KR20120009964A - 태양전지 - Google Patents

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Abstract

태양전지가 개시된다. 태양전지는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전형을 가지는 제 1 투명층; 및 상기 제 1 투명 도전층 상에 배치되는 제 2 도전형을 가지는 제 2 투명층을 포함한다. 태양전지는 투명층들로 pn접합을 형성할 수 있고, 전체적으로 투명하다.

Description

태양전지{SOLAR CELL}
실시예는 태양전지에 관한 것이다.
최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다. 특히, 건물의 외벽 및 창에 사용되는 태양전지 등에 대한 연구가 진행 중이다.
실시예는 투명한 태양전지를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 태양전지는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전형을 가지는 제 1 투명층; 및 상기 제 1 투명 도전층 상에 배치되는 제 2 도전형을 가지는 제 2 투명층을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지는 서로 다른 도전형을 가지는 투명층들이 접합되어 형성될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 태양전지는 투명층들을 사용하여 pn접합을 형성할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 투명층들로 구성되어, 전체적으로 투명할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지는 건물의 창 등에 사용되어 태양광을 전기에너지로 변환시킬 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드를 형성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 4는 제 3 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 5는 실험예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 6은 실험예에 따른 태양전지의 pn 접합 특성을 도시한 그래프이다.
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.
도 1은 제 1 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지는 투명 기판(100), n형 도전층(200), p형 반도체층(500), p+형 반도체층(600), 제 1 그리드 전극(700) 및 제 2 그리드 전극(800)을 포함한다.
상기 투명 기판(100)은 투명하며, 플레이트 형상을 가진다. 상기 투명 기판(100)은 상기 n형 도전층(200), 상기 p형 반도체층(500), 상기 p+형 반도체층(600), 상기 제 1 그리드 전극(700) 및 상기 제 2 그리드 전극(800)을 지지한다.
상기 투명 기판(100)은 플라스틱 기판, 유리 기판 또는 석영 기판일 수 있다. 또한, 상기 투명 기판(100)은 플렉서블하거나 리지드할 수 있다.
상기 n형 도전층(200)은 상기 투명 기판(100) 상에 배치된다. 상기 n형 도전층(200)은 투명하며, 낮은 저항을 가진다. 상기 n형 도전층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 등을 들 수 있다.
상기 n형 도전층(200)은 상기 투명 기판(100)의 상면에 전체적으로 형성되며, 스트라이프 형상 또는 매트릭스 형상을 가지도록 패터닝될 수 있다.
상기 p형 반도체층(500)은 상기 n형 도전층(200) 상에 배치된다. 상기 p형 반도체층(500)은 상기 n형 도전층(200)에 직접 접촉될 수 있다. 즉, 상기 p형 반도체층(500)은 상기 n형 도전층(200)의 상면에 전체적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 p형 반도체층(500)은 매트릭스 형태 또는 스트라이프 형상을 가지도록 패터닝될 수 있다.
상기 p형 반도체층(500)은 투명하다. 상기 p형 반도체층(500)은 p형 산화물 반도체를 포함한다. 더 자세하게, 상기 p형 반도체층(500)은 스트론튬 구리 옥사이드(strontium copper oxide)를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 p형 반도체층(500)은 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드(strontium copper oxide)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 스트론튬 구리 옥사이드에는 I족 원소 및 II족 원소가 도핑될 수 있다.
예를 들어, 상기 도핑되는 원소들 중 하나는 칼륨(K), 나트륨(Na), 리튬(Li), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 및 Fr(프란슘)으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 도핑되는 원소들 중 다른 하나는 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 및 라듐(Ra)으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
더 자세하게, 상기 스트론튬 구리 옥사이드에는 칼륨(K) 및 칼슘(Ca)가 도핑될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 p형 산화물 반도체 조성물은 칼륨 및 칼슘이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드(SrCu2O2:(K, Ca))를 포함할 수 있다.
더 자세하게, 상기 칼륨은 상기 스트론튬 구리 옥사이드에 0.47wt% 내지 0.79wt%의 비율로 도핑될 수 있다. 또한, 상기 칼슘은 상기 스트론튬 구리 옥사이드에 0.32wt% 내지 0.81wt%의 비율로 도핑될 수 있다.
이때, 상기 칼륨의 도핑 농도가 0.47wt% 미만인 경우, 도핑 효과가 미약하고, 0.79wt%를 초과하는 경우, 도핑 임계치에 도달하여, 상기 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 저하될 수 있다.
상기 도핑되는 원소들은 스트론튬과 치환될 수 있다. 즉, 둘 이상의 원소들이 스트론튬과 치환될 수 있다.
예를 들어, 상기 스트론튬 구리 옥사이드는 아래의 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
(Sr1 -X-Y, AX, BY)Cu2O2
여기서, A는 II족 원소이고, B는 I족 원소이고, 0<X<1이고, 0<Y<1이다.
더 자세하게, 상기 스트론튬 구리 옥사이드는 아래의 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
(Sr1 -X-Y, CaX, KY)Cu2O2
여기서, 0.02<X<0.05이고, 0.03<Y<0.05일 수 있다. X가 0.02 이하인 경우, Ca의 칼슘의 도핑 효과가 미미하고, X가 0.05 이상인 경우에는, 임계치에 도달하여, 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 오히려 감소될 수 있다.
마찬가지로, Y가 0.03 이하인 경우, 칼륨의 도핑 효과가 미미하고, Y가 0.05 이상인 경우에는, 임계치에 도달하여, 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 오히려 감소될 수 있다
이와는 다르게, 상기 도핑된 원소들 중 일부는 스트론튬과 치환되고, 상기 도핑된 원소들 중 다른 일부는 구리와 치환될 수 있다.
예를 들어, 상기 스트론튬 구리 옥사이드는 아래의 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
(Sr1 -X, AX)(Cu1 -Y, BY)2O2
여기서, A는 II족 원소이고, B는 I족 원소이고, 0<X<1이고, 0<Y<1이다.
더 자세하게, 상기 스트론튬 구리 옥사이드는 아래의 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
(Sr1 -X, CaX)(Cu1 -Y, KY)2O2
여기서, 0.02<X<0.05이고, 0.015<Y<0.025일 수 있다. X가 0.02 이하인 경우, Ca의 칼슘의 도핑 효과가 미미하고, X가 0.05 이상인 경우에는, 임계치에 도달하여, 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 오히려 감소될 수 있다.
마찬가지로, Y가 0.015 이하인 경우, 칼륨의 도핑 효과가 미미하고, Y가 0.025 이상인 경우에는, 임계치에 도달하여, 상기 스트론튬 구리 옥사이드의 전도도가 오히려 감소될 수 있다.
상기 p형 산화물 반도체는 투명하다. 또한, 상기 p형 산화물 반도체는 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드를 포함하기 때문에 높은 전기적인 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기 p형 산화물 반도체가 상기 p형 반도체층(500)에 사용되기 때문에, 상기 p형 반도체층(500)은 얇은 두께로 형성되더라도 충분한 전기적인 특성을 가질 수 있다.
도 2는 상기 p형 산화물 반도체를 형성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 원료 물질들이 준비된다. 원료 물질들로 스트론튬 화합물, 구리 옥사이드, I족 원소 화합물 및 II족 원소 화합물이 제공된다(S10).
이때, 스트론튬 화합물, I족 원소 화합물 및 II족 원소 화합물은 카보네이트 일 수 있다. 이와는 다르게, 스트론튬 화합물, I족 원소 화합물 및 II족 원소 화합물은 옥사이드(oxide) 일 수 있다.
상기 스트론튬 화합물은 스트론튬 카보네이트(SrCO3) 또는 스트론튬 옥사이드(SrO)로부터 선택될 수 있다. 상기 I족 원소 화합물은 칼륨 카보네이트 또는 칼륨 옥사이드로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 II족 원소 화합물은 칼슘 카보네이트 또는 칼슘 옥사이드로부터 선택될 수 있다.
더 자세하게, 상기 원료 물질들로, 스트론튬 카보네이트(SrCO3), 구리 옥사이드(CuO), 칼륨 카보네이트(KCO3) 및 칼슘 카보네이트(CaCO3)가 제공될 수 있다.
특히, 상기 칼륨 카보네이트 및 상기 칼슘 카보네이트의 질량은 도핑하고자하는 칼륨 및 칼슘의 질량 %에 따라서 달라질 수 있다.
상기 원료 물질들은 유기 용매와 함께 균일하게 혼합된다(S20). 상기 원료 물질들을 혼합하기 위한 공정에는 볼 밀(ball mill) 또는 플래너터리 밀(planetary mill) 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 유기 용매로는 에탄올 등이 사용될 수 있다.
이후, 혼합된 원료 물질들은 건조되고, 상기 유기 용매는 증발되어 제거된다(S30).
이후, 상기 건조된 원료 물질들은 하소(calcination) 공정을 통하여 서로 반응한다(S41, S42, S43). 또한, 상기 건조된 원료 물질들은 상기 하소 공정을 통하여 서로 응집되어, 응집체가 형성된다.
상기 하소 공정을 진행하기 위한 전기로는 통상적인 상업 공정에 적용할 수 있는 것으로, 구체적으로는 진공 분위기 소성로, 직접 저항로, 간접 저항로, 직접 아크로 또는 간접 아크로, 바람직하게는 진공 분위기 소성로를 이용하여 수행할 수 있다. 상기 하소 공정에서 사용되는 가스는 질소(N2) 및 아르곤(Ar)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 질소일 수 있으며, 상기 질소(N2)는 산소 결합 방지를 위한 퍼지 가스(purge gas)로서 이용될 수 있다.
상기 하소 공정은 여러 차례의 하소 공정들로 진행될 수 있다. 예를 들어, 상기 하소 공정은 제 1 차 하소 공정(S41), 제 2 차 하소 공정(S42) 및 제 3 차 하소 공정(S43)으로 진행될 수 있다.
또한, 각각의 하소 공정 사이에 반응의 완료 여부를 검사하기 위한 공정들이 각각 진행될 수 있다.
상기 제 1 차 하소 공정(S41)은 약 870℃ 내지 약 950℃의 온도에서 약 72시간 동안 진행될 수 있다. 상기 제 1 차 하소 공정(S41)이 완료된 후, 상기 원료 물질은 냉각될 수 있다.
또한, 상기 제 2 차 하소 공정(S42)은 약 870℃ 내지 약 950℃의 온도에서 약 24시간 동안 진행될 수 있다. 상기 제 2 차 하소 공정(S42)이 완료된 후, 상기 원료 물질은 냉각될 수 있다.
또한, 상기 제 3 차 하소 공정(S43)은 약 870℃ 내지 약 950℃의 온도에서 약 24시간 동안 진행될 수 있다.
이와 같은 하소 공정을 통하여 상기 원료 물질들은 서로 반응하고, 실시예 따른 p형 산화물을 포함하는 응집체가 형성된다.
이후, 상기 하소 공정을 통하여 형성된 응집체는 플래네터리 밀 등에 의해서 미분쇄되고, 실시예에 따른 p형 산화물 반도체를 포함하는 분말이 형성된다(S50).
이후, 상기 분말은 압축, 하소, 폴리싱 및 본딩 등의 공정 등을 통하여 가공되고, 실시예에 따른 p형 산화물 반도체를 포함하는 타겟이 형성된다.
이와 같이, 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드가 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 스트론튬 구리 옥사이드를 포함하는 타겟을 사용하여, 상기 p형 반도체층(500)은 스퍼터링 공정 등에 의해서 형성될 수 있다.
또한, 상기 p형 반도체층(500)으로 칼륨 및 나트륨이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드(SrCu2O2:(K, Na))가 사용될 수 있다. 상기 칼륨 및 나트륨이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드는 스트론튬 화합물, 구리 옥사이드, 칼륨 화합물 및 나트륨 화합물이 원료 물질들로 사용되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 p형 반도체층(500)으로 구리 알루미늄 옥사이드(CuAlO2)가 사용될 수 있다. 상기 구리 알루미늄 옥사이드는 델라포사이드(delafossite) 구조를 가진다. 또한, 상기 구리 알루미늄 옥사이드에는 갈륨(Ga) 등이 도핑될 수 있다.
상기 p+형 반도체층(600)은 상기 p형 반도체층(500) 상에 배치된다. 상기 p+형 반도체층(600)은 투명하고, 상기 p형 반도체층(500) 보다 더 높은 전도도를 가질 수 있다. 상기 p+형 반도체층(600)은 상기 p형 반도체층(500)의 상면에 전체적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 p+형 반도체층(600)은 상기 p형 반도체층(500)에 직접 접촉될 수 있다. 또한, 상기 p+형 반도체층(600)은 매트릭스 형태 또는 스트라이프 형상을 가지도록 패터닝될 수 있다.
상기 p+형 반도체층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 스트론튬 구리 옥사이드 등을 들 수 있다. 특히, 상기 p+형 반도체층(600)으로 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드가 사용될 수 있다.
이때, 상기 p+형 반도체층(600)은 상기 p형 반도체층(500)보다 더 많은 양의 산소를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 p+형 반도체층(600)으로 사용되는 스트론튬 구리 옥사이드의 산소 조성이 상기 p형 반도체층(500)으로 사용되는 스트론튬 구리 옥사이드의 산소 조성보다 더 높을 수 있다.
더 자세하게, 상기 p+형 반도체층(600)은 상기 p형 반도체층(500)을 형성하는 타겟과 동일한 타겟을 사용하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 p+형 반도체층(600)은 고압의 산소 분위기에서 형성될 수 있다. 즉, 상기 p+형 반도체층(600)은 둘 이상의 원소들이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드를 포함하는 타겟을 사용하고, 산소 분위기에서 진행되는 스퍼터링 공정에 의해서 형성될 수 있다.
또한, 상기 p+형 반도체층(600)으로 칼륨 및 나트륨이 도핑된 스트론튬 옥사이드가 사용될 수 있다. 이때, 상기 p+형 반도체층(600)은 산소 분위기에서 형성되어, 상대적으로 높은 조성의 산소를 포함할 수 있다.
상기 n형 도전층(200)의 제 1 도전성을 가진다. 즉, 상기 n형 도전층(200)은 n형을 가진다. 즉, 상기 n형 도전층(200)은 상기 제 1 도전성을 가지는 제 1 투명층이다.
또한, 상기 p형 반도체층(500) 및 상기 p+형 반도체층(600)은 제 2 도전성을 가진다. 즉, 상기 p형 반도체층(500) 및 상기 p+형 반도체층(600)은 상기 제 2 도전성을 가지는 제 2 투명층이다.
이에 따라서, 상기 제 1 투명층 및 상기 제 2 투명층은 pn 접합을 형성한다. 즉, 상기 n형 도전층(200), 상기 p형 반도체층(500) 및 상기 p+형 반도체층(600)은 pn 접합을 형성하여, 외부의 광을 입사받아 전기에너지로 변환시킨다.
상기 제 1 그리드 전극(700)은 상기 n형 도전층(200)에 접속된다. 상기 제 1 그리드 전극(700)은 외부의 축전 장치, 인접하는 태양전지 또는 인접하는 태양전지 패널 등에 연결된다.
상기 제 1 그리드 전극(700)은 상기 n형 도전층(200)으로부터 생성되는 전자를 포집하는 기능을 수행한다. 상기 제 1 그리드 전극(700)으로 사용되는 물질의 예로서는 은 또는 알루미늄 등을 들 수 있다. 상기 제 1 그리드 전극(700)은 상기 n형 도전층(200)의 상면의 일부에 배치될 수 있다.
상기 제 2 그리드 전극(800)은 상기 p+형 반도체층(600) 상에 배치된다. 상기 제 2 그리드 전극(800)은 상기 p+형 반도체층(600)의 상면의 일부에 형성된다. 상기 제 2 그리드 전극(800)은 은 또는 알루미늄 등에 의해서 형성될 수 있다. 상기 제 2 그리드 전극(800)은 상기 p형 반도체층(500) 및 상기 p+형 반도체층(600)에서 형성된 홀을 외부의 장치, 인접하는 태양전지 또는 인접하는 태양전지 패널 등에 전달할 수 있다.
상기 투명 기판(100), 상기 n형 도전층(200), 상기 p형 반도체층(500) 및 상기 p+형 반도체층(600)은 투명하다. 이에 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 전체적으로 투명할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지는 건물의 창 등에 사용되어, 외부로부터 입사되는 태양광을 전기에너지로 변환시킬 수 있다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다. 본 실시예에 대한 설명에서 앞서 설명한 제 1 실시예를 참조하고, n형 반도체층에 대해서 추가적으로 설명한다. 앞선 제 1 실시예에 대한 설명은 변경된 부분을 제외하고, 본 실시예에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 태양전지는 n형 반도체층(300)을 포함한다. 상기 n형 반도체층(300)은 p형 반도체층(500) 및 n형 도전층(200) 사이에 개재된다. 상기 n형 반도체층(300)은 상기 p형 반도체층(500) 및 상기 n형 도전층(200)에 직접 접촉될 수 있다. 또한, 상기 n형 반도체층(300)은 매트릭스 형태 또는 스트라이프 형상을 가지도록 패터닝될 수 있다.
상기 n형 반도체층(300)은 투명하며, 상기 n형 도전층(200)의 상면 전체에 형성될 수 있다. 상기 n형 반도체층(300)으로 투명한 n형 산화물 반도체가 사용될 수 있다. 더 자세하게, 상기 n형 반도체층(300)으로 사용되는 물질의 예로서는 Al2O3가 도핑된 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.
상기 n형 반도체층(300) 및 상기 n형 도전층(200)은 제 1 도전형을 가지는 제 1 투명층을 구성한다. 특히, 상기 n형 반도체층(300)의 에너지 밴드갭은 상기 p형 반도체층(500)의 에너지 및 상기 n형 도전층(200)의 에너지 밴드갭의 사이의 값을 가질 수 있다.
이에 따라서, 상기 n형 반도체층(300)은 상기 p형 반도체층(500) 및 상기 n형 도전층(200) 사이의 급격한 에너지 밴드갭의 차이를 완화할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 태양전지는 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다. 또한, 상기 n형 반도체층(300)은 투명하므로, 본 실시예에 따른 태양전지는 전체적으로 투명하다.
도 4는 제 3 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다. 본 실시예에 대한 설명에서 앞서 설명한 실시예들을 참조하고, 인트린식층에 대해서 추가적으로 설명한다. 앞선 실시예들에 대한 설명은 변경된 부분을 제외하고, 본 실시예에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지는 인트린식층(400)을 포함한다. 상기 인트린식층(400)은 n형 반도체층(300) 및 p형 반도체층(500) 사이에 개재된다. 즉, 상기 인트린식층(400)은 제 1 도전형을 가지는 제 1 투명층 및 제 2 도전형을 가지는 제 2 투명층 사이에 개재된다. 또한, 상기 인트린식층(400)은 매트릭스 형태 또는 스트라이프 형상을 가지도록 패터닝될 수 있다.
상기 인트린식층(400)은 투명하며, 상기 제 1 투명층 및 상기 제 2 투명층에 직접 접촉될 수 있다. 즉, 상기 인트린식층(400)은 상기 n형 반도체층(300) 및 상기 p형 반도체층(500)에 직접 접촉될 수 있다.
상기 인트린식층(400)으로 사용되는 물질의 예로서는 불순물이 도핑되지 않는 징크 옥사이드(intrinsic zinc oxide;iZO) 등을 들 수 있다.
상기 인트린식층(400)은 상기 p형 반도체층(500) 및 상기 n형 반도체층(300) 사이의 밴드갭 에너지 차이를 완화할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 태양전지는 향상된 광-전 변환 효율을 가진다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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
도 5를 참조하면, 투명한 유리기판(101) 상에 인듐 틴 옥사이드를 약 200㎚의 두께로 증착하여, n형 도전층(201)을 형성하였다. 이후, 상기 n형 도전층(201) 상에 칼륨 및 칼슘이 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드가 증착되어 p형 반도체층(501)이 형성되었다. 상기 p형 반도체층(501)을 형성하기 위하여 칼륨이 약 0.47wt%로, 칼슘이 약 0.32wt%로 도핑된 스트론튬 구리 옥사이드 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정이 진행되었다. 상기 p형 반도체층(501)을 형성하기 위한 공정은 질소 또는 불활성 기체 분위기에서 진행되었고, 상기 p형 반도체층(501)은 약 120㎚의 두께로 형성되었다. 이후, 전체 압력은 약 3×10-3 Torr에서, 약 160sccm의 아르곤 분위기 및 약 40sccm의 산소 분위기에서, 상기 p형 반도체층(501)을 형성하기 위한 타겟과 동일한 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, p+형 반도체층(601)이 형성되었다. 이후, 상기 n형 도전층(201)에 접속하는 제 1 그리드 전극(701) 및 상기 p+형 반도체층(601)에 접속되는 제 2 그리드 전극(801)이 형성되었다.
이와 같이 형성된 태양전지에 약 100mW/㎠의 광이 조사되고, 약 3mV의 전위차가 상기 제 1 그리드 전극(701) 및 상기 제 2 그리드 전극(801) 사이에 형성되었다.
또한, 상기 n형 도전층(201) 및 상기 p형 반도체층(501) 사이의 pn접합 특성은 도 6과 같이 측정되었다.

Claims (14)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 제 1 도전형을 가지는 제 1 투명층; 및
    상기 제 1 투명 도전층 상에 배치되는 제 2 도전형을 가지는 제 2 투명층을 포함하는 태양전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 투명층 상에 배치되는 그리드 전극을 포함하는 태양전지.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 투명층 및 상기 제 2 투명층 사이에 개재되는 투명한 인트린식층을 포함하는 태양전지.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 인트린식층은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드를 포함하는 태양전지.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 투명층, 상기 인트린식층 및 상기 제 2 투명층은 서로 직접 접촉하고,
    상기 기판은 투명한 태양전지.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 투명층 및 상기 제 2 투명층은 서로 직접 접촉하고,
    상기 기판은 투명한 태양전지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 투명층은
    인듐 틴 옥사이드 또는 Al이 도핑된 징크 옥사이드를 포함하는 제 1 층; 및
    상기 제 1 층 상에 배치되고 Al2O3가 도핑된 징크 옥사이드를 포함하는 제 2 층을 포함하는 태양전지.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 투명층은
    구리 알루미늄 옥사이드를 포함하는 제 1 층; 및
    상기 제 1 층 상에 배치되며 스트론튬 구리 옥사이드를 포함하는 제 2 층을 포함하는 태양전지.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 투명층은
    상기 제 1 투명층 상에 배치되는 제 1 층; 및
    상기 제 1 층 상에 배치되며, 상기 제 1 층보다 더 많은 산소를 포함하는 제 2 층을 포함하는 태양전지.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 투명층은 Al2O3가 도핑된 징크 옥사이드, 인듐 틴 옥사이드 또는 Al이 도핑된 징크 옥사이드를 포함하는 태양전지.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 투명층은 둘 이상의 원소들이 도핑되는 스트론튬 구리 옥사이드 또는 구리 알루미늄 옥사이드를 포함하는 태양전지.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 둘 이상의 원소들은 칼륨 및 칼슘인 태양전지.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 둘 이상의 원소들은 칼륨 및 나트륨인 태양전지.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 투명층은 구리 알루미늄 옥사이드를 포함하는 태양전지.
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