KR20130006904A - 박막 태양 전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 태양 전지에 관한 것이다. 이러한 박막 태양 전지의 한 예는 기판, 상기 기판 위에 위치한 전면 전극, 상기 전면 전극 위에 위치한 제1 반사 방지부, 상기 제1 반사 방지부 위에 위치하고 빛을 입사 받아 전기로 변환하는 광전 변환부, 그리고 상기 광전 변환부 위에 위치하는 후면 전극을 포함하고, 상기 제1 반사 방지부의 굴절률은 상기 전면 전극의 굴절률과 상기 광전 변환부의 굴절률의 사이값을 갖는다. 이로 인해, 전면 전극과 광전 변화부 사이에 위치한 제1 반사 방지부가 전면 전극과 광전 변환부의 굴절률의 사이값을 굴절률로 갖고 있으므로, 전면 전극을 통과한 빛이 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 양이 증가고, 이로 인해 박막 태양 전지의 효율이 향상된다.

Description

박막 태양 전지{THIN FLIM SOLAR CELL}
본 발명은 박막 태양 전지에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고, 이에 따라 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양 전지가 주목 받고 있다.
일반적인 태양 전지는 p형과 n형처럼 서로 다른 도전성 타입(conductive type)에 의해 p-n 접합을 형성하는 반도체부, 그리고 서로 다른 도전성 타입의 반도체부에 각각 연결된 전극을 구비한다.
이러한 태양 전지에 빛이 입사되면 반도체부에서 전자와 정공이 생성되고 생성된 전하는 p-n 접합에 의해 n형과 p형 반도체로 각각 이동하므로, 전자는 n형의 반도체부 쪽으로 이동하고 정공은 p형 반도체부 쪽으로 이동한다. 이동한 전자와 정공은 각각 p형의 반도체부와 n형의 반도체부에 연결된 서로 다른 전극에 의해 수집되고 이 전극들을 전선으로 연결하여 전력을 얻는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 박막 태양 전지의 효율을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 태양 전지는 기판, 상기 기판 위에 위치한 전면 전극, 상기 전면 전극 위에 위치한 제1 반사 방지부, 상기 제1 반사 방지부 위에 위치하고 빛을 입사 받아 전기로 변환하는 광전 변환부, 그리고 상기 광전 변환부 위에 위치하는 후면 전극을 포함하고, 상기 제1 반사 방지부의 굴절률은 상기 전면 전극의 굴절률과 상기 광전 변환부의 굴절률의 사이값을 갖는다.
상기 제1 반사 방지부의 굴절률은 2.4 내지 2.8일 수 있다.
상기 제1 반사 방지부는 30㎚ 내지 50㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 반사 방지부는 투명한 도전성 산화물로 이루어질 수 있다.
상기 특징에 따른 박막 태양 전지는 상기 제1 반사 방지부와 상기 광전 변환부 사이에 위치하는 투명한 도전층을 더 포함할 수 있다.
상기 투명한 도전층은 상기 제1 반사 방지부보다 얇은 두께를 갖는 것이 좋다.
상기 투명한 도전층은 5㎚ 내지 15㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 투명한 도전층은 알루미늄을 함유한 아연 산화물(ZnO:Al)로 이루어질 수 있다.
상기 특징에 따른 박막 태양 전지는 상기 기판과 상기 전면 전극 사이에 위치한 제2 반사 방지부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 반사 방지부는 절연성을 갖는 것이 좋다.
상기 제2 반사 방지부는 1.65 내지 1.7의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제2 반사 방지부는 70㎚ 내지 100㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 특징에 따른 박막 태양 전지는 상기 기판의 입사면 위에 위치하는 제3 반사 방지부를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 반사 방지부는 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어질 수 있다.
빛이 입사되는 쪽에 위치한 상기 제3 반사 방지부의 표면은 다공성 표면일 수 있다.
상기 제3 반사 방지부는 1.35 내지 1.4의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제3 반사 방지부는 70㎚ 내지 100㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 특징에 따른 박막 태양 전지는 상기 광전 변환부와 상기 후면 전극 사이에 위치한 후면 반사부를 더 포함할 수 있다.
상기 후면 반사부는 200nm 내지 800nm의 두께를 갖고, 1.8 내지 2.0의 굴절률을 가질 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 전면 전극과 광전 변화부 사이에 위치한 제1 반사 방지부가 전면 전극과 광전 변환부의 굴절률의 사이값을 굴절률로 갖고 있으므로, 전면 전극을 통과한 빛이 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 양이 증가고, 이로 인해 박막 태양 전지의 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 태양 전지의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 박막 태양 전지에서 빛의 파장 변화에 따른 박막 태양 전지의 효율 변화를 도시한 그래프이다.
도 3는 본 발명의 한 실시예에 따라 박막 태양 전지에서 반사 방지부의 굴절률 변화에 따른 박막 태양 전지의 출력 전류의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4 및 도 5은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 태양 전지의 다른 예에 대한 일부 단면도이다.
도 6은 발명의 다른 실시예에 따른 박막 태양 전지의 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에서, 투명한 도전막의 두께 변화에 따른 박막 태양 전지의 출력 전류의 변화를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 박막 태양 전지에서 제3 반사 방지부의 전도도 변화에 따른 박막 태양 전지의 필 팩터(fill factor)의 변화를 도시한 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 태양 전지에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1를 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 태양 전지는 입사되는 빛을 전기로 변환하는 광전 변환부(PV), 광전 변환부(PV)의 한 면 위에, 즉 빛이 입사되는 입사면 위에 위치한 제1 반사 방지부(153), 제1 반사 방지부(153) 위에 위치한 전면 전극(110), 전면 전극(110) 위에 위치한 제2 반사 방지부(152), 제2 반사 방지부(152) 위에 위치한 기판(100), 기판(100) 위에 위치한 제3 반사 방지부(151), 광전 변환부(PV)의 다른 면 위에, 즉 광전 변환부(PV)의 입사면의 반대편에 위치하는 면 위에 위치한 후면 반사부(130), 후면 반사부(130) 위에 위치한 후면 전극(140)을 구비한다.
이와 같은, 도 1에서는 광전 변환부(PV)의 구조가 입사면으로부터 p-i-n 구조로 되는 것을 일례로 설명하고 있으나, 광전 변환부(PV)의 구조가 입사면으로부터 n-i-p 구조로 되는 것도 가능하다. 그러나, 이하에서는 설명의 편의상 광전 변환부(PV)의 구조가 입사면으로부터 p-i-n 구조로 되는 것을 일례로 설명한다.
기판(100)은 투명하고 비전도성 재료로 이루어진 투명한 기판이고, 기판(100) 쪽으로 입사되는 빛이 광전 변환부(PV)에 효과적으로 도달할 수 있도록 한다. 이러한 기판(100)은 예를 들어 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있고, 약 2㎜의 두께를 갖는다.
기판(100)의 입사면 위에 위치한 제3 반사 방지부(151)는 외부로부터 입사되는 빛의 반사량을 감소시켜, 기판(100)으로 입사되는 빛의 증가시킨다.
이때, 제3 반사 방지부(151)에서, 입사면 쪽에 위치한 표면은 다공성 표면을 갖고, 제3 반사 방지부(151)는 실리콘 산화물(SiOx)과 같은 투명한 절연 물질로 이루어질 수 있다. 이때 제3 반사 방지부(151)는 약 80㎚ 내지 100㎚의 두께를 가질 수 있다. 또한, 제3 반사 방지부(151)는 공기와 기판(100) 사이의 굴절률을 가지며, 예를 들어, 약 1.35 내지 1.4의 굴절률을 가질 수 있다.
이미 설명한 것처럼, 제3 반사 방지부(151)의 표면은 많은 구멍이 형성된 다공성 표면이므로, 이 다공성 표면에 의해 빛의 입사 및 반사 동작이 복수 번 행해져 제3 반사 방지부(151)의 반사 방지 기능은 더욱 향상된다.
기판(100)의 다른 면 위에, 즉, 기판(100)과 전면 전극(110) 사이에 위치한 제2 반사 방지부(152)는 절연성을 갖고, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx)이나 티타늄 산화물(TiOx) 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 제2 반사 방지부(152)는 약 70㎚ 내지 100㎚의 두께를 가질 수 있다. 필요에 따라, 제2 반사 방지부(152)는 제3 반사 방지부(151)와 동일하거나 제3 반사 방지부(151)보다 얇은 두께를 가질 수 있다.
제2 반사 방지부(152)는 기판(100)과 전면 전극(110) 사이의 굴절률을 가지며, 예를 들어, 약 1.65 내지 1.7의 굴절률을 가질 수 있다.
이러한 제2 반사 방지부(152)에 의해 기판(100)을 통과한 빛이 전면 전극(110)에 의해 반사되는 양이 감소하여, 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 양이 증가한다.
이러한 제2 반사 방지부(152)의 표면에는 랜덤(random)한 구조, 예를 들어 피라미드 구조나 반원형과 유사한 함몰형 구조를 갖는 복수 개의 돌출부가 형성된 요철면이 형성될 수 있다. 즉, 제2 반사 방지부(152)는 텍스처링 표면(texturing surface)을 구비하고 있다. 이와 같이, 제2 반사 방지부(152)의 표면을 텍스처링하면, 입사되는 빛의 반사를 저감시키고, 빛의 흡수율을 높일 수 있어서 박막 태양 전지의 효율을 향상시키는 것이 가능하다.
이때, 제2 반사 방지부(152)의 표면에 형성된 각 돌출부의 크기, 즉 돌출부의 높이는 약 200㎚ 내지 300㎚일 수 있고, 인접한 돌출부 간의 거리(즉, 인접한 두 돌출부의 꼭대기 간의 거리)(또는 각 돌출부의 최대 폭)은 약 1㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다.
필요에 따라, 제3 및 제2 반사 방지부(151, 152) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
제2 반사 방지부(152) 위에 위치한 전면 전극(110)은 기판(100)의 상부에 배치되고, 입사되는 빛을 광전 변환부(PV)로 전달하기 위해 광투과성을 갖는 투명한 물질로 이루어져 있고, 특히 빛의 투과율을 높이기 위해 금속과 같은 전도성 물질을 함유한다.
따라서, 전면 전극(110)은 알루미늄을 함유한 아연 산화물(ZnO:Al, AZO) 물질과 같은 투명하고 전도성을 갖는 투명한 전도성 산화물(transparent conductive oxide, TCO) 등의 투명한 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
이러한 전면 전극(110)은 약 10㎚ 내지 25㎚의 두께를 갖고 있고, 전면 전극(110)의 비저항 범위는 약 10-2Ωㆍ㎝ 내지 10-11Ωㆍ㎝일 수 있다. 이미 설명한 것처럼 전면 전극(110)은 전도성 물질로 이루어지므로, 전면 전극(110)은 광전 변환부(PV)와 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 전면 전극(110)은 입사되는 빛에 의해 생성된 캐리어 중 하나, 예컨대 정공을 수집하여 외부 장치로 출력할 수 있다.
전면 전극(110)의 두께가 약 10㎚ 이상일 경우, 전면 전극(110)은 기판(100) 위에 좀더 균일하게 형성되어 전면 전극(110)의 균일도가 증가한다. 전면 전극(110)의 두께가 약 25㎚ 이하일 경우, 전면 전극(110)에 의한 빛의 흡수량을 감소시켜 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다.
필요에 따라, 제2 반사 방지부(152)가 생략될 경우, 전면 전극(110)의 상부 표면은 텍스처링 표면을 가질 수 있고, 이로 인해, 전면 전극(110)의 텍스처링 표면에 의해 입사되는 빛의 반사를 저감시키고, 빛의 흡수율을 증가시켜 박막 태양 전지의 효율을 향상시킨다.
전면 전극(110) 위에, 즉 전면 전극(110)과 광전 변환부(PV) 사이에 위치한 제1 반사 방지부(153)는 전면 전극(110)과 같이 투명하며 전도성을 갖는 물질로 이루어져 있고, 예를 들어, 제1 반사 방지부(153)는 티타늄 산화물(titanium oxide, TiOx), 인듐 틴 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO) 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 제1 반사 방지부(153)는 약 30㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖고 있고, 전면 전극(110)과 광전 변환부(PV), 좀더 구체적으로는, 제1 반사 방지부(153)와 바로 접하고 있는 광전 변환부(PV)의 p형 반도체층(120p) 사이의 굴절률을 가질 수 있다. 따라서, 제1 반사 방지부(153)의 굴절률은 2.4 내지 2.8의 값을 갖는다.
이로 인해, 전면 전극(110)을 통과하여 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 반사량을 감소시켜 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 양이 증가한다.
이와 같이, 본 실시예의 경우, 기판(100) 위, 기판(100)과 전면 전극(110) 사이, 그리고 전면 전극(110)과 광전 변환부(PV) 사이에 각각 제1 내지 제3 반사 방지부(153-151)를 위치시키므로, 외부, 즉 공기(굴절률= 약 1)에서부터 광전 변환부(PV)(굴절률= 약 3.5 내지 4)로 굴절률이 순차적으로 증가하고 또한 서로 접해 있는 구성요소 사이의 굴절률 차이가 감소하였다. 이로 인해, 외부에서 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 반사량이 감소하여 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 양이 증가한다. 또한, 빛의 최종 입사 목표인 광전 변환부(PV) 바로 앞에 반사 방지부, 즉 제1 반사 방지부(153)를 위치시키므로, 광전 변환부(PV)로 입사되기 직전 반사되는 빛의 양을 감소시켜 최종적으로 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 양을 증가시킨다.
제1 내지 제3 반사 방지부(153-151) 각각이 설정된 두께 범위의 하한값 이상을 가질 경우, 제1 내지 제3 반사 방지부(153-151)는 반사 방지 기능을 좀더 원활하게 수행하여, 기판(100)에 반사되는 빛의 양이 좀더 감소하게 된다. 또한, 제1 내지 제3 반사 방지부(153-151) 각각이 설정된 두께 범위의 상한값 이하를 가질 경우, 제1 내지 제3 반사 방지부(153-151) 자체에서 흡수되는 빛(예를 들어, 장파장 빛)의 양을 좀더 감소시켜 기판(100)으로 입사되는 빛의 양이 좀더 증가한다.
후면 전극(140)은 전면 전극(110)의 상부에 이격되어 광전 변환부(PV) 상부에 배치되며, 광전 변환부(PV)가 발생시킨 전력의 회수 효율을 높이기 위해 전기 전도성이 우수한 금속 재질을 포함한다. 또한, 후면 전극(140)은 광전 변환부(PV)와 전기적으로 연결되어 입사되는 광에 의해 생성된 캐리어 중 하나, 예컨대 전자를 수집하여 외부 장치로 출력한다.
이와 같은 후면 전극(140)은 전기 전도성이 양호한 금속과 같은 전도성 물질을 함유하고, 예를 들어, 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 중 적어도 하나의 물질을 함유할 수 있다. 도 1과 달리, 이러한 후면 전극(140)은 이중막이나 삼중막과 같이 다층막으로 이루어질 수 있고, 이로 인해, 후면 전극(140)에 의해 수집되는 캐리어의 양이 증가한다.
광전 변환부(PV)는 전면 전극(110)과 후면 전극(140)의 사이에 배치되어 외부로부터 기판(100)의 입사면을 통하여 입사되는 빛을 전기로 변환하는 기능을 한다.
이와 같은 광전 변환부(PV)는 기판(100)의 입사면으로부터 p-i-n 구조, 즉 도시된 바와 같이 입사면으로부터 순서대로 p형 반도체층(120p), 진성(i형) 반도체층(120i), n형 반도체층(120n)을 포함할 수 있다. 그러나 도 1에 도시된 바와 다르게 입사면으로부터 순서대로 n형 반도체층, 진성(i형) 반도체층, p형 반도체층으로 배열될 수도 있다.
본 실시예에서, 광전 변환부(PV)는 미세 결정 실리콘(mc-Si), 예컨대 수소화된 미세 결정 실리콘(mc-Si:H)을 기본으로 이루어지지만, 이와는 달리, 비정질 실리콘(amorphous Silicon)(a-si), 예컨대 수소화된 비정질 실리콘(hydrogenated amorphous Silicon, a-Si:H) 을 기본으로 이루어질 수 있다.
p형 반도체층(120p)은 실리콘(Si)을 포함한 원료 가스에 붕소, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 이용하여 형성될 수 있다. 따라서, p형 반도체층(120p)은 p형 미세결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
진성(i) 반도체층(120i)은 전자와 정공의 재결합율을 줄이고 광을 흡수할 수 있다. 이러한 진성 반도체층(120i)은 입사되는 광을 흡수하여, 전자와 정공과 같은 캐리어를 생성한다.
본 실시예에서, p형 반도체층(120p)은 약 15㎚의 두께를 갖고, 진성(i) 반도체층(120i)은 약 2㎛의 두께를 가지며, n형 반도체층(120n)은 약 20㎚이 두께를 가질 수 있다.
n형 반도체층(120n)은 실리콘을 포함한 원료 가스에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함한 가스를 이용하여 형성할 수 있다. 따라서, n형 반도체층(120n)은 n형 미세결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 광전 변환부(PV)는 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)이나 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition, CVD) 등과 같은 막 형성 방법을 통해 형성될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 광전 변환부(PV)의 p형 반도체층(120p) 및 n형 반도체층(120n)과 같은 도핑층은 진성 반도체층(120i)을 사이에 두고 p-n 접합을 형성할 수 있다.
이러한 구조에서, p형 반도체층(120p) 쪽으로 광이 입사되면 진성 반도체층(120i)의 내부에서는 상대적으로 높은 도핑 농도를 갖는 p형 반도체층(120p)과 n형 반도체층(120n)에 의해 공핍(depletion)이 형성되고, 이에 따라 전기장이 형성된다. 이러한 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의하여 광 흡수층인 진성 반도체층(120i)에서 생성된 전자와 정공은 접촉 전위차에 의해 서로 다른 방향으로 이동된다. 예를 들어, 정공은 p형 반도체층(120p)을 통해 전면 전극(110)쪽으로 이동하고, 전자는 n형 반도체층(120n)을 통해 후면전극(140)쪽으로 이동한다. 이러한 전면 전극(110)과 후면 전극(140)을 도선으로 연결하면 전류가 흐르게 되고, 이를 외부에서 전력으로 이용하게 된다.
후면 반사부(130)는 광전 변환부(PV) 및 후면 전극(140) 사이에 배치되며, 광전 변환부(PV)에서 흡수되지 않고 광전 변환부(PV)를 통과해 후면 전극(140) 쪽으로 투과한 빛을 다시 광전 변환부(PV) 쪽으로 반사시킨다.
이와 같은 후면 반사부(130)의 두께(TBR)는 200nm 이상 800nm) 이하에서 결정되고 굴절률은 1.8 이상 2.0 이하 일 수 있다.
후면 반사부(130)의 두께(TBR)가 200nm 이상 800nm 이하가 되도록 두껍게 하는 것은 후면 전극(140)까지 도달할 수 있는 빛의 양을 줄임으로써 후면 전극(140)의 계면에서 빛이 흡수되는 것을 줄이고, 후면 반사부(130)의 반사율을 향상시켜 광전 변환부(PV) 내에 보다 많은 양의 빛을 가두기(trapping) 위함이다.
이와 같은 후면 반사부(130)는 알루미늄 아연 산화물(ZnOx:Al), 붕소 아연 산화물(ZnOx:B), 및 수소화된 미세 결정 실리콘 산화물(mc-SiOx:H) 중 적어도 하나의 물질을 포함하여 형성될 수 있다.
여기서, 후면 반사부(130)가 알루미늄 아연 산화물(ZnOx:Al) 또는 붕소 아연 산화물(ZnOx:B)을 포함하는 경우 후면 반사부(130)는 스퍼터링(sputtering)법에 의해 형성될 수 있으며, 후면 반사부(130)는 수소화된 미세 결정 실리콘 산화물(mc-SiOx:H)을 포함하는 경우, 후면 반사부(130)는 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)에 의해 형성될 수 있다.
여기서, 수소화된 미세 결정 실리콘 산화물(mc-SiOx:H)이 후면 반사부(130)에 포함되는 경우, 수소화된 미세 결정 실리콘 산화물(mc-SiOx:H)은 광전 변환부(PV)의 n형 반도체층(120n)에 포함되는 5가 원소의 불순물과 동일한 불순물이 도핑될 수 있다.
이와 같이, 불순물이 도핑된 수소화된 미세 결정 실리콘 산화물(mc-SiOx:H)이 후면 반사부(130)에 포함되는 경우, 수소화된 미세 결정 실리콘 산화물(mc-SiOx:H)의 불순물 도핑 농도는 광전 변환부(PV)의 n형 반도체층(120n)에 도핑되는 불순물의 도핑농도보다 더 높을 수 있다.
이와 같이 후면 반사부(130)의 수소화된 미세 결정 실리콘 산화물(mc-SiOx:H)의 불순물 도핑 농도를 광전 변환부(PV)의 n형 반도체층(120n)에 도핑되는 불순물의 도핑농도보다 더 높게 하는 것은 상대적으로 후면 반사부(130)의 저항을 낮추어 광전 변환부(PV)로부터 생성되는 전류가 후면 전극(140)으로 보다 잘 흐르도록 하기 위함이다.
보다 구체적으로, 후면 반사부(130)가 알루미늄 아연 산화물(ZnOx:Al) 또는 붕소 아연 산화물(ZnOx:B)인 경우, 후면 반사부(130)는 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있는데, 이와 같이 후면 반사부(130)를 형성하기 위하여 스퍼터링법을 수행할 때, 공정 가스로 주입되는 산소(O)의 농도를 높게 하여 후면 반사부(130)의 굴절률을 낮출 수 있으며, 반대로 산소(O)의 농도를 낮게 하여 후면 반사부(130)의 굴절률을 높일 수 있다.
또한, 후면 반사부(130)가 수소화된 미세 결정 실리콘 산화물(mc-SiOx:H)을 포함하는 경우, 후면 반사부(130)는 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)에 의해 형성될 수 있는데, 이와 같은 경우 공정 가스로 주입되는 이산화탄소(CO2)의 농도를 조절하여 후면 반사부(130)의 굴절률을 조절할 수 있다.
즉, 공정가스로 주입된 이산화탄소(CO2)는 탄소(C) 이온과 산소(O) 이온으로 해리(dissociation)된다. 여기서 산소(O) 이온이 후면 반사부(130)를 산화시키면서 후면 반사부(130)의 굴절률이 조절된다. 이때 산소(O) 이온의 농도를 높게 하여 후면 반사부(130)의 굴절률을 낮출 수 있으며, 반대로 산소(O) 이온의 농도를 낮게 하여 후면 반사부(130)의 굴절률을 높일 수 있다.
또한, 후면 반사부(130)가 알루미늄 아연 산화물(ZnOx:Al)을 포함하는 경우, 후면 반사부(130)의 굴절률은 후면 반사부(130)의 저항값에 의해 조절될 수도 있다.
이와 같이, 전면 전극(110)과 광전 변환부(PV) 사이에 제1 반사 방지부(153)를 위치시켜 박막 태양 전지를 제조할 경우, 도 2 및 도 3을 참고로 하여 박막 태양 전지의 효율을 살펴본다.
도 2는 빛의 파장 변화에 따른 박막 태양 전지의 효율을 나타낸 그래프이다.
도 2에 도시한 그래프는 수소화된 미세 결정 실리콘(mc-Si:H)을 이용하여 광전 변환부(PV)를 형성한 박막 태양 전지에서 얻어지는 효율을 측정한 것이고, 이때, 측정된 박막 태양 전지의 효율은 외부 양자 효율(external quantum efficiency, EQE)이다.
도2에서, 'A'의 그래프는 본 실시예에 따라 제1 반사 방지부를 구비한 박막 태양 전지에서 측정된 효율이고, 'B'의 그래프는 제1 반사 방지부를 구비하고 있지 않은 비교예의 박막 태양 전지에서 측정된 효율이다. 이때, 제1 반사 방지부의 유무를 제외하면 비교예의 박막 태양 전지와 실시예의 박막 태양 전지의 구조는 동일하다.
도 2에 도시한 것처럼, 빛의 파장 크기에 무관하게 본 실시예에 따른 박막 태양 전지의 효율이 비교예에 따른 박막 태양 전지의 효율보다 증가함을 알 수 있었다. 특히, 빛의 파장이 약 500㎚ 내지 800㎚일 때 실시예와 비교예 모두 박막 태양 전지의 효율이 높았다.
또한, 도 2의 그래프(A, B)를 비교하면, 제1 반사 방지부를 구비한 본 실시예의 박막 태양 전지에서 출력되는 전류(Jsc)의 크기는 약 26.1mA/㎠이고, 비교예의 박막 태양 전지에서 출력되는 전류(Jsc)의 크기는 약 25.6mA/㎠로서, 제1 반사 방지부를 구비한 본 실시예에 따른 박막 태양 전지에서 출력되는 전류가 제1 반사 방지부를 구비하지 않은 비교예의 태양 전지에서 출력되는 전류보다 증가함을 할 수 있었다.
도 3은 본 실시예에 따른 제1 반사 방지부의 굴절률 변화에 따라 박막 태양 전지에서 출력되는 전류(Jsc)를 도시한 그래프이다. 이때, 제1 반사 방지부는 티타늄 산화물(TiOx)로 이루어져 있고, 40㎚의 두께를 갖고 있었다.
도 3에서, 가로축은 빛의 파장(λ)이 약 600㎚일 때, 제1 반사 방지부의 굴절률 변화를 도시한 것이고, 세로축은 박막 태양 전지로 입사되는 빛의 전체 파장대에 거쳐 출력되는 전류의 양을 도시한 것이다.
도 3에 도시한 것처럼, 제1 반사 방지부의 굴절률이 증가함에 따라 박막 태양 전지에서 출력되는 전류의 양은 일반적으로 증가하였고, 제1 반사 방지부의 굴절률이 약 2.85을 초과한 값을 가질 경우, 박막 태양 전지에서 출력되는 전류의 양은 감소하였다. 도 3을 참고로 하면, 빛의 파장이 약 600㎚일 때, 제1 반사 방지부의 굴절률이 약 2.4 내지 약 2.85일 경우, 박막 태양 전지에서 출력되는 전류의 양은 크게 증가하였다. 이로 인해, 제1 반사 방지부는 약 2.4 내지 약 2.85의 굴절률을 가질 경우, 빛의 반사를 최소하여 박막 태양 전지에서 출력되는 전류량을 최대화할 수 있음을 알 수 있었다.
일반적으로 빛의 파장이 500㎚ 내지 700㎚일 때, 박막 태양 전지에서 생성되는 캐리어의 양이 다른 파장에서 생성되는 캐리어의 양보다 많으므로, 본 실시예에서, 제1 반사 방지부의 굴절률은 빛의 파장이 600㎚일 때를 기준으로 측정하였다.
도 1에 도시된 박막 태양 전지는 하나의 p-i-n 구조로 이루어진 광전 변환부(PV)를 구비하고 있지만, 본 실시예는 복수 개의 p-i-n 구조로 이루어진 광전 변환부(PV)를 구비한 박막 태양 전지에서도 적용이 가능하다.
도 4 및 도 5를 참고로 하여, 이미 설명한 제1 내지 제3 반사 방지부(153-151)와 복수의 p-i-n 구조로 이루어진 광전 변화부(PV)를 구비한 본 실시예의 다른 예에 따른 박막 태양 전지를 설명한다.
도 1과 비교하여, 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 도면 부호를 부여하였고, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 박막 태양전지는 두 개의 p-i-n 구조를 갖는 광전 변화부(PV)를 구비한 이중접합 구조의 박막 태양 전지로서, 광전 변환부(PV)는 기판(100)의 입사면으로부터 차례로 위치한 제1 광전 변환부(321)와 제2 광전 변환부(323)를 포함한다.
도 4에 도시한 박막 태양전지는 빛 입사면으로부터 제1 p형 반도체층(321p), 제1 i형 반도체층(321i), 제1 n형 반도체층(321n), 제2 p형 반도체층(323p), 제2 i형 반도체층(323i) 및 제2 n형 반도체층(323n)이 차례로 위치한다.
제1 i형 반도체층(321i)은 단파장 대역의 광을 주로 흡수하여 전자와 정공을 생성하며, 제2 i형 반도체층(323i)은 장파장 대역의 광을 주로 흡수하여 전자와 정공을 생성한다.
이러한 이중접합 구조의 태양전지에서, 광전 변환부(PV)는 단파장 대역 및 장파장 대역의 빛을 모두 흡수하므로, 광전 변환부(PV)에 입사되는 빛의 양이 증가하여 광전 변환부(PV)에서 생성되는 캐리어의 양이 증가하고, 이로 인해, 박막 태양 전지의 효율이 향상된다.
아울러, 제2 i형 반도체층(323i)의 두께(t2)는 장파장 대역의 광을 충분히 흡수하기 위해 제1 i형 반도체층(321i)의 두께(t1)보다 두꺼울 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같은 박막 태양 전지는 제1 광전 변환부(321)의 제1 i형 반도체층(321i)은 비정실 실리콘 재질을 포함하고, 제2 광전 변환부(323)의 제2 i형 반도체층(323i)은 미세 결정질(microcrystal) 실리콘 재질을 포함할 수도 있다. 그러나, 이와 다르게, 제1 광전 변환부(321)의 제1 i형 반도체층(321i) 및 제2 광전 변환부(323)의 제2 i형 반도체층(323i)이 모두 비정질 실리콘 재질을 포함할 수 있다.
또한, 도 4와 같은 이중접합 구조를 갖는 박막 태양전지에서 제2 i형 반도체층(323i)에는 게르마늄(Ge) 재질이 불순물로 도핑될 수 있다. 게르마늄(Ge) 재질은 제2 i형 반도체층(323i)의 밴드갭을 낮출 수 있고, 이에 따라 제2 i형 반도체층(323i)의 장파장 대역 광의 흡수율이 향상됨으로써 박막 태양 전지의 효율이 향상될 수 있다.
즉, 이중접합 구조를 갖는 태양전지는 제1 i형 반도체층(321i)에서 단파장 대역의 광을 흡수하여 광전 효과를 발휘하고, 제2 i형 반도체층(323i)에서 장파장 대역의 광을 흡수하여 광전 효과를 발휘하게 되는데, 제2 i형 반도체층(323i)에 게르마늄(Ge) 재질이 불순물로 도핑된 박막 태양전지는 제2 i형 반도체층(323i)의 밴드갭을 더욱 낮춤으로써 보다 많은 양의 장파장 대역 광을 흡수할 수 있어 박막 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 제2 i형 반도체층(323i)에 게르마늄(Ge)을 도핑하는 방법으로는 게르마늄(Ge) 가스가 채워진 챔버 내에서 초단파(very high frequency, VHF), 단파(high frequency, HF) 또는 무선파(radio frequency, RF)를 이용한 PECVD법을 일례로 들 수 있다.
이와 같은 제2 i형 반도체층(323i)에 포함되는 게르마늄의 함량을 일례로 3~20atom%일 수 있다. 이와 같이 게르마늄의 함량이 적절하게 포함되는 경우 제2 i형 반도체층(323i)의 밴드갭이 충분히 낮아질 수 있고, 이에 따라 제2 i형 반도체층(323i)의 장파장 대역 광의 흡수율이 향상시킬 수 있다.
이와 같은 이중 접합 태양 전지에서도 도 1에 도시한 제1 반사 방지부(153)가 존재하여, 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 반사량을 감소시켜 박막 태양 전지의 효율을 향상시킨다.
또한 후면 반사부(130)의 존재로 인해, 제1 i형 반도체층(321i) 및 제2 i형 반도체층(323i)에서 흡수되지 못한 장파장 대역의 빛을 후면 반사부(130)가 높은 반사율로 다시 반사하여 제1 i형 반도체층(321i) 및 제2 i형 반도체층(323i)에서 다시 한번 흡수되도록 한다. 이로 인해, 제1 i형 반도체층(321i) 및 제 2 i형 반도체층(323i)의 광전 변환 효율은 더욱 향상된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 이중 접합 구조의 태양 전지는 제1 n형 반도체층(321n) 및 제2 p형 반도체층(323p) 사이에 중간층(310)을 더 구비한다.
중간층(310)은 제1 i형 반도체층(321i)에서 흡수되지 못한 단파장 영역의 빛을 반사하여 제1 i형 반도체층(321i)에서 다시 한번 단파장 영역의 빛이 흡수되도록 함으로써 제1 i형 반도체층(321i)의 광전 변환 효율은 더욱 향상된다. 이와 같은 중간층(310)은 전도성을 갖는 투명한 산화물, 즉, 투명한 전도성 산화물(TCO)로 이루어질 수 있다. 필요에 따라 중간층(310)은 생략될 수도 있다.
또한, 도 5에 도시한 박막 태양 전지는 세 개의 p-i-n 구조를 갖는 광전 변화부(PV)를 구비한 삼중접합 구조의 박막 태양 전지로서, 광전 변환부(PV)는 기판(100)의 입사면으로부터 차례로 배치된 제1 광전 변환부(421), 제2 광전 변환부(423) 및 제3 광전 변환부(425)를 구비한다.
여기서, 제1 광전 변환부(421), 제2 광전 변환부(423) 및 제3 광전 변환부(425)는 각각 p-i-n 구조로 형성되어, 기판(100)으로부터 제1 p형 반도체층(421p), 제1 진성 반도체층(421i), 제1 n형 반도체층(421n), 제2 p형 반도체층(423p), 제2 진성 반도체층(423i), 제2 n형 반도체층(423n), 제3 p형 반도체층(425p), 제3 진성 반도체층(425i) 및 제3 n형 반도체층(425p)이 차례로 배치된다.
여기서, 제1 진성 반도체층(421i), 제2 진성 반도체층(423i) 및 제3 진성 반도체층(425i)을 다양하게 구현될 수 있다.
한 예로서, 제1 진성 반도체층(421i) 및 제2 진성 반도체층(423i)은 비정질 실리콘(a-Si) 재질을 포함하고, 제3 진성 반도체층(425i)은 미세 결정(microcrystal) 실리콘(mc-Si) 재질을 포함함 수 있다. 이때, 제2 진성 반도체층(423i)뿐만 아니라 제3 진성 반도체층(425i)도 함께 게르마늄(Ge) 재질이 불순물로 도핑될 수 있다. 제3 진성 반도체층(425i)에 포함된 게르마늄(Ge)의 함량비는 제2 진성 반도체층(423i)에 포함된 게르마늄(Ge)의 함량비보다 더 클 수 있다. 이는 게르마늄(Ge)의 함량비가 커질수록 밴드갭이 작아지기 때문이다. 이와 같이 밴드갭이 작아지면 장파장의 빛을 흡수하는데 유리하기 때문에, 제3 진성 반도체층(425i)에 포함된 게르마늄(Ge)의 함량비를 제2 진성 반도체층(423i)에 포함된 게르마늄(Ge)의 함량비보다 더 크게 함으로써, 제3 진성 반도체층(425i)에서 장파장의 빛이 더 효율적으로 흡수될 수 있도록 한다.
이와 다르게, 다른 예에서, 제1 진성 반도체층(421i)은 비정질 실리콘(a-Si) 재질을 포함할 수 있으며, 제2 진성 반도체층(423i) 및 제3 진성 반도체층(425i)은 미세 결정 실리콘(mc-Si) 재질을 포함할 수 있다. 제3 진성 반도체층(425i)에는 게르마늄(Ge) 재질이 불순물로 도핑되도록 하여 제3 진성 반도체층(425i)의 밴드갭을 낮출 수도 있다.
이때, 제1 광전 변환부(421)는 단파장 대역의 빛을 흡수하여 캐리어를 생성하고, 제2 광전 변환부(423)는 단파장 대역과 장파장 대역의 중간 대역의 빛을 흡수하여 캐리어를 생성하며, 제3 광전 변환부(425)는 장파장 대역의 빛을 흡수하여 전력을 생산한다.
여기서, 제3 진성 반도체층(425i)의 두께(t30)는 제2 진성 반도체층(423i)의 두께(t20)보다 두껍고, 제2 진성 반도체층(423i)의 두께(t20)는 제1 진성 반도체층(421i)의 두께(t10)보다 두꺼울 수 있다.
예를 들어, 제1 진성 반도체층(421i)은 100nm 내지 150nm의 두께(t10)로 형성될 수 있으며, 제2 진성 반도체층(423i)은 150nm 내지 300nm의 두께(t20)로 형성될 수 있으며, 제 3 진성 반도체층(425i)은 1.5㎛ 내지 4㎛의 두께(t30)로 형성될 수 있다.
이는 제3 진성 반도체층(425i)에서 장파장 대역의 빛 흡수율을 더욱 향상시키기 위함이다.
이와 같이 도 5와 같은 삼중접합 태양전지의 경우, 광전 변환부(PV)는 보다 넓은 대역의 빛을 흡수하므로, 광전 변화부(PV)에서 생성되는 캐리어의 양이 증가하여 박막 태양 전지의 효율이 향상된다.
이와 같은 삼중 접합 태양 전지에서도 이미 설명한 제1 반사 방지부(153)와 후면 반사부(130)가 구비되므로, 광전 변환부(PV)로 입사되는 빛의 반사량을 감소시키고, 제3 i형 반도체층(425i)에서 흡수되지 못한 장파장 대역의 빛을 광전 변환부(PV)로 반사시켜, 박막 태양 전지의 효율을 향상시킨다.
도 5에 도시한 박막 태양 전지 역시 제2 n형 반도체층(423n) 및 제3 p형 반도체층(425p) 사이에, 이미 도 4를 참고로 하여 설명한 것과 같은 중간층(410)을 더 구비하여, 제2 i형 반도체층(423i)에서 흡수되지 못한 단파장 영역의 빛을 반사하여 제2 i형 반도체층(423i)에서 다시 한번 단파장 영역의 빛이 흡수되도록 함으로써 제2 i형 반도체층(423i)의 광전 변환 효율은 더욱 향상된다. 이러한 중간층(410) 역시 필요에 따라 생략될 수도 있다.
본 실시예에서, 기판(100) 위에 위치한 구성 요소의 표면은 텍스처링 표면인 요철면을 구비하는 것으로 도시하고 있지만, 이와는 달리, 기판(100) 위에 위치한 구성 요소의 적어도 하나는 요철면을 갖고 있지 않을 수 있다.
다음, 도 6을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 태양 전지에 대하여 설명한다.
이미 도 1과 비교하여 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 도면 부호를 부여하였고 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 1에 도시한 박막 태양 전지와 비교할 때, 도 6에 도시한 박막 태양 전지는 도 1에 도시한 박막 태양 전지의 구성요소뿐만 아니라 광전 변환부(PV)와 제1 반사 방지부(153) 사이에 투명하고 전도성을 갖는 물질로 이루어진 투명한 도전층(160)을 추가로 구비하고 있다. 따라서, 투명한 도전층(160)은 알루미늄(Al)을 포함한 아연 산화물(ZnO:Al)과 같이 투명한 도전성 산화물(TCO)로 이루어질 수 있다.
이때, 투명한 도전층(160)은 전면 전극(110)과 동일한 굴절률(예, 약 2)을 가질 수 있다. 이때, 투명한 도전층(160)는 빛의 반사 방지 역할이 아니라 캐리어를 출력하는 부분, 즉, 전면 전극(110), 제1 반사 방지부(153) 및 투명한 도전층(160)으로 이루어진 캐리어 출력 부분의 전도도를 향상시키는 역할을 한다.
도 7을 참고로 하여, 투명한 도전층(160)의 두께 변화에 따른 박막 태양 전지의 출력 전류를 살펴보면, 투명한 도전층(160)의 두께가 약 5㎚ 내지 15㎚일 때, 박막 태양 전지에서 출력되는 전류의 값이 크게 향상됨을 알 수 있다.
따라서, 본 실시예에서, 투명한 도전층(160)은 약 5㎚ 내지 15㎚의 두께를 가질 수 있다.
이미 설명한 것처럼, 광전 변환부(PV) 앞에 제1 반사 방지부(153)를 위치시킬 경우, 제1 반사 방지부(153)의 반사 방지 기능을 위한 굴절률을 갖기 위해 제1 반사 방지부(153)의 전도도를 크게 향상시키기 곤란하다.
따라서, 본 실시예와 같이, 광전 변환부(PV)와 바로 접해 있는 부분에 제1 반사 방지부(153)의 반사 방지 기능에 악영향을 미치지 않는 투명한 도전층(160)이 위치할 경우, 캐리어 출력 부분의 전도도가 증가하므로 광전 변환부(PV)에서 생성된 캐리어가 전면 전극(110)으로 도달하는 양이 증가하게 된다.
이로 인해, 전면 전극(110)에서 외부로 출력되는 캐리어의 양이 증가하여 본 실시예에 따른 박막 태양 전지의 효율이 향상된다.
이때, 투명한 도전층(160)의 두께가 약 5㎚ 이상일 경우, 투명한 도전층(160)의 추가로 인해 캐리어 출력 부분의 전도도가 좀더 원활하게 증가된다.
투명한 도전층(160)의 두께가 약 15㎚ 이하일 경우, 투명한 도전층(160)과 접해 있는 제1 반사 방지부(153)의 반사 방지 기능을 약화시키지 않으면서 캐리어 출력 부분의 전도도가 좀더 원활하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 제1 반사 방지부(153)의 반사 방지 기능에 악영향을 미치지 않기 위해, 투명한 도전층(160)은 매우 얇은 두께를 가져야 하고, 이로 인해, 이미 기재된 것처럼, 투명한 도전층(160)의 두께는 제1 반사 방지부(153)보다 훨씬 작아야 된다.
이와 같이, 투명한 도전층(160)을 추가할 경우, 도 8을 참고로 하여 반사 방지부의 전도도 변화에 따른 박막 태양 전지의 필 팩터의 변화를 살펴본다.
도 8의 경우, 기판은 유리로 이루어진 유리 기판이며 약 2㎜의 두께를 갖고, 전면 전극은 투명한 전도성 산화물(TCO)로 이루어졌으며 약 600㎚의 두께를 가지며, 제1 반사 방지부는 알루미늄을 함유한 아연 산화물(ZnO:Al)로 이루어져 있으며 약 10㎚의 두께를 갖는다. 도 8을 참고로 하면, 제1 반사 방지부의 전도도가 증가할수록 일반적으로 필 팩터(fill factor)가 증가함을 알 수 있었다. 이때, 제1 반사 방지부의 전도도가 약 1×10-7 내지 약 1×10-3S/cm일 때, 박막 태양 전지는 양호한 필 팩터를 갖고 있었고, 제1 반사 방지부의 전도도가 약 1×10-7 S/cm 미만일 경우, 박막 태양 전지의 필 팩터는 현저히 감소하였다. 이로 인해, 제1 반사 방지부의 전도도가 약 1×10-7 내지 약 1×10-3S/cm일 때, 박막 태양 전지의 효율이 향상됨을 알 수 있었다.
이와 같이, 투명한 도전층(160)을 구비한 실시예는 도 4 또는 도 5와 같이, 이중접합 구조의 박막 태양 전지나 삼중 접합 구조의 태양 전지와 같이 복수 개의 p-i-n 구조를 갖는 다중 접합 구조의 태양 전지에도 물론 적용될 수 있다. 이때, 제1 반사 방지부(153)와 광전 변환부(PV) 사이에 투명한 도전층(160)을 구비한 것을 제외하면 이미 도 4 및 도 5를 참고로 하여 설명한 것과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (19)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치한 전면 전극,
    상기 전면 전극 위에 위치한 제1 반사 방지부,
    상기 제1 반사 방지부 위에 위치하고 빛을 입사 받아 전기로 변환하는 광전 변환부, 그리고
    상기 광전 변환부 위에 위치하는 후면 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 반사 방지부의 굴절률은 상기 전면 전극의 굴절률과 상기 광전 변환부의 굴절률의 사이값을 갖는
    박막 태양 전지.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 반사 방지부의 굴절률은 2.4 내지 2.8인 박막 태양 전지.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 반사 방지부는 30㎚ 내지 50㎚의 두께를 갖는 박막 태양 전지.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 반사 방지부는 투명한 도전성 산화물로 이루어져 있는 박막 태양 전지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 제1 반사 방지부와 상기 광전 변환부 사이에 위치하는 투명한 도전층을 더 포함하는 박막 태양 전지.
  6. 제5항에서,
    상기 투명한 도전층은 상기 제1 반사 방지부보다 얇은 두께를 갖는 박막 태양 전지.
  7. 제6항에서,
    상기 투명한 도전층은 5㎚ 내지 15㎚의 두께를 갖는 박막 태양 전지.
  8. 제5항에서,
    상기 투명한 도전층은 알루미늄을 함유한 아연 산화물(ZnO:Al)로 이루어져 있는 박막 태양 전지.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 기판과 상기 전면 전극 사이에 위치한 제2 반사 방지부를 더 포함하는 박막 태양 전지.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 반사 방지부는 절연성을 갖는 박막 태양 전지.
  11. 제9항에서,
    상기 제2 반사 방지부는 1.65 내지 1.7의 굴절률을 갖는 박막 태양 전지.
  12. 제9항에서,
    상기 제2 반사 방지부는 70㎚ 내지 100㎚의 두께를 갖는 박막 태양 전지.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 기판의 입사면 위에 위치하는 제3 반사 방지부를 더 포함하는 박막 태양 전지.
  14. 제13항에서,
    상기 제3 반사 방지부는 실리콘 산화물(SiOx)로 이루어져 있는 박막 태양 전지.
  15. 제13항에서,
    빛이 입사되는 쪽에 위치한 상기 제3 반사 방지부의 표면은 다공성 표면인 박막 태양 전지.
  16. 제13항에서,
    상기 제3 반사 방지부는 1.35 내지 1.4의 굴절률을 갖는 박막 태양 전지.
  17. 제13항에서,
    상기 제3 반사 방지부는 70㎚ 내지 100㎚의 두께를 갖는 박막 태양 전지.
  18. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 광전 변환부와 상기 후면 전극 사이에 위치한 후면 반사부를 더 포함하는 박막 태양 전지.
  19. 제18항에서,
    상기 후면 반사부는 200nm 내지 800nm의 두께를 갖고, 1.8 내지 2.0의 굴절률을 갖는 박막 태양 전지.
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