KR20130059227A - Solar cell and method of fabricating the same - Google Patents
Solar cell and method of fabricating the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130059227A KR20130059227A KR1020110125439A KR20110125439A KR20130059227A KR 20130059227 A KR20130059227 A KR 20130059227A KR 1020110125439 A KR1020110125439 A KR 1020110125439A KR 20110125439 A KR20110125439 A KR 20110125439A KR 20130059227 A KR20130059227 A KR 20130059227A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light absorbing
- solar cell
- layer
- absorbing layer
- laser
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 26
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 4
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 8
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Se].[Se].[In] Chemical compound [Cu].[Se].[Se].[In] KTSFMFGEAAANTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 3
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 2
- 229910000807 Ga alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- CDZGJSREWGPJMG-UHFFFAOYSA-N copper gallium Chemical compound [Cu].[Ga] CDZGJSREWGPJMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YNLHHZNOLUDEKQ-UHFFFAOYSA-N copper;selanylidenegallium Chemical compound [Cu].[Se]=[Ga] YNLHHZNOLUDEKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 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
- H01L31/04—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
- H01L31/072—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 PN heterojunction type
- H01L31/0749—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 PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction 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
- Y02E10/541—CuInSe2 material 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 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
Description
실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.
박막형 태양전지의 효율과 직접적인 상관관계가 있는 에너지 밴드갭은 상기 광 흡수층을 이루는 CIGS계 화합물의 조성비, 즉 CuIn1-xGaxSe2에서 인듐(In) 및 갈륨(Ga)의 조성비에 따라 달라지는데, 대략 1.1 ~ 1.6 eV 사이의 에너지 밴드갭을 얻을 수 있었다. 현재, 최고 효율을 기록한 태양전지의 CIGS계 광흡수층(30)은 대략 1.2eV의 에너지 밴드갭을 가지며, 이때의 CIGS계 화합물의 조성비는 CuIn0.74Ga0.26Se2으로 알려져있다.The energy band gap directly correlated with the efficiency of the thin-film solar cell depends on the composition ratio of the CIGS compound forming the light absorption layer, that is, the composition ratio of indium (In) and gallium (Ga) in CuIn1-xGaxSe2. The energy band gap between eV was obtained. At present, the CIGS light absorption layer 30 of the solar cell having the highest efficiency has an energy band gap of approximately 1.2 eV, and the composition ratio of the CIGS compound at this time is known as CuIn0.74Ga0.26Se2.
그런데 이러한 종래의 CIGS계 박막형 태양전지는 CIGS계 화합물이 4원계 화합물로서, 이를 이용하여 광 흡수층을 제조 시, 그 조성 및 공정 제어에 많은 어려움이 따르며, 아울러, 종래의 CIGS계 박막형 태양전지의 경우 단일의 에너지 밴드갭을 갖는 광 흡수층(30)을 이용하므로, 이에 해당되는 에너지 밴드갭 이외의 파장을 그대로 통과시켜 버리게 되므로, 많은 부분의 태양광 손실이 발생되는 문제점이 있었다.However, in the conventional CIGS-based thin film solar cell, the CIGS-based compound is a quaternary compound, and when manufacturing a light absorbing layer using the same, there are many difficulties in the composition and process control, and in the case of the conventional CIGS-based thin film solar cell Since the light absorbing layer 30 having a single energy bandgap is used, a wavelength other than the energy bandgap corresponding thereto is passed through as it is, so that there is a problem in that a large portion of solar loss occurs.
따라서, 종래의 CIGS계 박막형 태양전지보다 높은 효율을 가지며, 조성 및 공정 제어가 보다 간단하고 용이한 박막형 태양전지에 대한 개발이 시급한 실정이다. 특히, 이러한 태양전지 제조 시, 광 흡수층에 포함되는 갈륨의 조성비를 그레이딩(grading)하여 에너지 밴드갭을 조절할 수 있는데, 기존의 열처리 방식으로는 갈륨의 조성비를 그레이딩하기 어렵다는 문제가 있다.Therefore, there is an urgent need to develop a thin-film solar cell having higher efficiency than the conventional CIGS-based thin-film solar cell and having simpler and easier composition and process control. In particular, when manufacturing such a solar cell, it is possible to adjust the energy band gap by grading the composition ratio of gallium included in the light absorbing layer, there is a problem that it is difficult to grade the composition ratio of gallium by the conventional heat treatment method.
실시예는 효율이 향상된 태양전지를 제공하고자 한다.Embodiments provide a solar cell having improved efficiency.
실시예에 따른 태양전지는, 지지기판; 상기 지지기판 상에 위치하는 후면전극층; 상기 후면전극층 상에 위치하는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 위치하는 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상에 위치하는 전면전극층을 포함하고, 상기 광 흡수층에 포함되는 결정(crystallization)의 양이 서로 다르다.Solar cell according to the embodiment, the support substrate; A back electrode layer on the support substrate; A light absorbing layer on the back electrode layer; A buffer layer on the light absorbing layer; And a front electrode layer disposed on the buffer layer, wherein the amount of crystallization included in the light absorbing layer is different from each other.
실시예에 따른 태양전지의 제조 방법은, 지지기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계; 및 상기 후면전극층 상에 광 흡수층의 프리커서를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 프리커서는 서로 반대되는 상면 및 하면을 포함하고, 상기 프리커서를 형성하는 단계는 상기 상면 및 상기 하면에 레이저를 조사하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment includes forming a back electrode layer on a support substrate; And forming a precursor of a light absorbing layer on the back electrode layer, wherein the precursor includes an upper surface and a lower surface opposite to each other, and the forming of the precursor comprises irradiating a laser onto the upper surface and the lower surface. It includes a step.
실시예에 따른 태양전지는 광 흡수층에 포함되는 결정(crystallization)의 양이 서로 다르다. 구체적으로, 상기 광 흡수층에 포함되는 갈륨의 조성비를 그레이딩(grading)하여 상기 광 흡수층의 에너지 밴드갭을 조절할 수 있고, 이를 통해 태양전지의 효율을 향상할 수 있다. 즉, 태양전지의 내부 조성비를 조절하여 고효율의 태양전지를 제공할 수 있다.The solar cell according to the embodiment has different amounts of crystallization included in the light absorbing layer. Specifically, the energy band gap of the light absorbing layer may be adjusted by grading the composition ratio of gallium included in the light absorbing layer, thereby improving efficiency of the solar cell. That is, it is possible to provide a high efficiency solar cell by adjusting the internal composition ratio of the solar cell.
실시예에 따른 태양전지의 제조 방법은, 레이저를 조사하는 단계를 포함한다. 상기 레이저를 조사하는 단계에서는 광 흡수층의 프리커서에 국부적인 레이저를 조사할 수 있다. 이를 통해, 상기 갈륨의 확산을 조절하여 상기 광 흡수층에 포함되는 갈륨의 조성비를 조절할 수 있다. 이를 통해, 상기 광 흡수층의 에너지 밴드갭을 조절할 수 있고, 나아가 태양전지의 효율을 향상할 수 있다.The method of manufacturing a solar cell according to the embodiment includes irradiating a laser. In the irradiating of the laser, a local laser may be irradiated to the precursor of the light absorbing layer. Through this, the composition ratio of gallium included in the light absorbing layer can be adjusted by controlling the diffusion of gallium. Through this, the energy band gap of the light absorbing layer may be adjusted, and further, the efficiency of the solar cell may be improved.
도 1은 실시예에 따른 태양전지의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 태양전지에 포함되는 광 흡수층을 도시한 모식도이다.
도 3은 실시예에 따른 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to an embodiment.
2 is a schematic view showing a light absorbing layer included in the solar cell according to the embodiment.
3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. In the description of embodiments, each layer, region, pattern, or structure may be “on” or “under” the substrate, each layer, region, pad, or pattern. Substrate formed in ”includes all formed directly or through another layer. Criteria for the top / bottom or bottom / bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness or the size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings may be modified for clarity and convenience of explanation, and thus does not entirely reflect the actual size.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참조하여, 실시예에 따른 태양전지를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 태양전지의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 2는 실시예에 따른 태양전지에 포함되는 광 흡수층을 도시한 모식도이다.1 and 2, a solar cell according to an embodiment will be described in detail. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to an embodiment. 2 is a schematic view showing a light absorbing layer included in the solar cell according to the embodiment.
도 1 및 도 2를 참조하면, 태양전지는 지지기판(100), 후면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 전면전극층(600)을 포함한다.1 and 2, the solar cell includes a
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 후면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면전극층(600)을 지지한다.The supporting
상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.The
상기 후면전극층(200)은 상기 지지기판(100)의 상면에 배치된다. 상기 후면전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴(Mo) 등의 금속을 들 수 있다.The
또한, 상기 후면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.In addition, the
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.The light absorbing
상기 광 흡수층(300)에 포함되는 결정(crystallization)의 양이 서로 다를 수 있다. 상기 양은 상기 광 흡수층(300)에 포함되는 물질의 조성비일 수 있다. 상기 양은 상기 광 흡수층(300)에 포함되는 물질의 농도일 수 있다. 상기 양은 상기 광 흡수층(300)에 포함되는 물질의 함량일 수 있다. 여기서, 상기 물질은 갈륨(Ga)을 포함할 수 있다. The amount of crystallization included in the
구체적으로, 상기 광 흡수층(300)은 Cu(In1-xGax)Se2를 포함하고, 상기 x가 달라질 수 있다. 구체적으로, 상기 x는 상기 광 흡수층(300)의 상면(302)에서 상기 광 흡수층(300)의 중심부(300a)로 갈수록 작아지고, 상기 광 흡수층(300)의 하면(301)에서 상기 광 흡수층(300)의 중심부(300a)로 갈수록 작아질 수 있다. 즉, 상기 광 흡수층(300)에 포함되는 갈륨의 조성비가 달라질 수 있다. Specifically, the
여기서, 상기 x의 범위는 다음 수식과 같다.Here, the range of x is as follows.
수식Equation
0<x<10 <x <1
상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.The energy band gap of the
상기 갈륨의 조성비를 그레이딩(grading)하여 상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭을 조절할 수 있고, 이를 통해 태양전지의 효율을 향상할 수 있다. 즉, 태양전지의 내부 조성비를 조절하여 고효율의 태양전지를 제공할 수 있다. The energy band gap of the
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)에 직접 접촉한다. 상기 버퍼층(400)은 황화물을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 버퍼층(400)은 황화카드뮴(CdS)을 포함할 수 있다. The
상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV일 수 있다.The high
상기 전면전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다.The
상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 전면전극층(600)은 투명하다. 상기 전면전극층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO;AZO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide;IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide;ITO) 등을 들 수 있다.The
상기 전면전극층(600)의 두께는 약 500㎚ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 또한, 상기 전면전극층(600)이 알루미늄이 도핑되는 징크 옥사이드로 형성되는 경우, 알루미늄은 약 2.5wt% 내지 약 3.5wt%의 비율로 도핑될 수 있다. 상기 전면전극층(600)은 도전층이다.The
이하, 도 3을 참조하여, 실시예에 따른 태양전지의 제조 방법을 설명한다. 명확하고 간략한 설명을 위하여 앞서 설명한 부분과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a manufacturing method of a solar cell according to an embodiment will be described with reference to FIG. 3. For the sake of clarity and simplicity, detailed description of parts identical or similar to those described above will be omitted.
도 3은 실시예에 따른 태양전지의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.
먼저, 지지기판(100) 상에 스퍼터링 공정에 의해서 몰리브덴 등과 같은 금속이 증착되고, 후면전극층(200)이 형성된다. 상기 후면전극층(200)은 공정 조건이 서로 다른 두 번의 공정들에 의해서 형성될 수 있다.First, a metal such as molybdenum is deposited on the
상기 지지기판(100) 및 상기 후면전극층(200) 사이에는 확산 방지막과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있다.An additional layer such as a diffusion barrier may be interposed between the
이어서, 상기 후면전극층(200) 상에 광 흡수층(300)의 프리커서(320)가 형성된다. 상기 광 흡수층(300)의 프리커서(320)는 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.Subsequently, the precursor 320 of the
상기 광 흡수층(300)의 프리커서(320)는 예를 들어, 구리-갈륨 합금층 및 인듐 층으로 이루어진 소정 조성비의 적층 프리커서(320)막이 스퍼터링 공정에 의해 형성될 수 있다. 또한, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서 형성될 수 있다. 따라서, 상기 광 흡수층(300)의 프리커서(320)는, 구리, 인듐 및 갈륨의 구성 원소로 이루질 수 있다.The precursor 320 of the
이후, 상기 금속 프리커서(320) 막은 셀레니제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.Subsequently, the metal precursor 320 layer is formed of a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2; CIGS-based) light absorbing layer by a selenization process. .
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다. 여기서, 셀레니제이션 공정은 셀렌 및/또는 황 함유 가스로 이루어진 분위기 속에서 저온에서 열처리하는 공정을 말한다.Alternatively, the copper target, the indium target, the sputtering process using the gallium target, and the selenization process may be performed simultaneously. Here, the selenization process refers to a process of heat treatment at low temperature in an atmosphere made of selenium and / or sulfur-containing gas.
이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.Alternatively, the CIS-based or CIG-based
상기 프리커서(320)를 형성하는 단계 이후, 레이저를 조사하는 단계를 거친다. 상기 레이저를 조사하는 단계에서는 상기 갈륨의 확산이 이루어질 수 있다. After forming the precursor 320, the laser irradiation step. In the step of irradiating the laser may be diffusion of the gallium.
상기 레이저를 조사하는 단계에서는 광 흡수층(300)의 프리커서(320)에 국부적인 레이저를 조사할 수 있다. In the step of irradiating the laser, a local laser may be irradiated to the precursor 320 of the
상기 레이저를 조사하는 단계는 상기 프리커서(320)의 상면(322) 및 하면(321)에 각각 레이저를 조사할 수 있다. The irradiating the laser may irradiate a laser to the
구체적으로, 상기 레이저를 조사하는 단계는 제1 레이저(L1)를 조사하는 단계 및 제2 레이저(L2)를 조사하는 단계를 포함한다.Specifically, the step of irradiating the laser includes the step of irradiating the first laser (L1) and the step of irradiating the second laser (L2).
상기 제1 레이저(L1)를 조사하는 단계에서는 상기 상면(322)에 제1 레이저(L1)를 조사할 수 있다. 상기 제2 레이저(L2)를 조사하는 단계에서는 상기 하면(321)에 제2 레이저(L2)를 조사할 수 있다.In the irradiating of the first laser L1, the first laser L1 may be irradiated onto the
상기 제1 레이저(L1) 및 상기 제2 레이저(L2)의 에너지 밀도가 서로 다르게 구비될 수 있다. 상기 제1 레이저(L1) 및 상기 제2 레이저(L2)의 에너지 밀도가 서로 다름으로써, 상기 프리커서(320)에 포함된 상기 갈륨의 확산 속도를 조절할 수 있다. 이를 통해, 상기 갈륨의 조성비가 달라질 수 있다.The energy density of the first laser L1 and the second laser L2 may be provided differently. Since the energy densities of the first laser L1 and the second laser L2 are different from each other, the diffusion rate of the gallium included in the precursor 320 may be adjusted. Through this, the composition ratio of the gallium may vary.
상기 갈륨의 조성비는 상기 프리커서(320)의 상면(322)에서 상기 프리커서(320)의 중심부(320a)로 갈수록 낮아지고, 상기 프리커서(320)의 하면(321)에서 상기 프리커서(320)의 중심부(320a)로 갈수록 낮아질 수 있다. The composition ratio of the gallium is lowered from the
즉, 상기 갈륨의 확산을 조절하여 상기 광 흡수층(300)에 포함되는 갈륨의 조성비를 조절할 수 있다. 이를 통해, 상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭을 조절할 수 있고, 나아가 태양전지의 효율을 향상할 수 있다. That is, the composition ratio of gallium included in the
이어서, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 고저항 버퍼층(500)이 형성될 수 있다. Subsequently, although not illustrated, zinc oxide may be deposited on the
또한, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 전면전극층(600)이 형성된다. 상기 전면전극층(600)을 형성하기 위해서, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질이 적층된다. 상기 투명한 도전물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.In addition, the
상술한 실시예에 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The features, structures, effects and the like described in the foregoing embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to one embodiment. In addition, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
또한, 이상에서 실시예들을 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, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be modified. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
Claims (14)
상기 지지기판 상에 위치하는 후면전극층;
상기 후면전극층 상에 위치하는 광 흡수층;
상기 광 흡수층 상에 위치하는 버퍼층; 및
상기 버퍼층 상에 위치하는 전면전극층을 포함하고,
상기 광 흡수층에 포함되는 결정(crystallization)의 양이 서로 다른 태양전지.Support substrate;
A back electrode layer on the support substrate;
A light absorbing layer on the back electrode layer;
A buffer layer on the light absorbing layer; And
A front electrode layer on the buffer layer;
A solar cell having a different amount of crystallization included in the light absorbing layer.
상기 양은 상기 광 흡수층에 포함되는 물질의 조성비인 태양전지.The method of claim 1,
The amount is a solar cell of the composition ratio of the material contained in the light absorbing layer.
상기 양은 상기 광 흡수층에 포함되는 물질의 농도인 태양전지.The method of claim 1,
The amount is the concentration of the material contained in the light absorbing layer solar cell.
상기 양은 상기 광 흡수층에 포함되는 물질의 함량인 태양전지.The method of claim 1,
The amount is the amount of material contained in the light absorbing layer solar cell.
상기 물질은 갈륨(Ga)을 포함하는 태양전지.The method according to any one of claims 2 to 4,
The material includes a gallium (Ga).
상기 광 흡수층은 Cu(In1-xGax)Se2를 포함하는 태양전지.The method of claim 1,
The light absorbing layer is a solar cell containing Cu (In1-xGax) Se2.
상기 x는 상기 광 흡수층의 상면에서 상기 광 흡수층의 중심부로 갈수록 작아지고, 상기 광 흡수층의 하면에서 상기 광 흡수층의 중심부로 갈수록 작아지는 태양전지.The method according to claim 6,
X is smaller toward the center of the light absorbing layer from the upper surface of the light absorbing layer, and smaller toward the center of the light absorbing layer from the lower surface of the light absorbing layer.
상기 후면전극층 상에 광 흡수층의 프리커서를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 프리커서는 서로 반대되는 상면 및 하면을 포함하고,
상기 프리커서를 형성하는 단계 이후 상기 상면 및 상기 하면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조 방법.Forming a back electrode layer on the support substrate; And
Forming a precursor of a light absorbing layer on the back electrode layer;
The precursor includes an upper surface and a lower surface opposite to each other,
And irradiating a laser to the upper surface and the lower surface after the forming of the precursor.
상기 레이저를 조사하는 단계는 상기 상면에 제1 레이저를 조사하는 단계 및 상기 하면에 제2 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조 방법.9. The method of claim 8,
The irradiating the laser may include irradiating a first laser to the upper surface and irradiating a second laser to the lower surface.
상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저의 에너지 밀도가 서로 다른 태양전지의 제조 방법.10. The method of claim 9,
The method of manufacturing a solar cell having different energy densities of the first laser and the second laser.
상기 프리커서는 갈륨(Ga)을 포함하는 태양전지의 제조 방법.9. The method of claim 8,
The precursor method of manufacturing a solar cell comprising gallium (Ga).
상기 레이저를 조사하는 단계에서는 상기 갈륨의 확산이 이루어지는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 11,
The method of manufacturing a solar cell is a diffusion of the gallium in the step of irradiating the laser.
상기 레이저를 조사하는 단계에서는 상기 갈륨의 조성비가 달라지는 태양전지의 제조 방법. The method of claim 11,
The method of manufacturing a solar cell in which the composition ratio of the gallium is different in the step of irradiating the laser.
상기 갈륨의 조성비는 상기 프리커서의 상면에서 상기 프리커서의 중심부로 갈수록 낮아지고, 상기 프리커서의 하면에서 상기 프리커서의 중심부로 갈수록 낮아지는 태양전지의 제조 방법.The method of claim 13,
The composition ratio of the gallium is lowered toward the center of the precursor from the upper surface of the precursor, and lowered toward the center of the precursor from the lower surface of the precursor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110125439A KR101306475B1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Solar cell and method of fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110125439A KR101306475B1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Solar cell and method of fabricating the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130059227A true KR20130059227A (en) | 2013-06-05 |
KR101306475B1 KR101306475B1 (en) | 2013-09-09 |
Family
ID=48858224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110125439A KR101306475B1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Solar cell and method of fabricating the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101306475B1 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101014039B1 (en) * | 2009-03-31 | 2011-02-10 | 엘지이노텍 주식회사 | Solar cell and method of fabricating the same |
KR101081079B1 (en) * | 2009-06-25 | 2011-11-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Solar cell and method of fabricating the same |
-
2011
- 2011-11-28 KR KR1020110125439A patent/KR101306475B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101306475B1 (en) | 2013-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110018089A1 (en) | Stack structure and integrated structure of cis based solar cell | |
US20160284882A1 (en) | Solar Cell | |
JP2011129631A (en) | Method of manufacturing cis thin film solar cell | |
KR20150051181A (en) | PREPARATION METHOD OF CZTSSe-BASED THIN FILM SOLAR CELL AND CZTSSe-BASED THIN FILM SOLAR CELL PREPARED BY THE METHOD | |
KR20120087030A (en) | Solar cell apparatus and method of fabricating the same | |
TW201436261A (en) | Photovoltaic device and method for fabricating the same | |
KR101210046B1 (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
US8962379B2 (en) | Method of producing CIGS film, and method of producing CIGS solar cell by using same | |
US20130220398A1 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
US9871159B2 (en) | Apparatus for generating electricity using solar power and method for manufacturing same | |
KR101306475B1 (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
KR101807118B1 (en) | PV Device with Graded Grain Size and S:Se Ratio | |
KR101210034B1 (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
KR101306529B1 (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
KR101865953B1 (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
KR101326920B1 (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
KR20150031978A (en) | Solar cell | |
KR101428147B1 (en) | Solar cell apparatus and method of fabricating the same | |
KR20150041927A (en) | Solar cell | |
KR20130064656A (en) | Method of fabricating solar cell | |
JP5575163B2 (en) | CIS type thin film solar cell manufacturing method | |
KR101189366B1 (en) | Solar cell apparatus and method of fabricating the same | |
KR101326964B1 (en) | Solar cell module and method of fabricating the same | |
KR101349596B1 (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
KR101306436B1 (en) | Solar cell apparatus and method of fabricating the same |
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: 20160805 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170804 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |