을 통해 태양 전지(300)에서 발생하는 전력을 외부로 공급한다. 이를 위해 외부 전극들(93, 95)은 증착 등에 의해 제1 도전체(73) 및 제2 도전체(75)에 견고하게 연결된다.
도 16은 도 15의 태양 전지(300)의 제조 공정의 순서도를 개략적으로 나타내고, 도 17 내지 도 23은 도 16의 태양 전지(300)의 제조 공정의 각 단계들을 개략적으로 나타낸 도면들이다. 이하에서는 도 16과 함께 도 17 내지 도 23을 참조하여 태양 전지(300)의 제조 공정을 순서대로 설명한다.
먼저, 도 16의 단계(S13)에서는 기판(13)과 복수의 나노 구조체들(233)을 제공한다. (도 17 참조) 비교적 저가의 소재로 된 모재를 금속 입자로 무전해 유도 에칭한 후 수산화칼륨 용액으로 에칭하여 기판(13) 및 그 위에 원뿔 형상을 가지는 복수의 나노 구조체들(233)을 제조할 수 있다. 따라서, 기판(13)과 복수의 나노 구조체들(233)은 일체로 형성된다. 여기서, 복수의 나노 구조체들(233)은 p형 실리콘 등의 물질로 제조될 수 있다. 한편, 도 1에는 원뿔 형상을 가지는 나노 구조체들(233)만을 도시하였지만, 이와는 달리 벽 형상을 가지는 나노 구조체들을 함께 혼합하여 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 16의 단계(S23)에서는 나노 구조체들(23) 위에 산화막(33)을 제공한다. (도 18에 도시) 산화막(33)은 복수의 나노 구조체들(233)을 건식 산화시켜 제조할 수 있다. 산화막(33)은 절연층으로서 기능한다. 산화막(33)은 SiO2를 포함한다.
도 16의 단계(S33)에서는 산화막(33)을 덮는 도전체(75)를 제공한다. (도 19에 도시) 또한, 도전체(75)를 형성한 후 그 위에 외부 전극(95)을 증착하고, 외부 전극(95)에 인출 배선(97)을 연결한다. 도전체(75)의 소재로는 니켈 등의 금속을 사용할 수 있다. 도전체(75)는 외부 전극(95)을 통하여 전력을 외부로 공급하는 동시에 반사막으로서 기능한다. 따라서 나노 구조체(233)에서의 광이용 효율을 최대화할 수 있다.
다음으로, 단계(S43)에서는 도전체(75)를 덮는 커버층(83)을 제공한다. (도 20에 도시) PDMS(polydimethylsiloxane, 폴리디메틸실록산) 등의 수지를 스핀 코팅하여 커버층(83) 내부에 도전체(75)를 매립할 수 있다. 커버층(83)은 잘 휘어지므로, 커버층(83)을 쉽게 파지할 수 있다.
다음으로, 도 16의 단계(S53)에서는 기판(10)을 분리시킨다. (도 21에 도시) 즉, 커버층(83)을 파지하여 기판(10)을 도전체(75)로부터 떼어낸다. 그 결과, 화살표로 나타낸 바와 같이 기판(10)을 분리할 수 있다. 여기서, 분리된 기판(10)은 또다른 태양 전지를 제조하기 위하여 재사용할 수 있다.
도 16의 단계(S63)에서는 복수의 나노 구조체들(233) 아래에 반도체층(29)을 제공한다. (도 22에 도시) 여기서, 반도체층의 소재로는 p+형 반도체 물질을 사용할 수 있다. 그 결과, 반도체층(29), 나노 구조체(23), 산화막(33) 및 도전체(75) 사이에 콘포멀한 도핑 농도 구배가 형성되어 에너지 밴드갭을 최소화할 수 있다. 따라서 태양 전지(300)(도 15에 도시, 이하 동일)의 광전변환효율을 크게 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 16의 단계(S73)에서는 반도체층(29)의 아래에 또다른 도전체(73)를 제공한다. (도 23에 도시) 여기서, 또다른 도전체(73)는 광을 잘 투과하는 전도성 물질, 예를 들면 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO)로 제조된다. 그 결과, 태양 전지(300)의 하부로부터 광이 손실되지 않고 태양 전지(300)의 내부로 잘 입사된다. 또한, 외부 전극(93)을 또다른 도전체(73)에 증착하고, 인출 배선(97)을 연결하여 태양 전지(300)에서 발생하는 전기에너지를 외부에 공급할 수 있다. 전술한 단계(S13) 내지 단계(S73)들을 통하여 광전변환효율이 우수한 태양 전지(300)를 제조할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10. 기판 12. 모재
100, 200, 300. 태양 전지 101. 판면
20, 201, 203, 233. 나노 구조체 2031. 상부
2031a. 상단 표면 2031b. 상부 측면
29, 50. 반도체층 30, 33. 산화막
40, 42, 44. 도전층 73, 75. 도전체
80. 수지층 801. 상면
83. 커버층 90. 마스크층
92. 금속나노입자 901. 개구부
95, 97. 인출 배선

Claims (24)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하고, 상기 기판의 판면과 교차하는 방향으로 뻗어서 상호 이격되어 배열된 복수의 제1 나노 구조체들,
    상기 기판 위에 위치하고, 상기 복수의 제1 나노 구조체들과 이격되어 배열된 복수의 제2 나노 구조체들,
    상기 제1 나노 구조체들의 표면 및 상기 제2 나노 구조체들의 표면으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 표면 위에 제공된 산화막, 및
    상기 산화막 위에 제공된 도전층
    을 포함하고,
    상기 제1 나노 구조체들 및 상기 제2 나노 구조체들은 각각 반도체 물질을 포함하고, 상기 복수의 제1 나노 구조체들 중 하나의 제1 나노 구조체를 상기 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭은 상기 복수의 제2 나노 구조체들 중 하나의 제2 나노 구조체를 상기 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭보다 작은 쇼트키(schottky) 태양 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전층 위에 제공된 반사막을 더 포함하고, 상기 반사막은 구리 및 금으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 쇼트키 태양 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도전층은 니켈을 포함하는 쇼트키 태양 전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기판 아래에 제공된 투명 도전층을 더 포함하고, 상기 투명 도전층의 광투과율은 상기 도전층의 광투과율보다 크며, 상기 제1 나노 구조체들의 폭은 상기 투명 도전층으로부터 상기 도전층으로 갈수록 점차 감소하는 쇼트키 태양 전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투명 도전층의 광투과율은 상기 도전층의 광투과율보다 90% 내지 99% 더 큰 쇼트키 태양 전지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 산화막은 SiO2를 포함하고, 상기 산화막의 두께는 1nm 내지 2nm인 쇼트키 태양 전지.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 기판과 상기 투명 도전층 사이에 제공된 반도체층을 더 포함하는 쇼트키 태양 전지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 나노 구조체의 상부는,
    상기 도전층과 직접 접촉하는 상단 표면, 및
    상기 상단 표면과 연결되고, 상기 상단 표면의 가장자리를 둘러싸며, 상기 산화막과 직접 접촉하는 상부 측면
    을 포함하는 쇼트키 태양 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 나노 구조체들은 벽 형상을 가지고, 상기 상단 표면은 상기 기판의 판면과 실질적으로 평행한 쇼트키 태양 전지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판, 상기 복수의 제1 나노 구조체들 및 상기 복수의 제2 나노 구조체들은 일체로 형성된 쇼트키 태양 전지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 제2 나노 구조체들의 평균 높이는 상기 복수의 제1 나노 구조체들의 평균 높이보다 큰 쇼트키 태양 전지.
  12. 제1 도전체
    상기 제1 도전체 위에 위치하는 반도체층,
    상기 반도체층 위에 위치하고, 상기 반도체층의 판면과 교차하는 방향으로 뻗어서 상호 이격되어 배열된 복수의 나노 구조체들,
    상기 복수의 나노 구조체들 위에 제공된 산화막,
    상기 산화막을 덮는 제2 도전체, 및
    상기 제2 도전체를 덮는 커버층
    을 포함하고,
    상기 제1 도전체의 광투과율은 상기 제2 도전체의 광투과율보다 크고, 상기 복수의 나노 구조체들 중 하나 이상의 나노 구조체는 상기 제1 도전체로부터 멀어질수록 그 평균 폭이 점차 작아지는 쇼트키 태양 전지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 도전체의 광투과율은 상기 제2 도전체의 광투과율보다 90% 내지 99% 더 큰 쇼트키 태양 전지.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기판과 상기 복수의 나노 구조체들은 일체로 형성된 쇼트키 태양 전지.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2 도전체는 니켈을 포함하는 쇼트키 태양 전지.
  16. 모재를 제공하는 단계,
    상기 모재를 에칭하여 기판, 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노구조체들을 제공하는 단계,
    상기 복수의 제1 나노 구조체들의 표면 및 상기 복수의 제2 나노 구조체들의 표면으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 표면 위에 산화막을 제공하는 단계, 및
    상기 복수의 제1 나노 구조체들 및 상기 복수의 제2 나노 구조체들 위에 도전층을 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기판, 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노 구조체들을 제공하는 단계에서, 상기 복수의 제1 나노 구조체들 중 하나의 제1 나노 구조체를 상기 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭은 상기 복수의 제2 나노 구조체들 중 하나의 제2 나노 구조체를 상기 기판의 판면에 평행한 방향으로 자른 단면의 평균 폭보다 작은 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기판의 아래에 반도체층을 제공하는 단계, 및
    상기 반도체층의 아래에 투명 도전층을 제공하는 단계
    를 더 포함하는 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 도전층 위에 반사막을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 반사막은 구리 및 금으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 도전층을 제공하는 단계에서, 상기 도전층은 니켈을 포함하는 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 산화막을 제공한 후 상기 복수의 제1 나노 구조체들 및 상기 복수의 제2 나노 구조체들 사이에 수지층을 제공하는 단계,
    상기 수지층의 상면과 상기 복수의 제2 나노 구조체들 위의 산화막을 제거하여 상기 복수의 제2 나노 구조체들 중 하나 이상의 제2 나노 구조체의 상단 표면을 외부 노출시키는 단계, 및
    상기 수지층을 제거하는 단계
    를 더 포함하는 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 복수의 제1 나노 구조체들 및 복수의 제2 나노 구조체들을 제공하는 단계에서, 상기 복수의 제2 나노 구조체들의 평균 높이는 상기 복수의 제1 나노 구조체들의 평균 높이보다 큰 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
  22. 기판과 상기 기판 위에 위치하고 상호 이격된 복수의 나노 구조체들을 제공하는 단계,
    상기 복수의 나노 구조체들 위에 산화막을 제공하는 단계,
    상기 산화막을 덮는 도전체를 제공하는 단계,
    상기 도전체를 덮는 커버층을 제공하는 단계,
    상기 기판을 분리시키는 단계,
    상기 복수의 나노 구조체들의 아래에 반도체층을 제공하는 단계, 및
    상기 반도체층의 아래에 상기 도전체의 광투과율보다 낮은 광투과율을 가지는 또다른 도전체를 제공하는 단계
    를 포함하는 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 도전체를 제공하는 단계에서, 상기 도전체의 광투과율은 상기 또다른 도전체의 광투과율보다 90% 내지 99% 더 큰 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 기판과 상기 기판 위에 위치하고 상호 이격된 복수의 나노 구조체들을 제공하는 단계에서, 상기 복수의 나노 구조체들 중 하나 이상의 나노 구조체는 상기 제1 도전체로부터 멀어질수록 그 폭이 점차 작아지게 제공되는 쇼트키 태양 전지의 제조 방법.
KR1020100051096A 2010-05-31 2010-05-31 쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법 KR101719705B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100051096A KR101719705B1 (ko) 2010-05-31 2010-05-31 쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100051096A KR101719705B1 (ko) 2010-05-31 2010-05-31 쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110131588A true KR20110131588A (ko) 2011-12-07
KR101719705B1 KR101719705B1 (ko) 2017-03-27

Family

ID=45499930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100051096A KR101719705B1 (ko) 2010-05-31 2010-05-31 쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101719705B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583223A (zh) * 2012-03-02 2012-07-18 合肥工业大学 基于CuS准一维纳米结构的纳米太阳能电池的制备方法
KR20160001993A (ko) * 2014-06-30 2016-01-07 한양대학교 에리카산학협력단 쇼트키 접합 디바이스 및 그 제조 방법
US10734539B2 (en) 2018-05-14 2020-08-04 National Taiwan University Photodetector
GB2586262A (en) * 2019-08-15 2021-02-17 Univ Nat Taiwan Photodetector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799333A (ja) * 1993-06-24 1995-04-11 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコン太陽電池
KR20090105482A (ko) * 2008-04-02 2009-10-07 한국기계연구원 반도체 나노소재를 이용한 광전 변환 장치 및 그 제조 방법
KR20100032175A (ko) * 2008-09-17 2010-03-25 삼성전자주식회사 에너지 변환 장치 및 방법
KR20100045213A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 삼성전자주식회사 광기전력 변환소자 및 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0799333A (ja) * 1993-06-24 1995-04-11 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコン太陽電池
KR20090105482A (ko) * 2008-04-02 2009-10-07 한국기계연구원 반도체 나노소재를 이용한 광전 변환 장치 및 그 제조 방법
KR20100032175A (ko) * 2008-09-17 2010-03-25 삼성전자주식회사 에너지 변환 장치 및 방법
KR20100045213A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 삼성전자주식회사 광기전력 변환소자 및 제조방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583223A (zh) * 2012-03-02 2012-07-18 合肥工业大学 基于CuS准一维纳米结构的纳米太阳能电池的制备方法
CN102583223B (zh) * 2012-03-02 2015-01-07 合肥工业大学 基于CuS准一维纳米结构的纳米太阳能电池的制备方法
KR20160001993A (ko) * 2014-06-30 2016-01-07 한양대학교 에리카산학협력단 쇼트키 접합 디바이스 및 그 제조 방법
US10734539B2 (en) 2018-05-14 2020-08-04 National Taiwan University Photodetector
GB2586262A (en) * 2019-08-15 2021-02-17 Univ Nat Taiwan Photodetector
GB2586262B (en) * 2019-08-15 2021-12-15 Univ Nat Taiwan Photodetector

Also Published As

Publication number Publication date
KR101719705B1 (ko) 2017-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9318641B2 (en) Nanowires formed by employing solder nanodots
US9136404B2 (en) Solar cell capable of recycling a substrate and method for manufacturing the same
CN107210368A (zh) 钙钛矿太阳能电池模块
US20100218821A1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR101542249B1 (ko) 기판의 재사용이 가능한 태양 전지
US8536447B2 (en) Electrode of solar cell and fabricating method thereof
KR101719705B1 (ko) 쇼트키 태양전지 및 그 제조 방법
Zhang et al. Advanced radial junction thin film photovoltaics and detectors built on standing silicon nanowires
TWI433332B (zh) 具有雙接面之光伏打裝置
US20100180927A1 (en) Affixing method and solar decal device using a thin film photovoltaic and interconnect structures
WO2015015694A1 (ja) 光起電力装置
KR101230639B1 (ko) 태양전지 및 그 제조 방법
KR101203116B1 (ko) 에피택셜하게 성장한 반도체층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법
TW201039450A (en) Solar cell with backside passivation
KR100927421B1 (ko) 구형 표면을 갖는 태양전지 및 그 제조방법
KR101142513B1 (ko) 에피택셜층을 포함하는 태양전지 및 그 제조 방법
JP2014049652A (ja) 光起電力装置
KR20130000224A (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법
KR101523742B1 (ko) 표면 플라즈몬 효과를 이용한 태양 전지 및 그 제조 방법
JP6356597B2 (ja) 光電変換層および光電変換装置
JP2016027628A (ja) 量子ドット型太陽電池
TWI387117B (zh) 太陽能電池裝置及其製造方法
JP2014072210A (ja) 光電変換素子
EP2657977A1 (en) Solar cells including low recombination electrical contacts and systems and methods of forming the same
JP2016092071A (ja) 太陽電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
GRNT Written decision to grant