KR20120007861A - Photovoltaic device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광기전 소자에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly to photovoltaic devices.
광기전 소자 중 태양 전지는 태양으로부터 방출되는 태양광을 전기 에너지로 변화시킬 수 있다. 태양 전지는 실질적으로 무한한 태양광을 에너지원으로 사용하여 전력을 발생시키며, 전력의 발생시에 유해한 물질이 발생되지 않는 장점을 가진다. 이에 따라, 현재 화석원료를 대체할 수 있는 대표적인 미래 친화경 에너지원으로 각광받고 있다.Solar cells in photovoltaic devices can convert sunlight emitted from the sun into electrical energy. Solar cells generate power using substantially unlimited sunlight as an energy source, and have the advantage that no harmful substances are generated when the power is generated. Accordingly, it is currently in the spotlight as a representative future-friendly energy source that can replace fossil raw materials.
다만, 태양 전지의 광전 변환 효율이 아직 낮아 태양 전지를 실용화하는데 어려움을 겪고 있다. 이에 따라, 태양 전지의 광전 변환 효율을 향상시키기 위하여 많은 연구들이 진행되고 있다.However, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell is still low, making it difficult to put the solar cell into practical use. Accordingly, many studies have been conducted to improve the photoelectric conversion efficiency of solar cells.
본 발명의 목적은 효율이 향상된 광기전 소자를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a photovoltaic device having improved efficiency.
본 발명의 실시예에 따른 광기전 소자는 피형 반도체층과 엔형 반도체층을 포함하는 광전 변환층, 상기 광전 변환층의 일부를 노출하는 전면 전극, 상기 전면 전극이 노출하는 상기 광전 변환층을 덮는 집광 렌즈들 및 상기 집광 렌즈들을 덮는 보호층을 포함한다.A photovoltaic device according to an embodiment of the present invention includes a photoelectric conversion layer including a semiconductor layer and an en-type semiconductor layer, a front electrode exposing a portion of the photoelectric conversion layer, and a light condensation covering the photoelectric conversion layer exposed by the front electrode. And a protective layer covering the lenses and the condensing lenses.
본 발명의 실시예에 따른 상기 집광 렌즈들의 굴절률은 상기 보호층의 굴절률보다 클 수 있다.The refractive index of the condensing lenses according to the embodiment of the present invention may be greater than the refractive index of the protective layer.
본 발명의 실시예에 따른 상기 광전 변환층은 상기 전면 전극에 의하여 노출되는 제 1 영역 및 상기 전면 전극에 의하여 덮히는 제 2 영역을 포함하되, 상기 집광 렌즈들은 상기 제 1 영역에 일대일로 대응될 수 있다.The photoelectric conversion layer according to the embodiment of the present invention may include a first region exposed by the front electrode and a second region covered by the front electrode, wherein the condensing lenses may correspond one-to-one to the first region. Can be.
본 발명의 실시예에 따른 상기 광전 변환층은 요철부를 포함할 수 있다.The photoelectric conversion layer according to the embodiment of the present invention may include an uneven portion.
본 발명의 실시예에 따른 상기 요철부는 상기 제 1 영역에 배치될 수 있다.The uneven portion according to the exemplary embodiment of the present invention may be disposed in the first region.
본 발명의 실시예에 따른 상기 광전 변환층은 상기 전면 전극에 의하여 노출되는 제 1 영역 및 상기 전면 전극에 의하여 덮히는 제 2 영역을 포함하되, 상기 집광 렌즈들은 상기 제 1 영역 각각에 복수 개가 배치될 수 있다.The photoelectric conversion layer according to the embodiment of the present invention includes a first region exposed by the front electrode and a second region covered by the front electrode, wherein a plurality of condensing lenses are disposed in each of the first regions. Can be.
본 발명의 실시예에 따른 상기 집광 렌즈들은 상기 제 1 영역 각각에 두 개가 배치될 수 있다.Two condensing lenses according to an embodiment of the present invention may be disposed in each of the first regions.
본 발명의 실시예에 따른 상기 두 개의 집광 렌즈들의 초점은 상기 전면 전극에 인접하여 형성될 수 있다.The focus of the two condensing lenses according to the embodiment of the present invention may be formed adjacent to the front electrode.
본 발명의 실시예에 따른 상기 두 개의 집광 렌즈들의 초점은 상기 전면 전극 사이의 가상의 중심선으로부터 벗어나서 형성될 수 있다.The focus of the two condensing lenses according to the embodiment of the present invention may be formed away from a virtual center line between the front electrodes.
본 발명의 실시예에 따른 상기 집광 렌즈들의 단면은 반원형의 형상을 가질 수 있다.A cross section of the condensing lenses according to the embodiment of the present invention may have a semicircular shape.
본 발명의 실시예에 따른 상기 집광 렌즈들과 상기 보호층은 투명한 물질을 포함할 수 있다.The condensing lenses and the protective layer according to the embodiment of the present invention may include a transparent material.
본 발명의 실시예에 따른 상기 집광 렌즈들 또는 상기 보호층 중 적어도 하나는 반사방지 물질을 포함할 수 있다.At least one of the condensing lenses or the protective layer according to an embodiment of the present invention may include an antireflective material.
본 발명의 실시예에 따르면, 집광 렌즈들 및 보호층에 의하여 태양광을 최대한 활용할 수 있으며, 집광된 빛에 의하여 발생한 전자-정공의 재결합이 최소화되어, 광기전 소자의 효율을 극대화할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the light collecting lens and the protective layer can utilize the sunlight to the maximum, and electron-hole recombination generated by the collected light is minimized, thereby maximizing the efficiency of the photovoltaic device.
도 1 및 2는 일반적인 광기전 소자를 설명하기 위한 도면들이다. 도 1은 일반적인 광기전 소자의 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′의 라인을 따라 취해진 단면도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광기전 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광기전 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광기전 소자를 설명하기 위한 단면도이다.1 and 2 are diagrams for describing a general photovoltaic device. 1 is a plan view of a typical photovoltaic device, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
3 and 4 are cross-sectional views illustrating a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view for describing a photovoltaic device according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view for describing a photovoltaic device according to still another embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments associated with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components are exaggerated for the effective description of the technical content. The same reference numerals denote the same elements throughout the specification.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and / or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Accordingly, shapes of the exemplary views may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include variations in forms generated by the manufacturing process. Accordingly, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shape of the regions illustrated in the figures is intended to illustrate a particular form of region of the device and not to limit the scope of the invention. Although terms such as first, second, third, and the like are used to describe various components in various embodiments of the present specification, these components should not be limited by such terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the words 'comprises' and / or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.
도 1 및 2는 일반적인 광기전 소자를 설명하기 위한 도면들이다. 도 1은 일반적인 광기전 소자의 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′의 라인을 따라 취해진 단면도이다.1 and 2 are diagrams for describing a general photovoltaic device. 1 is a plan view of a typical photovoltaic device, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
도 1 및 2를 참조하면, 광기전 소자는 후면 전극(10), 상기 후면 전극(10) 상의 피형 반도체층(20), 상기 피형 반도체층(20) 상의 엔형 반도체층(30), 상기 엔형 반도체층(30) 상의 라인 형태의 전면 전극(40) 및 상기 전면 전극(40)을 덮는 보호층(50)을 포함한다. 상기 피형 반도체층(20)과 상기 엔형 반도체층(30)은 광전 변환층(25)을 구성할 수 있다.1 and 2, the photovoltaic device includes a
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전면 전극(40)은 외부로부터 들어오는 태양광의 일부가 상기 광전 변환층(25)으로 입사되는 것을 감소시킨다. 이에 따라, 광기전 소자의 효율이 감소될 수 있다.As shown in FIG. 2, the
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광기전 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′의 라인을 따라 취해진 단면도이다.3 and 4 are cross-sectional views illustrating a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광기전 소자(100)는 후면 전극(110), 상기 후면 전극(110) 상의 피형 반도체층(120) 및 엔형 반도체층(130)을 포함하는 광전 변환층(photoelectric transformation layer, 125), 상기 광전 변환층(125)의 일부를 노출하는 전면 전극(140), 상기 전면 전극(140)이 노출하는 상기 광전 변환층(125)을 덮는 집광 렌즈들(150) 및 상기 집광 렌즈들(150)을 덮는 보호층(160)을 포함한다.3 and 4, the
상기 광전 변환층(125)은 외부의 태양광을 받아들여 전기 에너지를 발생시킨다. 상기 광전 변환층(125)은 4A족 원소(예를 들면, 실리콘 또는 게르마늄) 또는 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 피형 반도체층(120)은 피형 도펀트, 예를 들면 붕소(B), 알루미늄(Al), 및/또는 갈륨(Ga) 등을 포함할 수 있다. 상기 엔형 반도체층(130)은 엔형 도펀트, 예를 들면 인(P), 비소(As) 또는 안티모니(Sb) 등을 포함할 수 있다. 상기 피형 반도체층(120)과 엔형 반도체층(130)은 서로 접촉할 수 있다. 이에 의하여, 상기 광전 변환층(125) 내에 공핍 영역이 형성될 수 있다. 상기 공핍 영역에서 입사된 태양광에 의하여 광학적 캐리어(전자 및 정공)가 생성될 수 있다.The
상기 집광 렌즈들(150)의 굴절률은 상기 보호층(160)의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 집광 렌즈들(150) 및 상기 보호층(160)은 상기 광전 변환층(125)을 외부로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 집광 렌즈들(150)의 단면은 반원형의 형상을 가질 수 있다. 상기 집광 렌즈들(150) 및 상기 보호층(160)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또는, 상기 집광 렌즈들(150) 또는 상기 보호층(160) 중 적어도 하나는 반사방지 물질을 포함할 수 있다. 상기 보호층(160) 상에 유리층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 유리층은 소다 석회 유리(sodalime glass)를 포함할 수 있다.The refractive indices of the condensing
예를 들면, 상기 집광 렌즈들(150) 또는 보호층(160)은 아연 산화막(Zinc oxide), 인듐 주석 산화막(Induim Tin Oxide), 주석 산화막(Tin oxide), 알루미늄 산화막, 실리콘 산화막, 티타늄 산화막 또는 인듐 아연 산화막(Induim Zinc Oxide) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 보호층(160)이 굴절률이 약 1.48인 실리콘 산화막일 경우, 상기 집광 렌즈들(150)은 굴절률이 약 2.44인 티타늄 산화막일 수 있다. 상기 집광 렌즈들(150)의 굴절률이 상기 보호층(160)의 굴절률보다 크다는 조건하에서, 다양한 물질의 조합이 가능할 수 있다.For example, the condensing
상기 전면 전극(140) 및 후면 전극(110)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전면 전극(140) 및 후면 전극(110)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 금(Au), 탄소 나노 튜브, 그래핀(graphene) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The
상기 광전 변환층(125)은 상기 전면 전극(140)에 의하여 노출되는 제 1 영역(A) 및 상기 전면 전극(140)에 의하여 덮히는 제 2 영역(B)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 영역(B)으로 입사되어 진행되는 태양광이 상기 집광 렌즈들(150)에 의하여 상기 제 1 영역(A)으로 굴절될 수 있다. 상기 집광 렌즈들(150)은 상기 제 1 영역(A)에 일대일로 대응되도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 집광 렌즈들(150) 및 보호층(160)에 의하여 광기전 소자의 효율이 향상될 수 있다.The
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광기전 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′의 라인을 따라 취해진 단면도이다.5 is a cross-sectional view for describing a photovoltaic device according to another embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광기전 소자(200)는 후면 전극(210), 상기 후면 전극(210) 상의 피형 반도체층(220) 및 엔형 반도체층(230)을 포함하는 광전 변환층(photoelectric transformation layer, 225), 상기 광전 변환층(225)의 일부를 노출하는 전면 전극(240), 상기 전면 전극(240)이 노출하는 상기 광전 변환층(225)을 덮는 집광 렌즈들(250) 및 상기 집광 렌즈들(250)을 덮는 보호층(260)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the
상기 광전 변환층(225)은 외부의 태양광을 받아들여 전기 에너지를 발생시킨다. 상기 광전 변환층(225)은 4A족 원소(예를 들면, 실리콘 또는 게르마늄) 또는 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 피형 반도체층(220)은 피형 도펀트, 예를 들면 붕소(B), 알루미늄(Al), 및/또는 갈륨(Ga) 등을 포함할 수 있다. 상기 엔형 반도체층(230)은 엔형 도펀트, 예를 들면 인(P), 비소(As) 또는 안티모니(Sb) 등을 포함할 수 있다. 상기 피형 반도체층(220)과 엔형 반도체층(230)은 서로 접촉할 수 있다. 이에 의하여, 상기 광전 변환층(225) 내에 공핍 영역이 형성될 수 있다. 상기 공핍 영역에서 입사된 태양광에 의하여 광학적 캐리어(전자 및 정공)가 생성될 수 있다.The
상기 집광 렌즈들(250)의 굴절률은 상기 보호층(260)의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 집광 렌즈들(250) 및 상기 보호층(260)은 상기 광전 변환층(225)을 외부로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 집광 렌즈들(250)의 단면은 반원형의 형상을 가질 수 있다. 상기 집광 렌즈들(250) 및 상기 보호층(260)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또는, 상기 집광 렌즈들(250) 또는 상기 보호층(260) 중 적어도 하나는 반사방지 물질을 포함할 수 있다. 상기 보호층(260) 상에 유리층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 유리층은 소다 석회 유리(sodalime glass)를 포함할 수 있다.The refractive indices of the condensing
예를 들면, 상기 집광 렌즈들(250) 또는 보호층(260)은 아연 산화막(Zinc oxide), 인듐 주석 산화막(Induim Tin Oxide), 주석 산화막(Tin oxide), 알루미늄 산화막, 실리콘 산화막, 티타늄 산화막 또는 인듐 아연 산화막(Induim Zinc Oxide) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.For example, the condensing
상기 전면 전극(240) 및 후면 전극(210)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전면 전극(240) 및 후면 전극(210)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 금(Au), 탄소 나노 튜브, 그래핀(graphene) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The
상기 광전 변환층(225)은 상기 전면 전극(240)에 의하여 노출되는 제 1 영역(A) 및 상기 전면 전극(240)에 의하여 덮히는 제 2 영역(B)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 영역(B)으로 입사되어 진행되는 태양광이 상기 집광 렌즈들(250)에 의하여 상기 제 1 영역(A)으로 굴절될 수 있다. 상기 집광 렌즈들(250)은 상기 제 1 영역(A)에 일대일로 대응되도록 배치될 수 있다.The
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 광전 변환층(225)은 요철부(280)를 가질 수 있다. 즉, 상기 광전 변환층(225)은 오목부와 볼록부를 포함하는 표면 형상을 가질 수 있다. 상기 요철부(280)는 태양광이 입사되는 상기 제 1 영역(A)에 배치될 수 있다. 상기 광전 변환층(225)이 상기 요철부(280)를 가지므로, 상기 광전 변환층(225)의 표면에서 태양광이 반사되어 손실되는 것이 최소화될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 집광 렌즈들(250)과 요철부(280)가 배치됨으로써 광기전 소자의 효율이 향상될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the condensing
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광기전 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 6은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ′의 라인을 따라 취해진 단면도이다.6 is a cross-sectional view for describing a photovoltaic device according to still another embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광기전 소자(300)는 후면 전극(310), 상기 후면 전극(310) 상의 피형 반도체층(320) 및 엔형 반도체층(330)을 포함하는 광전 변환층(photoelectric transformation layer, 325), 상기 광전 변환층(325)의 일부를 노출하는 전면 전극(340), 상기 전면 전극(340)이 노출하는 상기 광전 변환층(325)을 덮는 집광 렌즈들(350) 및 상기 집광 렌즈들(350)을 덮는 보호층(360)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the
상기 광전 변환층(325)은 외부의 태양광을 받아들여 전기 에너지를 발생시킨다. 상기 광전 변환층(325)은 4A족 원소(예를 들면, 실리콘 또는 게르마늄) 또는 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 피형 반도체층(320)은 피형 도펀트, 예를 들면 붕소(B), 알루미늄(Al), 및/또는 갈륨(Ga) 등을 포함할 수 있다. 상기 엔형 반도체층(330)은 엔형 도펀트, 예를 들면 인(P), 비소(As) 또는 안티모니(Sb) 등을 포함할 수 있다. 상기 피형 반도체층(320)과 엔형 반도체층(330)은 서로 접촉할 수 있다. 이에 의하여, 상기 광전 변환층(325) 내에 공핍 영역이 형성될 수 있다. 상기 공핍 영역에서 입사된 태양광에 의하여 광학적 캐리어(전자 및 정공)가 생성될 수 있다.The
상기 집광 렌즈들(350)의 굴절률은 상기 보호층(360)의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 집광 렌즈들(350) 및 상기 보호층(360)은 상기 광전 변환층(325)을 외부로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 집광 렌즈들(350)의 단면은 반원형의 형상을 가질 수 있다. 상기 집광 렌즈들(350) 및 상기 보호층(360)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또는, 상기 집광 렌즈들(350) 또는 상기 보호층(360) 중 적어도 하나는 반사방지 물질을 포함할 수 있다. 상기 보호층(360) 상에 유리층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 유리층은 소다 석회 유리(sodalime glass)를 포함할 수 있다.The refractive indices of the condensing
예를 들면, 상기 집광 렌즈들(350) 또는 보호층(360)은 아연 산화막(Zinc oxide), 인듐 주석 산화막(Induim Tin Oxide), 주석 산화막(Tin oxide), 알루미늄 산화막, 실리콘 산화막, 티타늄 산화막 또는 인듐 아연 산화막(Induim Zinc Oxide) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.For example, the condensing
상기 전면 전극(340) 및 후면 전극(310)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전면 전극(340) 및 후면 전극(310)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 은(Ag), 금(Au), 탄소 나노 튜브, 그래핀(graphene) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The
상기 광전 변환층(325)은 상기 전면 전극(340)에 의하여 노출되는 제 1 영역(A) 및 상기 전면 전극(340)에 의하여 덮히는 제 2 영역(B)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 영역(B)으로 입사되어 진행되는 태양광이 상기 집광 렌즈들(350)에 의하여 상기 제 1 영역(A)으로 굴절될 수 있다.The
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 집광 렌즈들(350)은 상기 제 1 영역(A)에 각각 복수 개가 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 집광 렌즈들(350)은 상기 제 1 영역(A) 각각 두 개가 배치될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 집광 렌즈들(350)은 제 1 집광 렌즈(350a) 및 제 2 집광 렌즈(350b)를 포함할 수 있다. 상기 제 1, 2 집광 렌즈(350a, 350b)의 초점은 상기 전면 전극(340)에 인접하여 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제 1, 2 집광 렌즈(350a, 350b)의 초점은 상기 전면 전극(340) 사이의 가상의 중심선(X)으로부터 벗어나서 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a plurality of condensing
상기 제 1 집광 렌즈(350a)에 의하여 집광된 빛이 전자-정공쌍을 생성하고 재결합되기 전에 상기 전면 전극(340)에 전달될 수 있다. 따라서, 전자-정공의 재결합이 최소화될 수 있다.Light collected by the
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 집광 렌즈들(350) 및 보호층(360)에 의하여 태양광을 최대한 활용할 수 있으며, 집광된 빛에 의하여 발생한 전자-정공의 재결합이 최소화되어, 광기전 소자의 효율을 극대화할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the condensing
110, 210, 310: 후면 전극 120, 220, 320 : 피형 반도체층
130, 230, 330: 엔형 반도체층 125, 225, 325: 광전 변환층
140, 240, 340: 전면 전극 150, 250, 350: 집광 렌즈들
160, 260, 360: 보호층110, 210, and 310:
130, 230, and 330: n-type semiconductor layers 125, 225, and 325: photoelectric conversion layers
140, 240 and 340:
160, 260, 360: protective layer
Claims (12)
상기 광전 변환층의 일부를 노출하는 전면 전극;
상기 전면 전극이 노출하는 상기 광전 변환층을 덮는 집광 렌즈들; 및
상기 집광 렌즈들을 덮는 보호층을 포함하는 광기전 소자.A photoelectric conversion layer including a type semiconductor layer and an yen semiconductor layer;
A front electrode exposing a portion of the photoelectric conversion layer;
Condensing lenses covering the photoelectric conversion layer exposed by the front electrode; And
And a protective layer covering the condensing lenses.
상기 집광 렌즈들의 굴절률은 상기 보호층의 굴절률보다 큰 광기전 소자.The method according to claim 1,
The refractive index of the condensing lenses is greater than the refractive index of the protective layer.
상기 광전 변환층은 상기 전면 전극에 의하여 노출되는 제 1 영역 및 상기 전면 전극에 의하여 덮히는 제 2 영역을 포함하되,
상기 집광 렌즈들은 상기 제 1 영역에 일대일로 대응되는 광기전 소자.The method according to claim 1,
The photoelectric conversion layer includes a first region exposed by the front electrode and a second region covered by the front electrode,
The light collecting elements may have a one-to-one correspondence with the first region.
상기 광전 변환층은 요철부를 포함하는 광기전 소자.The method according to claim 3,
The photoelectric conversion layer includes a photovoltaic device comprising an uneven portion.
상기 요철부는 상기 제 1 영역에 배치되는 광기전 소자.The method of claim 4,
The uneven portion is a photovoltaic element disposed in the first region.
상기 광전 변환층은 상기 전면 전극에 의하여 노출되는 제 1 영역 및 상기 전면 전극에 의하여 덮히는 제 2 영역을 포함하되,
상기 집광 렌즈들은 상기 제 1 영역 각각에 복수 개가 배치되는 광기전 소자.The method according to claim 1,
The photoelectric conversion layer includes a first region exposed by the front electrode and a second region covered by the front electrode,
The plurality of condenser lenses are disposed in each of the first region.
상기 집광 렌즈들은 상기 제 1 영역 각각에 두 개가 배치되는 광기전 소자.The method of claim 6,
And two condensing lenses on each of the first regions.
상기 두 개의 집광 렌즈들의 초점은 상기 전면 전극에 인접하여 형성되는 광기전 소자.The method according to claim 7,
A focus of the two condensing lenses is formed adjacent to the front electrode.
상기 두 개의 집광 렌즈들의 초점은 상기 전면 전극 사이의 가상의 중심선으로부터 벗어나서 형성되는 광기전 소자.The method according to claim 7,
The focus of the two condensing lenses is formed off the imaginary center line between the front electrodes.
상기 집광 렌즈들의 단면은 반원형의 형상을 가지는 광기전 소자.The method according to claim 1,
Cross-section of the condensing lens is a photovoltaic device having a semi-circular shape.
상기 집광 렌즈들과 상기 보호층은 투명한 물질을 포함하는 광기전 소자.The method according to claim 1,
The light collecting elements and the protective layer include a transparent material.
상기 집광 렌즈들 또는 상기 보호층 중 적어도 하나는 반사방지 물질을 포함하는 광기전 소자.The method according to claim 1,
At least one of the light collecting lenses or the protective layer comprises an antireflective material.
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