KR20120002354A - 태양전지 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
태양전지 및 이의 제조방법이 개시된다. 태양전지는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되는 반사 방지층; 상기 반사 방지층 상에 배치되는 투명한 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 제 2 전극층을 포함한다.
Description
실시예는 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지들에 대한 개발이 진행되고 있다. 이러한 태양전지들 중 실리콘 웨이퍼를 이용한 태양전지가 상업적으로 널리 사용되고 있다.
이러한 태양전지들의 효율을 높이기 위해서, 광 흡수층으로의 입사율을 향상시키기 위한 연구가 진행 중이다.
실시예는 향상된 광학적 특성을 가지는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지는 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 배치되는 반사 방지층; 상기 반사 방지층 상에 배치되는 투명한 제 1 전극층; 상기 제 1 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 제 2 전극층을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 투명 기판 상에 반사 방지층을 형성하는 단계; 상기 반사 방지층 상에 투명한 제 1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수층 상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지는 투명 기판 및 제 1 전극층 사이에 개재되는 반사 방지층을 포함한다. 이에 따라서, 이에 따라서, 투명 기판을 통하여 입사되는 태양광의 반사율이 감소되고, 투과율이 증가된다.
또한, 반사 방지층의 상면에는 에천트 등에 의해서, 홈 패턴 등과 같은 요철 패턴이 형성될 수 있다. 이에 따라서, 광 흡수층에는 돌기 패턴 등과 같은 반사 방지 패턴이 형성될 수 있다.
결과적으로, 광 흡수층으로 입사되는 광의 양이 증가되고, 실시예에 따른 태양전지는 향상된 광학적 특성을 가진다. 또한, 실시예에 따른 태양전지는 높은 광-전 변환 효율을 가진다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 8은 비교예 및 실험예들에 따른 태양전지의 투과도를 도시한 그래프이다.
도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 8은 비교예 및 실험예들에 따른 태양전지의 투과도를 도시한 그래프이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 막, 전극 또는 층 등이 각 기판, 전극, 막 또는 층 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.
도 1은 실시예에 따른 실리콘 박막형 태양전지를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 실리콘 박막형 태양전지는 투명 기판(100), 반사 방지층(200), p형 투명 도전 산화물층(transparent conductive oxide layer;TCO layer)(300), 광 흡수층(400), n형 TCO층(500) 및 후면전극층(600)을 포함한다.
상기 투명 기판(100)은 투명하며, 절연체이다. 상기 투명 기판(100)은 플레이트 형상을 가진다. 상기 투명 기판(100)은 유리기판 또는 플라스틱기판이다.
상기 반사 방지층(200)은 상기 투명 기판(100) 상에 배치된다. 상기 반사 방지층(200)은 상기 투명 기판(100)을 통하여 입사되는 태양광의 반사율을 낮춘다. 즉, 상기 반사 방지층(200)은 전체적인 투과율을 증가시킬 수 있다.
상기 반사 방지층(200)은 상기 투명 기판(100) 및 상기 p형 TCO층(300) 사이에 개재된다. 특히, 상기 반사 방지층(200)은 상기 투명 기판(100) 및 상기 p형 TCO층(300)에 직접 접촉할 수 있다.
상기 반사 방지층(200)은 다수 개의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 방지층(200)은 제 1 반사 방지층(210) 및 제 2 반사 방지층(220)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 반사 방지층(210)은 상기 투명 기판(100) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 제 1 반사 방지층(210)은 상기 투명 기판(100)의 상면에 코팅될 수 있다. 상기 반사 방지층(200)은 상기 투명 기판(100)의 상면에 직접 접촉될 수 있다.
상기 제 1 반사 방지층(210)은 티타늄 옥사이드(예를 들어, TiO2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 반사 방지층(210)은 티타늄 옥사이드로 형성될 수 있다.
상기 제 1 반사 방지층(210)은 평평한 상면 및 평평한 하면을 포함할 수 있다. 상기 제 1 반사 방지층(210)의 두께는 약 80Å 내지 약 120Å일 수 있다. 상기 제 1 반사 방지층(210)의 두께는 상기 제 2 반사 방지층(220)의 두께보다 더 작을 수 있다. 상기 제 1 반사 방지층(210)의 두께는 상기 제 2 반사 방지층(220)의 두께의 약 1/3 내지 약 2/3일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 반사 방지층(210)의 두께는 상기 제 2 반사 방지층(220)의 두께의 약 1/2일 수 있다.
상기 제 2 반사 방지층(220)은 상기 제 1 반사 방지층(210) 상에 배치된다. 상기 제 2 반사 방지층(220)은 상기 제 1 반사 방지층(210) 상에 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 제 2 반사 방지층(220)은 상기 제 1 반사 방지층(210)의 상면에 직접 접촉될 수 있다. 또한, 상기 제 2 반사 방지층(220)의 상면은 상기 광 흡수층(400)의 하면에 직접 접촉될 수 있다.
상기 제 2 반사 방지층(220)은 실리콘 옥사이드(예를 들어, SiO2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 반사 방지층(220)은 실리콘 옥사이드로 형성될 수 있다.
상기 제 2 반사 방지층(220)은 평평한 하면 및 제 1 요철 패턴이 형성되는 상면을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 2 반사 방지층(220)에는 다수 개의 제 1 홈들이 형성될 수 있다.
상기 제 2 반사 방지층(220)의 두께는 상기 제 1 반사 방지층(210)의 두께보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 반사 방지층(220)의 두께는 약 180Å 내지 약 220Å일 수 있다. 상기 제 2 방사 방지층의 두께는 상기 제 1 반사 방지층(210)의 두께의 1.5 배 내지 약 3 배일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 반사 방지층(220)의 두께는 상기 제 1 반사 방지층(210)의 두께의 약 2 배일 수 있다.
본 실시예에서는 상기 반사 방지층(200)은 이중 층 구조로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 상기 반사 방지층(200)은 3개 이상의 층들로 구성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사 방지층(200)은 두 종류의 물질들이 각각 반복되어 적층되는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 방지층(200)은 티타늄 옥사이드 및 실리콘 옥사이드가 번갈아 적층되어 형성되는 구조를 가질 수 있다.
상기 p형 TCO층(300)은 상기 반사 방지층(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 p형 TCO층(300)은 상기 제 2 반사 방지층(220) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 p형 TCO층(300)은 상기 제 2 반사 방지층(220)의 상면에 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 p형 TCO층(300)은 투명하며, 도전층이다. 즉, 상기 p형 TCO층(300)은 전극층이다. 상기 p형 TCO층(300)은 태양광이 입사되는 면에 배치되는 전면전극층이다.
상기 p형 TCO층(300)은 정공을 용이하게 수송한다. 상기 p형 TCO층(300)으로 사용되는 물질은 금속 산화물이다. 상기 p형 TCO층(300)으로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide;ITO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide;IZO) 또는 틴 옥사이드(tin oxide;SnO) 등을 들 수 있다.
상기 p형 TCO층(300)의 하면에는 상기 제 1 홈들 내측에 다수 개의 제 1 돌기들(301)이 각각 형성된다. 즉, 상기 제 1 돌기들(301)은 상기 제 1 홈들에 대응된다. 즉, 상기 p형 TCO의 하면에는 상기 제 2 반사 방지층(220)의 제 1 요철 패턴에 대응하는 제 2 요철 패턴이 형성된다. 상기 제 2 요철 패턴은 상기 제 1 돌기들(301)을 포함한다.
또한, 상기 p형 TCO층(300)의 상면, 즉, 상기 광 흡수층(400)과 접하는 계면에는 상기 제 2 요철 패턴에 대응되는 제 3 요철 패턴이 형성된다. 즉, 상기 p형 TCO층(300)의 상면에는 상기 제 1 돌기들(301)에 각각 대응하는 제 2 홈들이 형성될 수 있다. 상기 제 3 요철 패턴은 상기 제 2 홈들을 포함한다.
상기 투명 기판(100), 상기 제 1 반사 방지층(210), 상기 제 2 반사 방지층(220) 및 상기 p형 TCO층(300)은 투명하다. 이때, 상기 제 1 반사 방지층(210)의 굴절률은 상기 투명 기판(100)의 굴절률보다 더 클 수 있다. 또한, 상기 제 2 반사 방지층(220)의 굴절률은 상기 제 1 반사 방지층(210)의 굴절률보다 더 작을 수 있다. 또한, 상기 p형 TCO층(300)의 굴절률은 상기 제 2 반사 방지층(220)의 굴절률보다 더 작을 수 있다.
예를 들어, 상기 투명 기판(100)의 굴절률은 약 1.3 내지 약 1.6일 수 있다. 상기 제 1 반사 방지층(210)의 굴절률은 약 1.8 내지 약 2.1일 수 있다. 또한, 상기 제 2 반사 방지층(220)의 굴절률은 약 1.2 내지 약 1.4일 수 있고, 상기 p형 TCO층(300)의 굴절률은 약 1.6 내지 약 2.1일 수 있다.
즉, 상기 투명 기판(100), 상기 반사 방지층(200) 및 상기 p형 TCO층(300)은 굴절률이 상대적으로 작은 층 및 상대적으로 큰 층이 번갈아 배치되는 구조를 가질 수 있다.
이에 따라서, 상기 투명 기판(100), 상기 반사 방지층(200) 및 상기 p형 TCO층(300)에 입사되는 광은 적게 반사되어, 많은 양이 상기 광 흡수층(400)에 입사될 수 있다.
상기 광 흡수층(400)은 상기 p형 TCO층(300) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(400)은 상기 p형 TCO층(300)의 상면에 직접 접촉될 수 있다. 상기 광 흡수층(400)은 상기 p형 TCO층(300)의 상면에 증착되어 형성될 수 있다.
상기 광 흡수층(400)의 하면에는 상기 제 3 요철 패턴에 대응하여 제 4 요철 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 상기 광 흡수층(400)의 하면에는 상기 제 2 홈들의 내측에 다수 개의 제 2 돌기들(411)이 각각 형성된다. 즉, 상기 제 4 요철 패턴은 상기 제 2 돌기들(411)을 포함한다. 상기 제 2 돌기들(411)은 하방으로 돌출된다.
상기 광 흡수층(400)은 상기 p형 TCO층(300) 및 상기 후면전극층(600) 사이에 개재된다. 상기 광 흡수층(400)은 pn접합 또는 pin접합을 가진다.
상기 광 흡수층(400)은 태양광을 입사받아, 정공 및 전자를 발생시킨다. 이때, 상기 발생된 정공은 상기 p형 TCO층(300)으로 이동하고, 상기 발생된 전자는 n형 TCO층(500)을 통하여 상기 후면전극층(600)으로 이동한다.
상기 광 흡수층(400)은 p형 실리콘층(410), i형 실리콘층(420) 및 n형 실리콘층(430)을 포함한다.
상기 p형 실리콘층(410)은 상기 p형 TCO층(300) 상에 배치된다. 즉, 상기 p형 실리콘층(410)은 상기 p형 TCO층(300)과 인접한다. 상기 p형 실리콘층(410)은 아몰퍼스 실리콘에 p형 불순물이 도핑되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 p형 실리콘층(410)은 실리콘 카바이드(SiC)에 p형 불순물이 도핑되어 형성될 수 있다.
상기 p형 실리콘층(410)은 태양광을 입사받아 정공을 생성한다. 상기 p형 실리콘층(410)은 상기 생성된 정공을 상기 p형 TCO층(300)에 전달한다.
상기 i형 실리콘층(420)은 상기 p형 실리콘층(410)상에 배치된다. 상기 i형 실리콘층(420)으로 사용되는 물질은 불순물이 도핑되지 않은 아몰퍼스 실리콘이다. 상기 i형 실리콘층(420)은 상기 p형 실리콘층(410)과 상기 n형 실리콘층(430) 사이에 배치되어, 버퍼 기능을 수행한다.
상기 n형 실리콘층(430)은 상기 i형 실리콘층(420) 상에 배치된다. 상기 n형 실리콘층(430)은 상기 n형 TCO층(500)에 인접하여 배치된다. 상기 n형 실리콘층(430)은 태양광을 입사받아 전자를 생성한다. 상기 n형 실리콘층(430)은 상기 생성된 전자를 상기 n형 TCO층(500)에 전달한다.
상기 n형 실리콘층(430)으로 사용되는 물질은 n형 불순물이 도핑된 아몰퍼스 실리콘 또는 폴리 실리콘일 수 일 수 있다.
상기 n형 TCO층(500)은 상기 n형 실리콘층(430) 상에 배치된다. 상기 n형 TCO층(500)은 전자를 용이하게 수송하며, 상대적으로 높은 전자 이동도를 가진다. 상기 n형 TCO층(500)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 또는 갈륨이 도핑된 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.
상기 n형 TCO층(500)은 투명하며, 도전층이다. 상기 n형 TCO층(500)은 상기 n형 실리콘층(430)으로부터 전달받은 전자를 상기 후면전극층(600)에 전달한다.
상기 n형 TCO층(500)은 배면 반사층 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 후면전극층(600)과 상기 n형 TCO층(500) 사이의 계면에는 반사면이 형성된다. 상기 반사면은 상기 투명 기판(100)을 통하여 입사된 태양광을 다시 광 흡수층(400)을 향하여 반사시킬 수 있다.
상기 후면전극층(600)은 상기 n형 TCO층(500) 상에 배치된다. 상기 후면전극층(600)은 도전체이며, 상기 후면전극층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 또는 은 등을 들 수 있다.
상기 반사 방지층(200)에 의해서, 전체적인 반사율이 감소되고, 투과율이 증가된다. 이에 따라서, 상기 광 흡수층(400)으로 입사되는 태양광이 증가된다.
특히, 상기 p형 TCO층(300)에 형성되는 상기 제 1 돌기들(301) 및 상기 광 흡수층(400)에 형성되는 상기 제 2 돌기들(411)은 반사 방지 패턴 기능을 수행한다. 즉, 상기 p형 TCO층(300)의 하면 및 상기 광 흡수층(400)의 하면의 거칠기(roughness)가 증가되어, 상기 p형 TCO층(300)의 하면 및 상기 광 흡수층(400)의 하면에서 입사광이 산란될 수 있다. 이에 따라서, 헤이즈(haze) 특성이 증가될 수 있다.
즉, 상기 광 흡수층(400)에 입사되는 광 경로 증가 및 상기 광 흡수층(400)에 접촉되는 면적이 증가되어, 실시예에 따른 태양전지는 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
이때, 상기 제 1 돌기들(301) 및 상기 제 2 돌기들(411)을 형성하기 위해서, 상기 투명 기판(100) 및 상기 p형 TCO층(300)을 직접 식각하지 않을 수 있다. 즉, 상기 제 2 반사 방지층(220)에 형성된 상기 제 1 홈들, 즉, 상기 제 1 요철 패턴에 의해서, 상기 제 1 돌기들(301) 및 상기 제 2 돌기들(411) 즉, 상기 제 2 요철 패턴 및 상기 제 4 요철 패턴이 형성된다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지는 상기 투명 기판(100) 및 상기 p형 TCO층(300)의 직접적인 식각에 따른 손상을 방지할 수 있다.
결과적으로, 실시예에 따른 태양전지는 높은 광학적 특성을 가지고, 향상된 광-전 변환 효율을 가진다.
도 2 내지 도 7은 실시예에 따른 실리콘 박막형 태양전지를 형성하는 과정을 도시한 도면들이다. 본 제조 방법에 대한 설명에 있어서, 앞선 태양 전지에 대한 설명을 참조한다. 즉, 앞선 태양전지에 대한 설명은 본 태양전지의 제조 방법에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 2를 참조하면, 투명 기판(100)의 상면에 제 1 반사 방지층(210)이 형성된다. 상기 제 1 반사 방지층(210)은 상기 투명 기판(100) 상에 티타늄 옥사이드가 증착되어 형성될 수 있다.
상기 제 1 반사 방지층(210)은 화학 기상 증착 공정 또는 스퍼터링 공정 등에 의해서 형성될 수 있다. 상기 제 1 반사 방지층(210)의 두께는 약 80Å 내지 약 120Å일 수 있다.
이후, 상기 제 1 반사 방지층(210) 상에 예비 제 2 반사 방지층(221)이 형성된다. 상기 예비 제 2 반사 방지층(221)은 상기 제 1 반사 방지층(210) 상에 실리콘 옥사이드가 증착되어 형성될 수 있다.
상기 예비 제 2 반사 방지층(221)은 화학 기상 증착 공정 등에 의해서 형성될 수 있다. 상기 예비 제 2 반사 방지층(221)은 약 300Å 내지 약 500Å의 두께로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 예비 제 2 반사 방지층(221)은 일부 식각되고, 상기 제 1 반사 방지층(210) 상에 제 2 반사 방지층(220)이 형성된다. 상기 예비 제 2 반사 방지층(221)은 건식 식각 공정에 의해서 식각될 수 있다.
즉, 상기 예비 제 2 반사 방지층(221)에 HF기체 등을 포함하는 식각 기체가 분사되어, 다수 개의 제 1 홈들(222)을 포함하는 제 1 요철 패턴이 형성된다. 이에 따라서, 상기 제 1 반사 방지층(210) 상에 상기 제 2 반사 방지층(220)이 형성된다.
결국, 상기 제 1 반사 방지층(210) 및 상기 제 2 반사 방지층(220)을 포함하는 반사 방지층(200)이 상기 투명 기판(100) 상에 형성된다.
도 4를 참조하면, 상기 제 2 반사 방지층(220) 상에 p형 TCO층(300)이 형성된다. 상기 p형 TCO층(300)은 스퍼터링 공정에 의해서 형성될 수 있다. 상기 스퍼터링 공정에서 사용되는 스퍼터링 타겟은 금속 산화물을 포함한다. 상기 스퍼터링 타겟으로 사용되는 물질은 인듐 틴 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드 또는 틴 옥사이드 등을 들 수 있다.
상기 p형 TCO층(300)은 상기 제 1 요철 패턴에 의해서 자동적으로 패터닝된다. 즉, 상기 p형 TCO층(300)의 하면에는 상기 제 1 요철 패턴에 의해서 제 2 요철 패턴이 형성된다. 즉, 상기 p형 TCO층(300)의 하면에는 상기 제 1 홈들(222)의 내측에 각각 제 1 돌기들(301)이 형성된다.
또한, 상기 p형 TCO층(300)의 상면에는 상기 제 2 요철 패턴에 의해서 제 3 요철 패턴이 형성된다. 즉, 상기 제 3 요철 패턴은 상기 제 2 요철 패턴과 반대 형상을 가질 수 있고, 상기 제 1 요철 패턴에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 p형 TCO층(300)의 상면에는 상기 제 1 돌기들(301)에 각각 대응되는 다수 개의 제 2 홈들(302)이 형성된다.
도 5를 참조하면, 상기 p형 TCO층(300) 상에 p형 실리콘층(410), i형 실리콘층(420) 및 n형 실리콘층(430)이 차례로 형성된다. 이에 따라서, 상기 p형 TCO층(300) 상에 광 흡수층(400)이 형성된다.
상기 p형 실리콘층(410)은 화학 기상 증착 공정(chemical vapor deposition process;CVD process) 또는 RF 스퍼터(sputter) 공정에 의해서, 상기 p형 TCO층(300) 상에 p형 불순물과 함께 실리콘이 증착되어 형성된다. 이때, 실리콘 대신에 실리콘 카바이드가 증착될 수 있다.
상기 p형 불순물의 예로서는 붕소, 갈륨 및 인듐 등의 Ⅲ족 원소를 들 수 있다. 따라서, 상기 p형 실리콘층(410)은 아몰퍼스 실리콘에 p형 불순물이 도핑된 구조를 가질 수 있다.
상기 p형 실리콘층(410)의 하면, 즉, 상기 광 흡수층(400)의 하면에는 상기 제 3 요철 패턴에 의해서 제 4 요철 패턴이 형성된다. 즉, 상기 제 2 홈들(302)의 내측에 다수 개의 제 2 돌기들(411)이 각각 형성된다.
이후, 상기 p형 실리콘층(410) 상에 화학 기상 증착 공정 또는 스퍼터 공정에 의해서, 실리콘이 증착되어 i형 실리콘층(420)이 형성된다. 상기 i형 실리콘층(420)에는 도전형 불순물이 도핑되지 않는다.
이후, 상기 i형 실리콘층(420) 상에 n형 실리콘층(430)이 형성된다. 상기 n형 실리콘층(430)은 상기 i형 실리콘층(420) 상에 n형 불순물 및 실리콘이 증착되어 형성된다.
상기 n형 불순물의 예로서는 안티몬(Sb), 비소(As) 및 인(P) 등의 Ⅴ족 원소를 들 수 있다. 따라서, 상기 n형 실리콘층(430)은 아몰퍼스 실리콘에 상기 n형 불순물이 도핑된 구조를 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 n형 실리콘층(430) 상에 n형 TCO층(500)이 형성된다. 상기 n형 TCO층(500)은 스퍼터링 공정에 의해서 형성된다.
도 7을 참조하면, 상기 n형 TCO층(500) 상에 후면전극층(600)이 형성된다. 상기 후면전극층(600)은 은 또는 알루미늄이 증착되어 형성되거나, 도전성 입자를 포함하는 전극 페이스트가 프린팅되고, 소결되어 형성될 수 있다.
이와 같이, 향상된 광학적 특성을 가지고, 높은 광-전 변환 효율을 가지는 태양전지가 제조될 수 있다.
특히, 상기 p형 TCO층(300) 및 상기 광 흡수층(400)은 상기 제 2 반사 방지층(220)에 형성되는 상기 제 1 요철 패턴에 의해서, 패터닝된다. 즉, 상기 p형 TCO층(300) 및 상기 광 흡수층(400)에는 직접적이 식각 공정에 의하지 않고, 반사 방지 패턴 기능을 수행하는 상기 제 2 요철 패턴 및 상기 제 4 요철 패턴이 각각 형성된다.
또한, 상기 제 2 반사 방지층(220)은 습식 식각 공정이 아닌 건식 식각 공정에 의해서 패터닝된다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 상기 투명기판, 상기 p형 TCO층(300) 및 상기 광 흡수층(400)의 손상을 감소시킬 수 있다.
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.
실험예 #1, #2, #3
5㎜의 투명한 유리 기판 상에 100Å의 TiO2층을 형성하였다. 그리고, 각각의 실험예 별로 상기 TiO2층 상에 200Å, 300Å 및 400Å의 SiO2층을 형성하여, 반사 방지층#1(실험예 #1), 반사 방지층#2(실험예 #2) 및 반사 방지층#3(실험예 #3)을 형성하였다. 이후, 상기 반사 방지층#1, #2, #3 상에 ITO층을 약 1㎛ 두께로 형성하고, ITO층 상에 실리콘층을 형성하였다.
비교예
유리 기판 상에 ITO층을 바로 형성하였고, ITO층 상에 실리콘층을 형성하였다. 유리 기판, ITO층 및 실리콘층의 조건은 실험예들과 동일하였다.
이와같이 실험예들 및 비교예의 투과도를 측정한 결과, 도 8과 같이 반사 방지층을 가지는 실험예의 투과도가 향상된다는 것을 알 수 있다.
특히, SiO2층의 두께가 200Å인 경우, 가장 높은 투과도가 구현되는 것을 알 수 있었다.
Claims (12)
- 투명 기판;
상기 투명 기판 상에 배치되는 반사 방지층;
상기 반사 방지층 상에 배치되는 투명한 제 1 전극층;
상기 제 1 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되는 제 2 전극층을 포함하는 태양전지. - 제 1 항에 있어서, 상기 반사 방지층은 실리콘 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반사 방지층은
티타늄 옥사이드를 포함하는 제 1 반사 방지층; 및
실리콘 옥사이드를 포함하는 제 2 반사 방지층을 포함하는 태양전지. - 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 반사 방지층은 상기 투명기판 상에 배치되며, 80Å 내지 120Å의 두께를 가지고,
상기 제 2 반사 방지층은 상기 제 1 반사 방지층 상에 배치되고, 180Å 내지 220Å의 두께를 가지는 태양전지. - 제 1 항에 있어서, 상기 반사 방지층의 상면에 다수 개의 제 1 홈들이 형성되는 태양전지.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 전극층의 하면에는 상기 제 1 홈들에 대응하는 다수 개의 제 1 돌기들이 형성되는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수층 및 상기 제 2 전극층 사이에 개재되는 배면 반사층을 포함하는 태양전지.
- 제 1 항에 있어서, 상기 반사 방지층은
상기 투명 기판 상에 배치되며, 상기 투명 기판보다 더 높은 굴절률을 가지는 제 1 반사 방지층; 및
상기 제 1 반사 방지층 상에 배치되고, 상기 제 1 반사 방지층 및 상기 제 1 전극층보다 더 낮은 굴절률을 가지는 제 2 반사 방지층을 포함하는 태양전지. - 투명 기판 상에 반사 방지층을 형성하는 단계;
상기 반사 방지층 상에 투명한 제 1 전극층을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 및
상기 광 흡수층 상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법. - 제 9 항에 있어서, 상기 반사 방지층을 형성하는 단계는
상기 투명 기판 상에 티타늄 옥사이드를 증착하여 제 1 반사 방지층을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 반사 방지층 상에 실리콘 옥사이드를 증착하여 제 2 반사 방지층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법. - 제 10 항에 있어서, 상기 반사 방지층을 형성하는 단계는 상기 제 2 반사 방지층을 일부 식각하여 상기 제 2 반사 방지층의 상면에 다수 개의 제 1 홈들을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 전극층을 형성하는 단계는 상기 제 1 홈들이 형성된 제 2 반사 방지층 상에 투명한 도전물질을 증착하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.
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