KR20130057788A - 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지 - Google Patents
실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130057788A KR20130057788A KR1020110123709A KR20110123709A KR20130057788A KR 20130057788 A KR20130057788 A KR 20130057788A KR 1020110123709 A KR1020110123709 A KR 1020110123709A KR 20110123709 A KR20110123709 A KR 20110123709A KR 20130057788 A KR20130057788 A KR 20130057788A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode layer
- solar cell
- thin film
- silicon thin
- forming
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 80
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 88
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 4
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract 17
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 abstract 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 abstract 1
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
-
- 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
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 투명 기판과 전극층 사이에 산화알루미늄 막을 형성하여, 실리콘 박막 태양전지의 반사율을 감소시킴으로써, 효율을 증가시키는데 있다.
Description
본 발명은 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지에 관한 것이다.
태양 전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광 발전의 핵심 소자로, 그 응용 범위가 점차 확산되고 있다. 이러한 태양 전지 중, 유리와 같은 투명기판에 광흡수층인 실리콘을 박막형태로 증착하여 사용함으로써 제조 단가를 획기적으로 낮출 수 있는 실리콘 박막 태양전지가 주목을 받고 있다.
실리콘 박막 태양 전지는, 가장 처음으로 개발되어 보급되기 시작한 비정질 실리콘(amorphous, a-Si:H) 태양 전지와, 광 흡수 효율을 향상시키기 위한 미세 결정 실리콘 (microcrystalline silicon, μc-Si:H) 태양 전지 등을 포함한다. 또한 실리콘 박막 태양 전지는 밴드갭이 다른 상기 두 태양전지를 적층하여 만든 탠덤(tandem) 구조(a-Si:H/ μc-Si:H)의 실리콘 박막 태양전지도 이용되고 있다.
실리콘 박막 태양전지는 실리콘 박막 자체의 특성에 대해서는 최적화가 많이 되어, 다른 방향에서의 효율 향상에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그중에서도 실리콘 박막 태양전지의 효율 향상을 위해 가장 중요시 되는 기술은 빛을 포획(light trapping)하는 기술로, 특히 입사하는 빛이 실리콘에 흡수되어 전기를 생산하기 전에 반사로 인해 손실되는 광손실을 최소화하는 실리콘 박막 태양전지의 개발에 대한 관심이 높다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 투명 기판과 전극층 사이에 산화알루미늄 막을 형성하여, 실리콘 박막 태양전지의 반사율을 감소시킴으로써, 효율을 증가시킬 수 있는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지는 투명기판 상에 산화알루미늄 막을 형성하는 산화알루미늄 막 형성 단계와, 상기 산화알루미늄 막상에 제1전극층을 적층하여 형성하는 제1전극층 형성 단계와, 상기 제1전극층 상에 제1반사 방지막을 형성하는 제1반사 방지막 형성 단계와, 상기 제1반사 방지막 상에 실리콘층을 형성하는 실리콘층 형성 단계 및 상기 실리콘층 상에 제2전극층을 적층하여 형성하는 제2전극층 형성 단계를 포함할 수 있다.
상기 산화알루미늄 막 형성 단계에서는 상기 산화알루미늄 막을 상기 투명기판의 상면에 20 내지 80 nm의 두께로 형성할 수 있다.
상기 산화알루미늄 막 형성 단계에서는 상기 산화알루미늄 막을 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여, 상기 투명 기판에 증착할 수 있다.
상기 제1전극층 형성 단계에서 형성된 상기 제1전극층은 투명 전극층으로 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)일 수 있다.
상기 제1전극층 형성단계에서는 상기 제1전극층을 상기 산화알루미늄 막 상면에 1 내지 1.2㎛의 두께로 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 형성할 수 있다.
상기 제1전극층 형성 단계에서는 상기 제1전극층을 형성한 후에 상기 제1전극층의 상면을 습식 식각액에 의해 식각하여 요철을 형성할 수 있다.
상기 습식 식각액은 염화수소 수용액일 수 있다.
상기 제1반사 방지막은 니오븀이 도핑된 이산화 타이타늄(NTO)일 수 있다.
상기 실리콘층 형성 단계 이전에는 상기 제1반사방지막 상에 상기 제1반사방지막을 보호하기 위한 보호막을 형성하는 보호막 형성단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보호막은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)일 수 있다.
상기 실리콘층은 pin구조의 미세 결정 실리콘일 수 있다.
상기 제2전극층 형성 단계 이전에는 상기 실리콘층 형성단계에서 형성된 상기 실리콘층 상에 제2반사 방지막을 형성하는 제2반사 방지막 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
제2반사 방지막 형성 단계에서 형성된 상기 제2반사 방지막은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)과, 은이 순차적으로 적층된 다층 박막일 수 있다.
상기 제2전극층 형성 단계에서 형성된 상기 제2전극층은 알루미늄일 수 있다.
본 발명에 의한 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지는 투명 기판과 전극층 사이에 산화알루미늄 막을 형성하여, 실리콘 박막 태양전지의 반사율을 감소시킴으로써, 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1의 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 비교군의 반사율 측정 결과 파형이다.
도 4는 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 비교군의 EQE의 결과 파형이다.
도 2a 내지 도 2h는 도 1의 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법의 각 단계를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 비교군의 반사율 측정 결과 파형이다.
도 4는 도 1에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지와, 비교군의 EQE의 결과 파형이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다.
도 1에서 도시된 바와 같이 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법은 기판 준비 단계(S1), 산화알루미늄 막 형성 단계(S2), 제1전극층 형성 단계(S3), 제1반사방지막 형성 단계(S4), 보호막 형성 단계(S5), 실리콘층 형성 단계(S6), 제2반사방지막 형성 단계(S7) 및 제2전극층 형성 단계(S8)를 포함한다. 이러한, 상기 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법은 하기할 도 2a 내지 도 2h를 참조하여 자세히 설명하고자 한다.
우선 기판 준비 단계(S1)에서는 평평한 투명 기판(110)을 세정하여 준비한다. 상기 투명 기판(110)은 유리 기판이며, 1.5정도의 굴절률을 갖는다.
도 2a에 도시된 상기 산화알루미늄 막 형성 단계(S2)에서는 투명 기판(110) 상에 산화알루미늄 막(120, Al2O3)을 형성한다. 상기 산화알루미늄 막(120)은 투명 기판(110)의 상면에 RF 마그네트론 스퍼터(Magnetron sputter)를 이용하여 증착될 수 있다. 이때 산화알루미늄 막(120)은 20 내지 80 nm의 두께로 증착될 수 있다. 이러한 산화알루미늄 막(120)은 대략 1.65 내지 1.75 정도의 굴절률을 갖는다. 이러한 산화알루미늄 막(120)은 입사한 빛이 외부로 반사되어 광손실이 발생하는 것을 방지하기 위한 반사방지막으로 형성된다.
도 2b에 도시된 바와 같이 제1전극층 형성 단계(S3)에서는 상기 산화알루미늄 막(120)상에 제1전극층(130a)을 적층한다. 상기 제1전극층(130a)은 투명전극층으로 알루미늄이 도핑된 산화 아연(이하"AZO", Al-doped ZnO)으로 이루어진다. 상기 AZO로 이루어진 제1전극층(130)은 1.9 내지 2.0정도의 굴절률을 갖는다. 또한 제1전극층(130a)은 산화알루미늄 막(120)의 상면에 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 증착될 수 있다. 이때 제1전극층(130a)은 1 내지 1.2㎛의 두께로 증착될 수 있다.
그리고 도 2c에 도시된 바와 같이 제1전극층 형성 단계(S3)에서는 산화알루미늄 막(120) 상에 적층된 AZO인 제1전극층(130a)의 상면을 습식 식각액에 의해 1 내지 2분가량 식각하여, 요철(131)을 형성하여 제1전극층(130)을 형성한다. 이때 상기 습식 식각액은 염화수소(HCl)로, 요철 형성이 용이하도록 0.5%로 희석된 염화수소 수용액을 이용할 수 있다. 이와 같이 투명 기판(110)에 산화알루미늄 막(120)과 제1전극층(130)이 순차적으로 적층되어, 태양전지의 빛이 입사되는 투명 기판(110)부터 내측으로 갈수록 굴절률이 순차적으로 증가하게 되어 굴절률 변화 경사의 완화로 인해, 산화알루미늄 막이 없을 경우에 비해서 빛의 반사율을 줄일 수 있다.
도 2d에 도시된 바와 같이 제1반사방지막 형성 단계(S4)에서는 제1전극층(130) 상에 제1반사 방지막(140)을 형성한다. 상기 제1반사 방지막(140)은 니오븀이 도핑된 이산화 티타늄(이하 "NTO", Nb-doped TiO2)일 수 있다. 상기 제1반사 방지막(140)은 제1전극층(130)의 상면에 30 내지 50nm의 두께로 증착될 수 있다. 이때 제1반사 방지막(140)은 제1전극층(130)에 형성된 요철에 의해, 요철을 갖도록 형성된다. 상기 제1반사 방지막(140)은 제1전극층(130)과, 하기할 실리콘 층(160) 사이의 빛 반사를 최소화하기 위해 형성된다.
도 2e에 도시된 바와 같이 보호막 형성 단계(S5)에서는 제1반사 방지막(140)상에 제1반사 방지막(140)을 보호하기 위한 보호막(150)을 형성한다. 상기 보호막(150)은 AZO로, 제1반사 방지막(140) 상에 8nm 내지 12nm의 두께로 증착하여 형성할 수 있다. 상기 보호막(150)은 하기할 실리콘층 형성 단계(S6)에서, 실리콘 증착시 수소 플라즈마에 의해 제1반사 방지막(140)인 NTO가 식각되는 것을 방지하기 위해, 제1반사 방지막(140)의 상면에 형성된다.
도 2f에 도시된 바와 같이 실리콘층 형성 단계(S6)에서는 보호막(150)의 상면에 실리콘층(160)을 형성한다. 상기 실리콘층(160)은 복수의 비정질 실리콘층(p층, i층, n층)을 형성할 때, p층과 i층 사이에 금속층을 개재하고, 열처리를 통해 복수의 다결정 실리콘층으로 결정화하여 형성할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 그리고 실리콘층(160)은 p층, i층, n층이 순차적으로 배열된 복수의 다결정 실리콘층으로, pin 구조를 이루는 미세결정 실리콘(μc-Si:H)일 수 있다. 상기 실리콘층(160)은 1.5㎛의 두께로 형성할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
도 2g에 도시된 바와 같이 제2반사방지막 형성단계(S7)에서는 실리콘층(160) 상에 제2반사방지막(170)을 형성한다. 상기 제2반사방지막(170)은 AZO와, 은(Ag)이 순차적으로 적층된 다층 박막일 수 있다. 그리고 제2반사방지막(170)은 실리콘층(160)과, 하기할 제2전극층(180) 사이의 빛 반사를 최소화하기 위해 형성된다.
도 2h에 도시된 바와 같이, 제2전극층 형성 단계(S8)에서는 제2반사방지막(170) 상에 제2전극층(180)을 형성한다. 상기 제2전극층(180)은 알루미늄(Al)로 이루어질 수 있다. 이와 같이 투명 기판(110)상에 산화알루미늄 막(120), 제1전극층(130), 제1반사 방지막(140), 보호막(150), 실리콘층(160), 제2반사방지막(170) 및 제2전극층(180)을 순차적으로 형성하여 실리콘 박막 태양 전지(100)를 제조할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 반사율(a)과, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100) 구조에서 산화알루미늄 막(120)이 형성되지 않았을 경우인 비교군의 반사율(b)의 측정 결과 파형이 도시되어 있다. 그리고 본발명군의 반사율(a)의 측정 결과는 산화알루미늄 막(120)의 적층 두께가 40nm일 경우이다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 반사율(a)의 경우, 비교군의 반사율(b)에 비해서 전 파장 대역에서 감소된 것을 알 수 있다. 즉, 실리콘 박막 태양 전지(100)는 산화알루미늄 막(120)을 적용하여 반사율을 감소시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 외부양자효율(a)(이하 "EQE", External quantum efficiency)과, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)에서 산화알루미늄 막(120)이 형성되지 않았을 경우인 비교군의 EQE(b)의 결과 파형이 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 EQE(a)가 비교군의 EQE(b)에 비해 더 높게 측정되었다. 즉, 도 7의 EQE 결과를 통해, 산화 알루미늄 막(120)이 형성된 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 효율이 비교군에 비해 더 큰 것을 알 수 있다. 이와 같은 EQE를 통해서, 본 발명의 실리콘 박막 태양 전지(100)의 전지 효율이 산화알루미늄 막(120)과 제1반사 방지막(140)이 형성되지 않았을 경우의 태양전지의 전지 효율에 비해 비해서, 더 증가되는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 실리콘 박막 태양전지
110; 투명 기판 120; 산화알루미늄 막
130; 제1전극층 140; 제1반사 방지막
150; 보호막 160; 실리콘층
170; 제2반사방지막 180; 제2전극층
110; 투명 기판 120; 산화알루미늄 막
130; 제1전극층 140; 제1반사 방지막
150; 보호막 160; 실리콘층
170; 제2반사방지막 180; 제2전극층
Claims (15)
- 투명기판 상에 산화알루미늄 막을 형성하는 산화알루미늄 막 형성 단계;
상기 산화알루미늄 막상에 제1전극층을 적층하여 형성하는 제1전극층 형성 단계;
상기 제1전극층 상에 제1반사 방지막을 형성하는 제1반사 방지막 형성 단계;
상기 제1반사 방지막 상에 실리콘층을 형성하는 실리콘층 형성 단계; 및
상기 실리콘층 상에 제2전극층을 적층하여 형성하는 제2전극층 형성 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 산화알루미늄 막 형성 단계에서는
상기 산화알루미늄 막을 상기 투명기판의 상면에 20 내지 80 nm의 두께로 형성하는 것은 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 산화알루미늄 막 형성 단계에서는
상기 산화알루미늄 막을 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여, 상기 투명 기판에 증착하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1전극층 형성 단계에서 형성된 상기 제1전극층은 투명 전극층으로 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 제1전극층 형성단계에서는
상기 제1전극층을 상기 산화알루미늄 막 상면에 1 내지 1.2㎛의 두께로 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1전극층 형성 단계에서는
상기 제1전극층을 형성한 후에 상기 제1전극층의 상면을 습식 식각액에 의해 식각하여 요철을 형성하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 습식 식각액은 염화수소 수용액인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1반사 방지막은 니오븀이 도핑된 이산화 타이타늄(NTO)인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 실리콘층 형성 단계 이전에는
상기 제1반사방지막 상에 상기 제1반사방지막을 보호하기 위한 보호막을 형성하는 보호막 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 보호막은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 실리콘층은 pin구조의 미세 결정 실리콘인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2전극층 형성 단계 이전에
상기 실리콘층 형성단계에서 형성된 상기 실리콘층 상에 제2반사 방지막을 형성하는 제2반사 방지막 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 12에 있어서,
제2반사 방지막 형성 단계에서 형성된 상기 제2반사 방지막은 알루미늄이 도핑된 산화 아연(AZO)과, 은이 순차적으로 적층된 다층 박막인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2전극층 형성 단계에서 형성된 상기 제2전극층은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법. - 청구항 1 내지 청구항 14항 중 어느 하나의 항에 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법에 의해 제조된 실리콘 박막 태양전지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110123709A KR101274336B1 (ko) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110123709A KR101274336B1 (ko) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130057788A true KR20130057788A (ko) | 2013-06-03 |
| KR101274336B1 KR101274336B1 (ko) | 2013-06-13 |
Family
ID=48857281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110123709A KR101274336B1 (ko) | 2011-11-24 | 2011-11-24 | 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101274336B1 (ko) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101019382B1 (ko) * | 2008-12-02 | 2011-03-07 | 한양대학교 산학협력단 | 양극 산화 알루미나를 사용한 태양 전지 및 그 제조방법 |
| JP2011159796A (ja) * | 2010-02-01 | 2011-08-18 | Fujifilm Corp | 絶縁層付基板および薄膜太陽電池 |
-
2011
- 2011-11-24 KR KR1020110123709A patent/KR101274336B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101274336B1 (ko) | 2013-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9117957B2 (en) | Thin-film solar battery and method for manufacturing the same | |
| US20090194155A1 (en) | Front electrode having etched surface for use in photovoltaic device and method of making same | |
| TWI463682B (zh) | 異質接面太陽能電池 | |
| JP2001308354A (ja) | 積層型太陽電池 | |
| JP2003142709A (ja) | 積層型太陽電池およびその製造方法 | |
| TW201021229A (en) | Solar cell having reflective structure | |
| US20120060891A1 (en) | Photovoltaic device | |
| JP4789131B2 (ja) | 太陽電池及び太陽電池の製造方法 | |
| Zhang et al. | Simultaneous realization of light distribution and trapping in micromorph tandem solar cells using novel double-layered antireflection coatings | |
| WO2012171146A1 (zh) | 包含新型减反射层的薄膜太阳能电池及其制造方法 | |
| TWI435462B (zh) | 多色彩畫作型太陽能電池的製造方法 | |
| TWI652831B (zh) | 彩色太陽能電池及含有該電池之太陽能面板 | |
| KR101274336B1 (ko) | 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지 | |
| KR20120003732A (ko) | 태양전지 | |
| KR101274433B1 (ko) | 실리콘 박막 태양전지의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 실리콘 박막 태양전지 | |
| JP2012216732A (ja) | 薄膜太陽電池基板の製造方法および薄膜太陽電池の製造方法 | |
| JP5542038B2 (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法、薄膜太陽電池モジュール | |
| TW201721893A (zh) | 太陽能電池及其製造方法 | |
| KR101033286B1 (ko) | 박막형 태양전지 및 그 제조방법 | |
| JP2011096730A (ja) | 薄膜太陽電池およびその製造方法 | |
| KR20100012230A (ko) | 태양전지 및 그의 제조방법 | |
| WO2017203751A1 (ja) | 太陽電池及びその製造方法、並びに太陽電池パネル | |
| CN103618010A (zh) | 硅基薄膜太阳能电池背电极及制造方法、硅基薄膜太阳能电池 | |
| JP6076814B2 (ja) | 太陽電池の製造方法 | |
| CN102931242A (zh) | 一种晶体硅太阳能电池多层二氧化硅减反射膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160204 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170524 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180521 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190902 Year of fee payment: 7 |