KR20130063147A - Method of manufacturing fe-ni alloy substrate for ci(g)s solar cell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing an iron-nickel alloy substrate for CI(G)S solar cell is provided to use a horizontal electroforming method, thereby continuously manufacturing a thin substrate for the solar cell. CONSTITUTION: A method for manufacturing an iron-nickel alloy substrate for CI(G)S solar cell includes: a step of feeding an electrolyte between a conductive substrate(11) and an anode electrode(32); a step of applying a current to the conductive substrate and the anode electrode at the conductive substrate in order to electrodeposit iron and nickel, which are included in the electrolyte, on the conductive substrate; a step of separating an iron-nickel alloy electrodepositing layer, which is formed by electrodepositing the iron and the nickel, from the conductive substrate in order to obtain an iron-nickel alloy foil(50); and a step of forming at least one diffusion-proof film of a metal, which is selected from a group of chrome and a nickel, on the electrodepositing surface of the foil. The electrolyte includes 2 to 25 g/L of an iron precursor and 40 to 60 g/L of a nickel precursor.

Description

CI(G)S 태양전지용 철-니켈 합금기판 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING Fe-Ni ALLOY SUBSTRATE FOR CI(G)S SOLAR CELL}Method of manufacturing iron-nickel alloy substrate for CIS solar cell {METHOD OF MANUFACTURING Fe-Ni ALLOY SUBSTRATE FOR CI (G) S SOLAR CELL}

본 발명은 수평 전기주조법에 의한 GI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 수평 전기주조법으로 일정한 표면거칠기를 갖는 태양전지용 Fe-Ni 기판을 연속적으로 대량 생산할 수 있는 경제적인 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a Fe-Ni alloy substrate for GI (G) S solar cells by a horizontal electroforming method, and in particular, it is possible to continuously mass-produce a Fe-Ni substrate for a solar cell having a constant surface roughness by a horizontal electroforming method. The present invention relates to a method for producing an Fe-Ni alloy substrate for an economic CI (G) S solar cell.

지구의 온난화, 연료 자원의 고갈, 환경오염 등의 영향으로 화석연료를 사용하여 에너지를 채취하는 전통적인 에너지 채취 방법은 서서히 한계에 달하고 있다. 특히, 석유 연료는 그리 멀지 않은 시간 내에 고갈될 것이라는 전망이 우세하다. 뿐만 아니라, 교토 의정서로 대표되는 에너지 기후 협약에 따르면, 화석 연료의 연소로 생성되는 이산화탄소의 배출 감소가 강제적으로 요구된다. 따라서, 현재의 체약국뿐만 아니라 향후 전세계 국가에서 화석연료의 연간 사용량의 제약이 자명하다.
Traditional methods of collecting energy using fossil fuels are slowly reaching their limits due to global warming, depletion of fuel resources, and environmental pollution. In particular, the outlook is that petroleum fuel will be exhausted in not too long time. In addition, the Energy Climate Convention, represented by the Kyoto Protocol, is compulsoryly required to reduce the emissions of carbon dioxide produced by the burning of fossil fuels. Therefore, the limitation of annual usage of fossil fuel is obvious not only in the present Contracting State but also in the world in the future.

화석연료의 대체 에너지원으로서는, 원자력 발전이나 수력 발전 등을 들 수 있다. 그러나 원자력 발전은 구소련 체르노빌 원자력 발전소나, 동일본 대지진에 의한 일본 후쿠시마 원자력 발전소 등의 폭발 사고로 인해 원자력의 안전성이 큰 문제로 대두되었으며, 수력 발전은 지형적인 인자와 기후적인 인자에 의해 많은 영향을 받기 때문에 그 사용이 제한적이다. 또한, 기타의 대체 에너지원들 역시 발전 양이 적거나 또는 사용 지역이 크게 제한되는 등의 이유로 화석 연료를 대체할 수 있는 대체 에너지원으로는 한계가 있다.
Alternative energy sources for fossil fuels include nuclear power and hydropower. However, nuclear power generation has emerged as a major problem due to the explosion of the former Chernobyl nuclear power plant and Fukushima nuclear power plant caused by the Great East Japan Earthquake. Hydropower is affected by topographic and climatic factors. Its use is limited. In addition, other alternative energy sources are also limited as alternative energy sources that can replace fossil fuels due to low power generation or limited use areas.

그러나, 태양 전지는 적당한 일조량만 보장된다면 어디서나 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 발전용량과 설비규모가 거의 직선적으로 비례하기 때문에, 가정용과 같은 소용량 수요로 사용할 경우에는 건물 옥상 등에 작은 면적으로 전지판을 설치함으로써 발전이 가능하다는 이점이 있어, 세계적으로 그 이용이 증가되고 있을 뿐만 아니라, 그와 관련된 연구 역시 증가하고 있다.
However, solar cells can be used anywhere as long as only a reasonable amount of sunlight is ensured, and the power generation capacity and equipment scale are almost linearly proportional to each other. Therefore, when the solar cells are used for small capacity such as home use, the solar cells are installed by installing a small area on the roof of a building. The advantage of this is that not only is its use globally, but its research is also increasing.

태양전지는 반도체의 원리를 이용한 것으로서, p-n 접합된 반도체에 일정 수준 이상의 에너지를 갖는 빛을 조사하면 상기 반도체의 가전자가 자유롭게 이동될 수 있는 가전자로 여기되어 전자와 정공의 쌍(EHP:electron hole pair)이 생성된다. 생성된 전자와 정공은 서로 반대쪽에 위치하는 전극으로 이동하여 기전력을 발생시키게 된다.
The solar cell is based on the principle of a semiconductor. When a light having a predetermined level or more of energy is irradiated to a pn-bonded semiconductor, the solar cell is excited as a home appliance that can move freely and is a pair of electrons and holes (EHP: electron hole pair). ) Is generated. The generated electrons and holes move to the electrode located on the opposite side to generate an electromotive force.

상기 태양전지의 가장 최초 형태는 실리콘 기판에 불순물(B)을 도핑하여 p형 반도체를 형성시킨 다음 그 위에 또 다른 불순물(P)을 도핑시켜 층의 일부를 n형 반도체화 함으로써 p-n 접합이 이루어지도록 한 실리콘계 태양전지로서 1세대 태양전지로 많이 불린다.
The first form of the solar cell is to form a p-type semiconductor by doping an impurity (B) to a silicon substrate and then doping another impurity (P) thereon to form a n-type semiconductor part of the layer to make a pn junction As a silicon solar cell, it is often called the first generation solar cell.

상기 실리콘계 태양전지는 에너지 전환효율과 셀 전환효율(실험실 최고의 에너지 전환효율에 대한 양산시 전환효율의 비율)이 비교적 높기 때문에, 가장 상용화 정도가 높다. 그러나, 상기 실리콘계 태양전지 모듈을 제조하기 위해서는 먼저 소재로부터 잉곳을 제조하고 상기 잉곳을 웨이퍼화한 후 셀을 제조하고 모듈화하는 다소 복잡한 공정단계를 거쳐야 할 뿐만 아니라, 벌크 재질의 재료를 사용하기 때문에, 재료소비가 증가하여 제조비용이 높다는 문제가 있다.
Since the silicon-based solar cell has a relatively high energy conversion efficiency and cell conversion efficiency (the ratio of the conversion efficiency at the time of mass production to the energy conversion efficiency of the laboratory), the degree of commercialization is the highest. However, in order to manufacture the silicon-based solar cell module, not only has to go through a rather complicated process step of manufacturing an ingot from a material first and then wafering the ingot and then manufacturing and modularizing a cell, but also using a bulk material. There is a problem that the manufacturing cost is high due to increased material consumption.

더욱이, 상기 실리콘계 태양전지는 실리콘의 결정형태가 단결정 혹은 다결정으로 이루어져야 하는데, 단결정 혹은 다결정을 갖는 실리콘을 제조하기 위해서는 복잡한 제조공정이 요구될 뿐 아니라, 제조비용 또한 증가한다는 단점이 있다.
In addition, the silicon-based solar cell has to be made of a single crystal or polycrystal of the crystalline form of silicon, there is a disadvantage that not only complicated manufacturing process is required to manufacture silicon having a single crystal or polycrystal, but also the manufacturing cost increases.

이러한 실리콘계 태양전지의 단점을 해결하기 위하여, 2세대 태양전지로 불리우는 소위 박막형 태양전지가 제안되었다. 박막형 태양전지는 상술한 과정으로 태양전지를 제조하는 것이 아니라, 실리콘 웨이퍼 대신 기판 위에 순차적으로 필요한 박막층을 적층하는 형태로 제조하기 때문에, 그 과정이 단순하며, 두께가 얇고 제조비용이 저렴하다는 장점을 가진다.
In order to solve the drawbacks of such silicon-based solar cells, so-called thin film solar cells called second generation solar cells have been proposed. The thin film type solar cell is not manufactured as a solar cell by the above-described process, but instead of a silicon wafer, the thin film type solar cell is manufactured by sequentially stacking the thin film layers on the substrate. Therefore, the thin film type solar cell is simple, thin and low in manufacturing cost. Have

그 중의 하나로서 구리(Cu), 인듐(In), 게르마늄(Ge) 및 셀레늄(Se)을 포함하는 CI(G)S 화합물 반도체(게르마늄을 포함하지 않을 수 있으며, 이 경우 CIS라고 함. 게르마늄이 포함되지 않을 수 있음을 고려하여 CI(G)S라고 하나, 여기서는 CIGS라고도 하며, 두 경우 모두를 포함하는 개념으로 사용된다.)을 기본으로 한 CI(G)S계 태양전지를 들 수 있다. 간혹 셀레늄(Se)을 황(S)으로 대체하거나 셀레늄을 황과 함께 사용하는 경우도 있는데, 본 발명에서는 이들을 모두 포함하여 상기 CI(G)S 태양전지로 간주한다.
One of them is a CI (G) S compound semiconductor containing copper (Cu), indium (In), germanium (Ge) and selenium (Se), which may not contain germanium, in this case called CIS. CI (G) S based solar cell based on CI (G) S, but also referred to as CIGS and used here as a concept that includes both cases). Sometimes selenium (Se) is replaced with sulfur (S) or selenium may be used together with sulfur. In the present invention, all of them are regarded as the CI (G) S solar cell.

상기 CI(G)S 화합물 반도체는 3 또는 4가지 원소를 포함하기 때문에 원소의 함량을 조절함으로써 밴드 개의 폭을 제어할 수 있고, 이에 의해 에너지 변환효율을 상승시킬 수 있는 장점이 있다.
Since the CI (G) S compound semiconductor contains 3 or 4 elements, the width of the band can be controlled by adjusting the content of the element, thereby increasing the energy conversion efficiency.

GI(G)S 태양 전지의 적층 구조는 통상적으로, 최하층에 기판이 존재하고 상기 기판 위에 전극으로 사용되는 배면 금속층이 형성된다. 상기 배면 금속층 위에는 p형 반도체로서 광흡수층(CI(G)S)과 상기 광흡수층과 투명창의 밴드갭 에너지를 감소시켜주는 버퍼층(예를 들어, CdS), n형 반도체로서 투명창, 전면 금속층(전극)이 순차적으로 형성된다.
In the laminated structure of a GI (G) S solar cell, a substrate is usually present on the bottom layer and a back metal layer used as an electrode is formed on the substrate. On the back metal layer, a light absorbing layer (CI (G) S) as a p-type semiconductor and a buffer layer (eg, CdS) for reducing the bandgap energy of the light absorbing layer and the transparent window, a transparent window as an n-type semiconductor, and a front metal layer ( Electrodes) are formed sequentially.

이러한 CI(G)S계 태양전지는 내구성을 확보하기 위해서 상기 적층되는 물질들의 열팽창계수가 동일하게 되어야 한다. 만일, 태양전지 기판과 그 기판 위에 적층되는 물질간에 열팽창계수의 편차가 발생하는 경우에는 온도의 상승 또는 저하에 따라 기판 또는 그 위에 적층되는 물질에 응력이 가해져 수축되거나 팽창될 수 있다. 이로 인해, 균열 또는 파단이 발생할 수 있으므로, 태양 전기 구성요소들은 열팽창계수가 거의 유사한 수준으로 제어될 필요가 있다.
The CI (G) S-based solar cell should have the same thermal expansion coefficient of the stacked materials in order to ensure durability. If a variation in the coefficient of thermal expansion occurs between the solar cell substrate and the material stacked on the substrate, stress may be applied to the substrate or the material stacked thereon as the temperature increases or decreases, thereby shrinking or expanding. Because of this, cracks or breaks may occur, so the solar electrical components need to be controlled to a nearly similar level of coefficient of thermal expansion.

한편, 상기 기판으로 사용되는 재료로서는 통상적으로 유리가 많이 사용되어 왔으나, 상기 유리 기판은 상대적으로 고가이며, 대량 생산에 적합하지 않고, 정형화된 형태로만 사용될 수 있다는 단점을 갖는다. 또 CI(G)S계 태양전지의 특징인 박막화가 어렵다는 문제점도 가지고 있다.On the other hand, as a material used as the substrate has been used a lot of glass in general, the glass substrate is relatively expensive, has the disadvantage that it is not suitable for mass production, can be used only in a standardized form. In addition, the thin film, which is a characteristic of CI (G) S-based solar cells, has a problem.

본 발명의 일 구현예는 수평 셀 타입의 전기주조법에 의해 기판을 제조함으로써 제조 비용의 절감을 도모하고, 박막화 및 대량생산이 용이한 가요성 및 내구성을 갖는 CI(G)S 태양전지용 기판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
An embodiment of the present invention is to reduce the manufacturing cost by manufacturing a substrate by a horizontal cell type electroforming method, and the CI (G) S solar cell substrate having flexibility and durability that is easy to thin film and mass production and its To provide a manufacturing method.

본 발명의 다른 구현예는 열팽창계수가 최적화된 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법을 제공하는 것이다.
Another embodiment of the present invention is to provide a Fe-Ni alloy substrate manufacturing method for CI (G) S solar cells with an optimized thermal expansion coefficient.

본 발명의 또 다른 구현예는 강도, 경도, 내식성 및/또는 내구성이 우수한 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법을 제공하는 것이다.
Another embodiment of the present invention is to provide a Fe-Ni alloy substrate manufacturing method for CI (G) S solar cells excellent in strength, hardness, corrosion resistance and / or durability.

나아가 본 발명은 연속공정이 가능하며 생산성 우수한 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법을 제공하는 것이다.
Furthermore, the present invention provides a method for producing a Fe-Ni alloy substrate for a CI (G) S solar cell having a continuous process and excellent productivity.

본 발명의 또 다른 구현은 가요성있는 박막의 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법을 제공하는 것이다. Yet another embodiment of the present invention is to provide a method for manufacturing a Fe-Ni alloy substrate for CI (G) S solar cells of a flexible thin film.

본 발명은 CIGS 태양전지용 합금기판 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 일정한 방향으로 수평 공급되는 전도성 모판 및 상기 전도성 모판의 일면 또는 양면에 대하여 이격되어 배치된 애노드 전극과의 사이에 전해액을 공급하되, 상기 전해액은 철 전구체 2-25g/L 및 니켈 전구체 40-60g/L를 포함하는 전해액 공급 단계; 상기 전도성 모판 및 상기 전도성 모판의 일면 또는 양면에 배치된 애노드 전극에 전류를 인가하여 전도성 모판의 일면 또는 양면에 전해액에 포함된 철과 니켈을 전착시키는 전류 인가 단계; 상기 철과 니켈의 전착에 의해 형성된 철과 니켈의 합금 전착층을 상기 전도성 모판으로부터 분리하여 철과 니켈의 합금박을 얻는 박리 단계; 및 상기 철과 니켈의 합금박의 전착면 상에 크롬 및 니켈로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속의 확산방지막을 형성하는 확산방지층 형성단계를 포함한다.The present invention relates to a method for manufacturing an alloy substrate for CIGS solar cells, according to an embodiment of the present invention, between a conductive base plate horizontally supplied in a predetermined direction and an anode electrode spaced apart from one side or both sides of the conductive base plate Supplying an electrolyte solution, wherein the electrolyte solution includes an electrolyte solution supplying step including 2-25 g / L iron precursor and 40-60 g / L nickel precursor; Applying a current to the conductive base plate and an anode electrode disposed on one or both surfaces of the conductive base plate to apply the current to electrodeposit the iron and nickel contained in the electrolyte on one or both sides of the conductive base plate; A peeling step of separating an alloy electrodeposition layer of iron and nickel formed by electrodeposition of iron and nickel from the conductive mother plate to obtain an alloy foil of iron and nickel; And a diffusion barrier layer forming step of forming a diffusion barrier of at least one metal selected from the group consisting of chromium and nickel on the electrodeposited surface of the alloy foil of iron and nickel.

다른 구현예에 따르면, 상기 확산방지막은 100-500㎚의 두께를 가질 수 있다.According to another embodiment, the diffusion barrier may have a thickness of 100-500nm.

또, 다른 구현예에 따르면, 상기 철 전구체는 황산철, 염화철, 질산철 및 설파민산철로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종이며, 상기 니켈 전구체는 황산니켈, 염화니켈, 질산니켈 및 설파민산니켈로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. According to another embodiment, the iron precursor is at least one selected from the group consisting of iron sulfate, iron chloride, iron nitrate, and iron sulfamate, and the nickel precursor comprises nickel sulfate, nickel chloride, nickel nitrate, and nickel sulfamate. It can be selected from the group.

또한, 다른 구현예로서, 상기 전해액은 폴리에틸렌글리콜, 소디움 라우레스 황산염 또는 이들의 혼합물인 계면활성제 0.1-8.0g/L를 더욱 포함할 수 있다.In another embodiment, the electrolyte may further include 0.1-8.0 g / L of surfactant which is polyethylene glycol, sodium laureth sulfate or a mixture thereof.

나아가, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 태양전지용 Fe-Ni 합금기판은 확산방지막이 형성된 표면의 표면거칠기(Rz)가 0.1 내지 100㎚일 수 있다. Furthermore, according to one embodiment of the present invention, the Fe-Ni alloy substrate for solar cells may have a surface roughness (Rz) of the surface on which the diffusion barrier is formed is 0.1 to 100nm.

그리고, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 Fe-Ni 합금기판은 두께가 20-70㎛인 것을 특징으로 하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법.And, according to another embodiment of the present invention, the Fe-Ni alloy substrate Fe-Ni alloy substrate manufacturing method for CI (G) S solar cell, characterized in that the thickness of 20-70㎛.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 Fe-Ni 합금기판은 니켈28 내지 32중량% 또는 45 내지 75중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the Fe-Ni alloy substrate may be composed of 28 to 32% by weight or 45 to 75% by weight of nickel and the balance iron and other unavoidable impurities.

상기 확산방지막 상에 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스터 및 폴리이미드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 고분자 수지의 평탄화막을 형성하는 평탄화막 형성단계를 더욱 포함할 수 있다.The planarization film forming step of forming a planarization film of a polymer resin selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyester and polyimide may be further included on the diffusion barrier.

나아가, 상기 전해액 공급 단계 및 전류 인가 단계는 복수회로 행해질 수 있다. In addition, the electrolyte supply step and the current application step may be performed a plurality of times.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 수평 셀 타입의 전기주조법에 의해 CI(G)S 태양전지용 기판을 제조함으로써 대량생산이 가능하여 기판 제조의 비용을 절감할 수 있고, 또한, 니켈의 함량 제어에 의해 기판의 열팽창계수를 최적화할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, by manufacturing the substrate for the CI (G) S solar cell by a horizontal cell type electroforming method, it is possible to mass-produce, thereby reducing the cost of manufacturing the substrate, and also to control the content of nickel As a result, the thermal expansion coefficient of the substrate can be optimized.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면 강도, 경도, 내식성 및/또는 내구성이 우수한 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판을 얻을 수 있다.
According to another embodiment of the present invention, an Fe-Ni alloy substrate for CI (G) S solar cells having excellent strength, hardness, corrosion resistance, and / or durability can be obtained.

나아가 본 발명은 연속공정이 가능하며 생산성 우수한 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판을 제조할 수 있다.
Furthermore, the present invention can manufacture a Fe-Ni alloy substrate for CI (G) S solar cells having a continuous process and excellent productivity.

그리고, 기판의 철이 기판상에 형성되는 금속층으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.And it is possible to prevent the iron of the substrate from diffusing into the metal layer formed on the substrate.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조에 사용되는 수평 전기주조장치 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing an example of the configuration of a horizontal electric casting apparatus used in the manufacture of Fe-Ni alloy substrate for CI (G) S solar cell according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 수평 전기주조법으로 CIGS 태양전기용 Fe-Ni 합금기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a Fe-Ni alloy substrate for CIGS solar cells by horizontal electroforming.

종래 압연법으로 CI(G)S 태양전지용 기판을 제조하는 경우에는 기판의 두께를 감소시키기 위해서 여러 차례의 열처리 및 압연공정을 거쳐야 하는데, 이 방법은 제조공정이 복잡하며, 이로 인해 공정에 많은 에너지, 비용 및 시간이 소요되는 문제가 있으며, 일정한 형상을 유지하기가 곤란하다. 또한, 두께 편차가 발생하고, 표면 거칠기가 일정하지 않음은 물론, 에지 크랙(edge crack)이 생성되는 등의 문제가 발생하여, 제조 원가가 높고, 광폭의 금속 전착층 제조에 어려움이 있었다. 나아가, CIGS 태양전지용 기판으로 사용하기 위해서는 기판의 표면거칠기의 관리가 필수적인데, 압연법으로 기판을 제조하는 경우 개재물이 표면층에 분포하여 표면 거칠기를 제어하기 어렵다는 단점이 있다.
In case of manufacturing a substrate for CI (G) S solar cell by conventional rolling method, it is required to go through several heat treatment and rolling processes in order to reduce the thickness of the substrate. There is a problem of cost and time, and it is difficult to maintain a constant shape. In addition, thickness variations occur, surface roughness is not constant, and problems such as edge cracks are generated, resulting in high manufacturing costs and difficulty in manufacturing a wide metal electrodeposition layer. Furthermore, in order to use the CIGS solar cell substrate, it is necessary to manage the surface roughness of the substrate. When manufacturing the substrate by the rolling method, it is difficult to control the surface roughness because the inclusions are distributed in the surface layer.

한편, 드럼 셀을 이용하여 전주법으로 금속 전착층을 제조하는 경우에는, 균일한 두께 및 표면 형상을 갖는 박막을 제조하기 위해서는 드럼 표면의 관리가 중요한데, 이를 위해서는 전체 공정의 운전을 중단시켜야 하는 문제가 있어 연속적으로 드럼 표면의 관리가 어렵다.
On the other hand, in the case of manufacturing a metal electrodeposition layer by the electroforming method using a drum cell, it is important to manage the surface of the drum in order to produce a thin film having a uniform thickness and surface shape, this is a problem that must stop the operation of the entire process It is difficult to manage the drum surface continuously.

또한, 박막 생산과 관련하여, 전해액에 침지되는 드럼 표면의 면적이 전착 속도를 결정하므로 전주에 사용되는 드럼의 크기에 따라 생산 속도가 제한되고 큰 드럼의 제공에 많은 비용이 소요되며, 따라서 드럼의 교체에 한계가 따르는 단점을 갖는다. 나아가, 생산 속도를 증가시키기 위하여서는 애노드와 캐소드 사이의 전해액 유동속도를 증가시켜야 하지만, 애노드와 캐소드 사이의 형상이 곡률로 구성되어 있어 전해액 유동속도가 점차적으로 감소하는 문제가 있다.
In addition, with respect to thin film production, the area of the drum surface immersed in the electrolyte determines the deposition rate, so the production speed is limited according to the size of the drum used in the pole and the cost of providing a large drum is high. The disadvantage is that there is a limit to the replacement. Furthermore, in order to increase the production rate, the flow rate of the electrolyte solution between the anode and the cathode must be increased, but there is a problem that the flow rate of the electrolyte solution gradually decreases because the shape between the anode and the cathode is composed of curvature.

그러나, 본 발명에 의한 일 구현에서는 수평 전기주조법을 사용함으로써 박막의 CI(G)S 태양전지용 철과 니켈의 합금(이하, 'Fe-Ni 합금'이라고도 한다.) 기판을 연속적으로 제조할 수 있다. 또한, 모판의 양면에 동시에 철과 니켈의 합금 전착층을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 전해액이 고속으로 공급되는 고속의 유동장을 사용할 수 있으므로 생산성이 향상된다.
However, in one embodiment of the present invention, by using a horizontal electroforming method, an alloy of an iron and nickel (hereinafter, also referred to as a 'Fe-Ni alloy') substrate of a thin film of CI (G) S solar cell may be continuously manufactured. . In addition, not only an alloy electrodeposition layer of iron and nickel can be formed on both sides of the mother plate at the same time, but also a high speed flow field through which the electrolyte is supplied at high speed can be used, thereby improving productivity.

본 발명의 일 구현예에 따른 수평 전기주조에 의한 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법은 일정한 방향으로 수평 공급되는 전도성 모판에 전해액을 공급하는 단계, 상기 전도성 모판 표면에 철과 니켈이 전착되도록 전류를 인가하는 단계, 철과 니켈이 전착되어 형성된 Fe-Ni 합금 전착층을 분리하여 Fe-Ni 합금박을 얻는 단계를 포함한다.
According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a Fe-Ni alloy substrate for a CI (G) S solar cell by horizontal electroforming includes supplying an electrolyte solution to a conductive base plate which is horizontally supplied in a predetermined direction, and the iron on the surface of the conductive mother plate. Applying a current so that the nickel is electrodeposited, separating the Fe-Ni alloy electrodeposition layer formed by electrodepositing iron and nickel to obtain a Fe-Ni alloy foil.

수평 전기주조로 태양전지용 Fe-Ni 합금기판을 형성함에 있어서, 모판으로는 가요성 및 전도성을 갖는 모판이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 모판은 그 표면에 산화피막, 구체적으로는 금속 산화물 피막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 금속 산화물 피막으로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 티타늄 산화물, 크롬 산화물, 리튬 산화물, 이리듐 산화물 또는 백금 산화물 등이 형성될 수 있다. 구체적으로는 예를 들어, 상기 금속 산화물 피막이 형성된 스테인리스, 티타늄 등의 금속기판이 사용될 수 있다.
In forming the Fe-Ni alloy substrate for solar cells by horizontal electroforming, any substrate having flexibility and conductivity may be used as the substrate without particular limitation. It is preferable that an oxide film, specifically a metal oxide film, is formed on the surface of such a mother plate. Although not limited to this as a metal oxide film, titanium oxide, chromium oxide, lithium oxide, an iridium oxide, a platinum oxide, etc. can be formed. Specifically, for example, a metal substrate such as stainless steel or titanium in which the metal oxide film is formed may be used.

또한, 예를 들어, 전도성 및 가요성을 갖는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 구체적으로는 플라스틱 기판에 대한 전도성 및 가요성은 금속산화물 및/또는 금속층을 형성하는 일반적으로 알려진 방법으로 부여될 수 있다. 예를 들어, 상기한 금속 산화물 피막 및/또는 백금층이 형성된 플라스틱 기판이 사용될 수 있다.
Also, for example, plastic substrates having conductivity and flexibility can be used. Specifically, the conductivity and flexibility for plastic substrates can be imparted by generally known methods of forming metal oxides and / or metal layers. For example, a plastic substrate on which the metal oxide film and / or platinum layer described above is formed may be used.

모판 표면에 전착에 의해 형성되는 Fe-Ni 합금 전착층이 모판과 견고한 결합을 갖는 경우, Fe-Ni 합금 전착층을 모판에서 분리하는 것이 용이하지 않으므로, 모판 표면에 산화피막이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 모판 표면의 산화피막으로 인하여 모판 표면에 Fe-Ni 합금 전착층이 전착되더라도 모판 표면에 대한 부착력이 약하기 때문에 모판으로부터 Fe-Ni 합금 전착층을 용이하게 박리할 수 있다.
When the Fe—Ni alloy electrodeposition layer formed by electrodeposition on the mother plate surface has a firm bond with the mother plate, it is not easy to separate the Fe—Ni alloy electrodeposition layer from the mother plate, so that an oxide film is preferably formed on the mother plate surface. . Even if the Fe—Ni alloy electrodeposition layer is electrodeposited on the surface of the mother plate due to the oxide film on the surface of the mother plate, since the adhesion to the surface of the mother plate is weak, the Fe—Ni alloy electrodeposition layer can be easily peeled from the mother plate.

필요에 따라 상기 모판의 표면은 표면 거칠기가 조절될 수 있다. 이와 같이 모판의 표면은 표면 거칠기를 조절하기 위해 모판의 표면을 연마하는 단계를 추가로 행할 수 있다. 전주에 의한 Fe-Ni 합금박 제조에 있어서, Fe-Ni 합금박의 품질은 표면거칠기에 의해 상당 부분 좌우되는 경향을 보인다. 예를 들어, 모판에 전착되는 전착층은 모판의 표면거칠기를 전사하게 되는데, 모판의 표면 거칠기가 불량한 부위가 전사되어 얻어지는 Fe-Ni 합금박은 전기, 전자 및/또는 소자 재료 등으로 이용시 전기적 단락 및 불량이 야기할 우려가 있다. 나아가, 본 발명의 CI(G)S 태양전지용 기판은 종래에 사용되던 유리 기판을 대체하고자 하는 의도를 포함하고 있는데, 표면 거칠기가 거친 경우에는 유리 기판과 같은 효과를 얻을 수 없다.
If necessary, the surface roughness of the mother plate may be controlled. As such, the surface of the mother plate may be further subjected to the step of polishing the surface of the mother plate to control the surface roughness. In the production of Fe-Ni alloy foil by electroforming, the quality of Fe-Ni alloy foil tends to be largely influenced by the surface roughness. For example, the electrodeposition layer electrodeposited on the base plate transfers the surface roughness of the base plate, and the Fe-Ni alloy foil obtained by transferring the portion having the poor surface roughness of the base plate is used for electrical shorts and electrical and / or device materials. There is a risk of failure. Furthermore, the CI (G) S solar cell substrate of the present invention includes an intention to replace the glass substrate used in the prior art, but when the surface roughness is rough, the same effect as the glass substrate cannot be obtained.

따라서, 모판에 대한 표면거칠기를 적절하게 조절하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 100㎚ 이하, 보다 바람직하게는 30㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이하의 표면거칠기를 갖도록 모판 표면을 고르고 편편하게 유지하는 것이 바람직하다.
Therefore, it is desirable to appropriately control the surface roughness of the base plate, for example, to evenly and comfortably have a surface roughness of 100 nm or less, more preferably 30 nm or less, even more preferably 10 nm or less. It is desirable to maintain.

이와 같이 상기 모판의 표면거칠기를 부여하기 위해 필요에 따라 모판의 일면 또는 양면 모두에 연마를 행할 수 있다. 이와 같은 표면거칠기 부여를 위한 연마는 본 기술분야에서 알려져 있는 적절한 기계적, 화학적 또는 기계 화학적 연마수단을 적용할 수 있다. 예를 들어, 폴리싱과 같은 기계적 연마, 에칭과 같은 화학적 연마, 반도체 공정에서 주로 사용되는 CMP 방법과 같은 기계 화학적 연마 등을 들 수 있다.
Thus, in order to give the surface roughness of the said base plate, grinding | polishing can be performed to one side or both surfaces of a base plate as needed. Polishing for imparting surface roughness may be applied to any suitable mechanical, chemical or mechanical chemical polishing means known in the art. For example, mechanical polishing, such as polishing, chemical polishing, such as etching, mechanical chemical polishing, such as the CMP method mainly used in a semiconductor process, etc. are mentioned.

나아가, 상기 모판은 전착 공정 전에 필요에 따라서 모판 표면의 불순물 등을 제거하기 위한 모판 세척단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 모판 세척은 특별히 한정하는 것은 아니며, 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 방법으로 행할 수 있다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 산성용액과 물을 이용하여 세척할 수 있다. 산성용액은 기판 세척에 사용되는 것으로 일반적으로 알려져 있는 어떠한 산성용액일 수 있다. 그 후에, 고압 공기, 고온가스를 분사하거나 또는 모판을 가열하여 필요에 따라 추가적으로 건조할 수 있다.
Furthermore, the mother plate may further include a mother plate washing step for removing impurities, etc. on the surface of the mother plate as needed before the electrodeposition process. The mother-plate washing is not particularly limited and can be carried out by a method generally known in the art. Although not limited to this, it can wash | clean, for example using acidic solution and water. The acidic solution can be any acidic solution generally known for use in substrate cleaning. Thereafter, high pressure air, hot gas may be injected or the base plate may be heated to further dry as necessary.

상기와 같은 모판은 수평 전기주조 셀 내로 연속적으로 공급하며, 일정한 방향으로 공급한다. 여기서 상기 '전기주조 셀'이라 함은 모판 상에 전해액이 공급되어 금속 이온, 구체적으로는 철 이온이 전해 석출반응에 의해 유로형상이 형성된 모판 표면에 전착되어 Fe-Ni 합금 전착층을 형성하는 반응이 일어나는 단위 전지로 정의할 수 있다. 그리고, '일정한 방향'이란 모판이 전기주조 셀 내로 공급된 후, 적어도 상기 수평 셀을 빠져나올 때까지 모판의 진행방향이 달라지지 않고 일 방향으로 진행함을 의미한다. 이와 같은 모판의 진행 방향을 본 명세서에서는 경우에 따라서는 '수평방향' 또는 단순히 '수평'이라고 표현되기도 하며, 나아가, 모판이 전기주조 셀을 수평방향으로 진행하여 전해액 내의 금속 이온(철 이온 및 니켈 이온)이 모판에 전해 석출되는 것을 나타내기 위해 상기 전기주조 셀을 '수평 셀'이라 하기도 한다.
Such base plates are continuously supplied into the horizontal electroforming cell and are supplied in a constant direction. Herein, the 'electro casting cell' is a reaction in which an electrolytic solution is supplied onto a mother plate, and metal ions, specifically, iron ions are electrodeposited on the surface of the mother plate where a flow path shape is formed by an electrolytic precipitation reaction to form a Fe-Ni alloy electrodeposition layer. This can be defined as the unit cell in which it occurs. In addition, after the mother plate is supplied into the electroforming cell, the 'uniform direction' means that the traveling direction of the mother plate does not change until at least one exits the horizontal cell, and thus, the mother plate proceeds in one direction. In this specification, the advancing direction of the mother plate may be referred to as 'horizontal direction' or simply 'horizontal' in some cases, and furthermore, the mother plate advances the electroforming cell in the horizontal direction so that the metal ions (iron ions and nickel) in the electrolyte The electroforming cell is also referred to as a 'horizontal cell' to indicate that ions) are electrolytically deposited on the mother plate.

모판의 연속적 공급을 위해 상기 모판은 이로서 한정하는 것은 아니지만, 코일 형태로 권취되어 있는 모판을 수평 셀 내로 공급할 수 있으며, 나아가, 이러한 모판이 모두 공급된 경우에는 다른 코일 형태로 권취되어 있는 모판을 앞서 공급된 모판에 이어서 연속적으로 공급할 수 있다. 이때, 필요에 따라서는 앞선 모판의 후단과 뒤따르는 모판의 선단을 용접 등과 같은 소정의 접합방법으로 접합하여 연속적으로 공급할 수 있다. 나아가, 용이하게 접합하기 위해 접합되는 각각의 말단을 적당한 형상으로 가공할 수도 있다.
For the continuous supply of the base plate, the base plate is not limited thereto, but the base plate wound in the form of a coil can be supplied into the horizontal cell. Furthermore, when all of the base plate is supplied, the base plate is wound in the form of another coil. Subsequent to the supplied base plate can be fed continuously. At this time, if necessary, the rear end of the preceding base plate and the leading end of the following base plate can be joined by a predetermined bonding method such as welding and continuously supplied. Furthermore, in order to easily join, each terminal joined can also be processed to a suitable shape.

상기 모판은 모판의 폭 방향 에지부와 접촉하여 모판을 수평 셀 내로 이송시키는 한 쌍의 컨덕트 롤에 의해 수평 셀 내로 수평방향으로 공급될 수 있다. 이때, 상기 수평 셀 내로 공급되는 모판의 어느 한 면에 전해액을 공급하여 일면 전기주조를 행할 수 있음은 물론, 양면 모두에 전해액을 공급하여 양면에 철과 니켈을 전해 석출시킴으로써 Fe-Ni 합금 전착층의 생산속도를 증대시킬 수 있다.
The base plate may be supplied horizontally into the horizontal cell by a pair of conductor rolls which contact the width edge of the base plate to transfer the base plate into the horizontal cell. At this time, the electrolytic solution may be supplied to one side of the mother plate supplied into the horizontal cell to perform electroforming on one side, and the electrolytic solution may be supplied to both sides to electrolytically deposit iron and nickel on both sides to deposit the Fe-Ni alloy. Can increase the production speed.

상기와 같이 수평 셀 내로 모판이 공급되면, 모판의 일면 또는 양면에 전해액 공급 노즐을 통해 전해액을 공급하고, 모판과 애노드 전극에 의해 형성된 수평 유로를 통해 전해액이 이동하면서 인가된 전류에 의한 캐소드 전극의 역할을 하는 모판과 애노드 전극의 작용으로 의한 전해 석출로 철 이온과 니켈 이온이 모판의 표면에 석출되어 Fe-Ni 합금 전착층을 형성한다.
When the mother plate is supplied into the horizontal cell as described above, the electrolyte is supplied to one side or both sides of the mother plate through the electrolyte supply nozzle, and the electrolyte moves through the horizontal flow path formed by the mother plate and the anode electrode, and thus the cathode of the cathode is applied. Electrolytic precipitation by the action of the mother plate and the anode electrode, which plays a role, precipitates iron and nickel ions on the surface of the mother plate to form an Fe-Ni alloy electrodeposition layer.

종래의 드럼형 셀의 경우에는 캐소드로 제공되는 모판 형상이 드럼 형상으로 곡률을 가져 전해액의 유로 역시 곡률을 형성하며, 이로 인해 전해액의 유속이 점차적으로 느려져서 전착 속도의 저하를 초래하고, 또 얻어지는 금속 전착층의 두께가 불균일하게 되는 문제점을 가지고 있다. 나아가, 드럼 표면에 산화막을 형성하는 경우, 이러한 과정에서 전해액 내에 불순물이 유입되는 결과를 초래하여, 전해액 관리가 용이하지 않은 문제가 있다.
In the case of the conventional drum-type cell, the base plate shape provided as the cathode has a curvature in a drum shape, so that the flow path of the electrolyte also forms a curvature, which causes the flow rate of the electrolyte to gradually decrease, resulting in a decrease in electrodeposition rate, and the resulting metal. There is a problem that the thickness of the electrodeposition layer becomes uneven. Furthermore, in the case where the oxide film is formed on the drum surface, impurities are introduced into the electrolyte during this process, and thus there is a problem that the management of the electrolyte is not easy.

그러나, 수평 셀의 경우 수평으로 형성된 전해액 유로를 가지므로 전해액의 유동 속도가 감소되는 현상 없이 전해액을 고속으로 공급할 수 있어 철 이온의 전착속도를 증가시킬 수 있다. 전해액의 공급 속도(Re, 레이놀즈 수)는 최대 5,000으로 공급할 수 있으며, 모판의 진행 속도에 따라 상대속도를 적절하게 증가 또는 감소시킬 수 있다. 또한, 전착 반응의 상태에 따라 전해액을 층류(물줄기가 흔들림이 없이 일직선으로 공급되는 유체의 유동으로, 직진성을 가짐)의 유동속도로 공급할 수도 있으며, 안정적인 전착반응이 형성된 후에는 고속의 난류(물줄기가 좌우로 흔들리면서 공급되는 유체의 유동) 유동속도로 공급할 수 있다.
However, in the case of the horizontal cell, since the electrolyte flow path is formed horizontally, the electrolyte can be supplied at high speed without decreasing the flow rate of the electrolyte, thereby increasing the electrodeposition rate of the iron ions. The supply rate of electrolyte (Re, Reynolds number) can be supplied up to 5,000, and the relative speed can be appropriately increased or decreased depending on the progress of the mother plate. In addition, depending on the state of the electrodeposition reaction, the electrolyte may be supplied at a flow rate of laminar flow (the flow of fluid supplied in a straight line without shaking the water, having straightness), and a high speed turbulence (water stem) after a stable electrodeposition reaction is formed. Can be supplied at a flow rate).

초기 전착시 전해액의 유동장 속도를 크게 하면 전착층의 박리가 발생하여 전착이 실패할 수 있으며, 전착층이 수 마이크로 수준으로 성장하게 되면 전착층에 발생한 응력으로 밀착성이 향상되어 고속의 유동장을 사용할 수 있는 것이다. 한편, 고속의 유동장을 사용할 때 제한되는 유체 공급속도 영역은 전착층과 모판 사이의 표면 장력을 넘어선 유동속도 이하로 공급하는 것이 바람직하며, 전착층과 모판 사이의 표면 장력을 넘어선 유동속도로 전해액을 공급하면 전해액의 공급으로 인한 유동장과 전착층 사이의 전단응력이 전착층과 모판 사이의 표면장력을 초과하여 전착층의 박리가 발생할 수 있다.
If the flow rate of electrolyte is increased during initial electrodeposition, electrodeposition layer may be separated and electrodeposition may fail. If electrodeposition layer grows to several micro level, adhesion is improved by stress generated in electrodeposited layer and high speed flow field can be used. It is. On the other hand, when using a high speed flow field, the fluid supply speed region is preferably supplied at a flow rate below the surface tension between the electrodeposition layer and the mother plate, and the electrolyte is supplied at a flow rate beyond the surface tension between the electrodeposition layer and the mother plate. When supplied, the shear stress between the flow field and the electrodeposited layer due to the supply of the electrolyte exceeds the surface tension between the electrodeposited layer and the mother plate, thereby causing peeling of the electrodeposited layer.

상기 전해액은 전해액을 수용하는 전해조로부터 노즐을 통하여 모판의 표면에 공급되는데, 이와 같은 전해액은 모판 진행방향에 대하여 동일한 방향 및 반대 방향으로 공급될 수 있다. 이와 같이 함으로써 모판 표면에의 철 성분 및 니켈 성분의 전착 속도를 더욱 높일 수 있다.
The electrolyte is supplied to the surface of the mother plate through the nozzle from the electrolytic cell containing the electrolyte, such electrolyte may be supplied in the same direction and in the opposite direction with respect to the traveling direction of the mother plate. In this way, the electrodeposition rate of the iron component and the nickel component on the surface of the mother plate can be further increased.

본 발명의 일 구현예에 따르면, Fe를 주성분으로 하여 CIGS용 태양전지 기판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다. 상기 Fe는 경하면서도 유연하고, 값이 싸며, 대량생산이 가능하다는 장점이 있다. 즉, 일정 수준 이상의 강도 또는 경도를 확보하고 있음과 동시에 유연하기 때문에, 물리적 충격에 의한 균열 혹은 파단이 잘 발생하지 않아, 내구성 확보 측면에서 유리하다. 또한, 제조 비용이 저렴하고, 대량생산이 가능하기 때문에 생산성 측면에서도 유리하다는 이점이 있다. 나아가, 롤과 같은 형태로 쉽게 변화되기 때문에, 보관이 용이하고, 고객사의 요구에 맞게 기판의 크기를 제어하기도 용이하다.
According to one embodiment of the present invention, it is to provide a method for manufacturing a solar cell substrate for CIGS with Fe as a main component. The Fe has the advantage of being light and flexible, inexpensive, and capable of mass production. That is, since it is flexible at the same time as securing a certain level of strength or hardness, cracking or breaking due to physical impact does not occur well, and is advantageous in terms of securing durability. In addition, since the manufacturing cost is low and mass production is possible, there is an advantage in terms of productivity. Furthermore, since it is easily changed into a roll-like form, it is easy to store and to control the size of the substrate to meet the needs of the customer.

상기 CIGS 태양전지는 CIGS 기판의 성장시 500 내지 600℃의 고온 분위기에 노출되며, 열 팽창계수가 8×10-6 내지 12×10-6의 범위이다. 그러나, Fe은 상기와 같은 고온에 노출되는 경우, 열팽창계수가 이보다 낮아 CIGS 기판과 분리되는 문제가 발생한다. 따라서, 열 팽창계수를 상기 CIGS 기판과 유사한 정도로 개질시키기 위해 니켈 성분을 포함시켜 철과 니켈의 합금에 의한 합금박을 형성하고자 한다.
The CIGS solar cell is exposed to a high temperature atmosphere of 500 to 600 ℃ during the growth of the CIGS substrate, the coefficient of thermal expansion is in the range of 8 × 10 -6 to 12 × 10 -6 . However, when Fe is exposed to such a high temperature, the thermal expansion coefficient is lower than this, which causes a problem of separation from the CIGS substrate. Therefore, in order to modify the coefficient of thermal expansion similar to the CIGS substrate, the nickel component is included to form an alloy foil made of an alloy of iron and nickel.

Fe-Ni 합금 전착층(박막)에 있어서, 상기와 같은 열팽창계수를 갖기 위해서는, 전착층, 즉, 합금박에서의 Fe과 Ni의 비율로서 Ni의 함량이 28-32중량% 또는 45-75중량%인 것이 바람직하며, 잔부 철 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이와 같이, Ni 함량이 30-50중량%인 Fe-Ni 합금 전착층(박막)을 얻기 위해서, 상기 전해액은 철 전구체 2-25g/L, 그리고 니켈 전구체 40-60g/L를 포함하는 것이 바람직하다.
In the Fe-Ni alloy electrodeposition layer (thin film), in order to have the above coefficient of thermal expansion, the Ni content is 28-32% by weight or 45-75% by weight of Fe and Ni in the electrodeposition layer, that is, the alloy foil. It is preferably in% and may include residual iron and other unavoidable impurities. In this way, in order to obtain a Fe—Ni alloy electrodeposition layer (thin film) having a Ni content of 30-50% by weight, the electrolyte solution preferably contains 2-25 g / L of iron precursor and 40-60 g / L of nickel precursor. .

상기 전해액은 본 발명에서 얻고자 하는 Fe-Ni 합금박의 주성분인 철과 니켈의 공급원으로서, 상기 철 전구체는, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 황산철, 염화철, 질산철 및 설파민산철로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종일 수 있으며, 한편, 니켈 전구체는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어, 황산니켈, 염화니켈, 질산니켈 및 설파민산니켈로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종일 수 있다.
The electrolyte is a source of iron and nickel, which are the main components of the Fe-Ni alloy foil to be obtained in the present invention, and the iron precursor is not limited thereto, for example, with iron sulfate, iron chloride, iron nitrate and iron sulfamate. At least one selected from the group consisting of, while the nickel precursor may be at least one selected from the group consisting of, for example, but not limited to nickel sulfate, nickel chloride, nickel nitrate and nickel sulfamate.

상기 전해액은 계면활성제를 0.1~8.0g/L를 포함할 수 있다. 상기 계면활성제를 첨가함으로써 전해액 중의 금속이온 성분이 균일하게 분산되어 전체적으로 균일한 조성을 갖는 전착층을 얻을 수 있다. 계면활성제로는 본 기술분야에서 일반적으로 사용되는 어떠한 것이 사용될 수 있는 것으로서, 이로써 특히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 폴리에틸렌글리콜, 소디움 라우레스 황산염 등을 들 수 있다.
The electrolyte solution may contain 0.1 to 8.0 g / L surfactant. By adding the surfactant, a metal ion component in the electrolyte can be uniformly dispersed to obtain an electrodeposition layer having a uniform composition as a whole. As the surfactant, any of those generally used in the art may be used, and examples thereof include, but are not particularly limited to, polyethylene glycol, sodium laureth sulfate, and the like.

이로써 한정하는 것은 아니지만, 상기 전해액의 온도는 일반적으로 약 50℃ 내지 80℃이다. 이를 위해 전해액 저장조에 전해액 가열기와 같은 가열수단을 설치하여 전해액을 상기와 같은 소정의 온도범위로 가열 및 유지할 수 있다.
Although not limited to this, the temperature of the said electrolyte solution is generally about 50 degreeC-80 degreeC. To this end, a heating means such as an electrolyte heater may be installed in the electrolyte reservoir to heat and maintain the electrolyte in the predetermined temperature range as described above.

이외에, 상기 전해액은 기타 성분으로서, 황산나트륨과 같은 전도보조제, 예를 들어, 글리콜산과 같은 착화제, 예를 들어, 사카린과 같은 응력 완화제 등을 필요에 따라 적절히 첨가할 수 있으며, 이들의 함량은 통상적인 양으로 포함할 수 있는 것으로서, 여기서는 특별히 한정하지 않는다.
In addition, the electrolyte solution may be appropriately added, as necessary, a conduction aid such as sodium sulfate, for example, a complexing agent such as glycolic acid, for example, a stress relaxer such as saccharin, and the content thereof is conventional. As what can be included in phosphorus quantity, it does not specifically limit here.

한편, 필요에 따라 전착에 사용된 전해액은 다시 전해액 저장조로 회수할 수 있다. 이때, 회수되는 전해액은 철 이온이 전착에 소모됨으로 인해 전해액 저장조 내의 철 이온 및 니켈 이온 농도가 전착을 위해 요구되는 농도보다 낮아질 것이므로, 적절하게 철 이온 및 니켈 이온을 보충하여 소정의 철 이온 및 니켈 이온 농도로 조절할 수 있다.
On the other hand, the electrolyte used for electrodeposition can be recovered by electrolyte storage tank again as needed. At this time, the recovered electrolyte solution will be lower than the concentration required for electrodeposition of the iron and nickel ion concentration in the electrolyte reservoir because the iron ions are used for electrodeposition, appropriately supplement the iron ions and nickel ions to the predetermined iron ions and nickel It can be adjusted by ion concentration.

본 발명의 일 구현에 있어서, 상기와 같은 전해액을 사용함으로써 Fe-Ni 합금의 전착층을 성장시킬 수 있으며, 상기 전착층의 전착면은 균일하고 미세한 표면 거칠기를 갖도록 할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the electrodeposition layer of the Fe-Ni alloy may be grown by using the above electrolyte, and the electrodeposition surface of the electrodeposition layer may have a uniform and fine surface roughness.

상기와 같은 전착과정은 연속적으로 복수 회 수행할 수 있다. 복수회의 전착과정을 위해, 수평 셀을 복수 개 설치할 수 있다. 이와 같이 수평 셀을 통한 전착과정을 복수 회 수행함으로써 각각의 수평 셀에서 전착을 행할 수 있어, 얻어지는 Fe-Ni 합금 전착층의 두께를 증가시킬 수 있다. 따라서, Fe-Ni 합금 전착층의 두께를 필요에 따라 제어할 수 있으며, 모판을 보다 고속으로 공급하더라도 원하는 두께를 갖는 Fe-Ni 합금 전착층을 얻을 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다. 전착과정을 복수로 행하는 경우, 복수의 전착과정에서 공정조건 및 전해액의 조성을 같거나 혹은 다르게 할 수 있다. 전착과정의 반복 회수는 한정되는 것은 아니며, 원하는 전착 정도 등에 따라 적합하게 선택할 수 있다.
The electrodeposition process as described above may be performed a plurality of times in succession. For a plurality of electrodeposition processes, a plurality of horizontal cells may be installed. In this way, the electrodeposition process can be performed in each horizontal cell by performing the electrodeposition process through the horizontal cell a plurality of times, thereby increasing the thickness of the Fe-Ni alloy electrodeposition layer obtained. Therefore, the thickness of the Fe-Ni alloy electrodeposition layer can be controlled as needed, and even if the mother plate is supplied at a higher speed, a Fe-Ni alloy electrodeposition layer having a desired thickness can be obtained, thereby improving productivity. When a plurality of electrodeposition processes are performed, the process conditions and the composition of the electrolyte solution may be the same or different in the plurality of electrodeposition processes. The number of repetitions of the electrodeposition process is not limited, and may be appropriately selected depending on the desired degree of electrodeposition.

상기 Fe-Ni 합금의 전착층의 두께는 특별히 한정하지 않는다. 다만, 합금박의 두께가 20㎛ 미만인 경우에는 얻어지는 합금박이 지나치게 얇아 이후의 취급이 용이하지 않고, 70㎛를 초과하는 경우에는 압연에 의한 금속박을 제조하는 것에 비하여 경제성이 떨어질 수 있다. 따라서 20-70㎛의 두께로 합금 전착층을 성장시키는 것이 합금박의 취급 용이성 및 경제성 측면에서 바람직하다.
The thickness of the electrodeposition layer of the said Fe-Ni alloy is not specifically limited. However, when the thickness of the alloy foil is less than 20 μm, the resulting alloy foil is too thin, so that subsequent handling is not easy, and when it exceeds 70 μm, the economy may be inferior to that of manufacturing the metal foil by rolling. Therefore, it is preferable to grow an alloy electrodeposition layer in the thickness of 20-70 micrometers from the viewpoint of the ease of handling and economics of alloy foil.

한편, 상기 모판상에 형성된 Fe-Ni 합금 전착층의 표면에 전해액이 잔류할 수 있으므로, Fe-Ni 합금 전착층의 표면을 필요에 따라 임의로 세척하는 것이 바람직하다. 이러한 세척에는 산성용액과 물을 이용하여 세척할 수 있으며, 나아가, 잔류 전해액을 효과적으로 제거하기 위하여 유연한 브러쉬(brush) 등을 사용할 수도 있다. 상기 산성용액은 금속표면 세척에 사용할 수 있는 것으로 알려져 있는 어떠한 것일 수 있으며, 특히 한정하는 것은 아니다. 이와 같은 세척은 모판에 철과 니켈이 전착되어 전착층이 형성된 상태에서 수행할 수도 있으나, Fe-Ni 합금 전착층을 모판으로부터 분리한 후에 Fe-Ni 합금박을 세척할 수도 있다. 그 후, 필요에 따라 임의로 Fe-Ni 합금 전착층 또는 Fe-Ni 합금박 표면에 고압 공기 또는 고온 가스를 분사하거나 또는 가열 등의 방법으로 건조시킬 수 있다.
On the other hand, since the electrolyte may remain on the surface of the Fe-Ni alloy electrodeposition layer formed on the mother plate, it is preferable to optionally wash the surface of the Fe-Ni alloy electrodeposition layer as necessary. Such washing may be performed using an acid solution and water, and furthermore, a flexible brush or the like may be used to effectively remove the residual electrolyte. The acidic solution may be any known to be used for metal surface cleaning, and is not particularly limited. Such washing may be performed in a state in which an electrodeposition layer is formed by electrodepositing iron and nickel on the mother plate, but the Fe—Ni alloy foil may be washed after separating the Fe—Ni alloy electrodeposition layer from the mother plate. Thereafter, if desired, high pressure air or hot gas may be sprayed on the surface of the Fe—Ni alloy electrodeposition layer or the Fe—Ni alloy foil or dried by a method such as heating.

상기 전착된 Fe-Ni 합금 전착층을 모판으로부터 분리하여 Fe-Ni 합금박을 얻는다. 모판과 Fe-Ni 합금 전착층과의 전단응력의 차이를 이용하여 모판으로부터 Fe-Ni 합금 전착층을 분리할 수 있다. Fe-Ni 합금 전착층은 모판상의 산화피막에 대하여 표면 장력으로 결합되어 있기 때문에, 전단응력 차이로 용이하게 분리할 수 있다. 이와 같은 전단응력 차이에 의한 Fe-Ni 합금 전착층의 분리는 복수의 롤러를 통과시킴으로써 수행할 수 있다. 나아가, Fe-Ni 합금 전착층의 이동 속도와 모판의 이동속도 차이에 의한 전단력으로 분리할 수도 있다. 한편 모판의 양면에 전착을 행한 경우에는 상부와 하부의 Fe-Ni 합금 전착층을 동시에 분리할 수도 있으며, 또는 시간차를 주어 분리할 수도 있다.
The electrodeposited Fe—Ni alloy electrodeposition layer is separated from the mother plate to obtain a Fe—Ni alloy foil. The difference in the shear stress between the base plate and the Fe-Ni alloy electrodeposition layer can be used to separate the Fe-Ni alloy electrodeposition layer from the base plate. Since the Fe-Ni alloy electrodeposition layer is bonded by the surface tension with respect to the oxide film on a base plate, it can isolate easily by the shear stress difference. Separation of the Fe—Ni alloy electrodeposition layer due to such a shear stress difference can be carried out by passing through a plurality of rollers. Furthermore, the shear force may be separated by a difference in the moving speed of the Fe—Ni alloy electrodeposition layer and the moving speed of the mother plate. On the other hand, when electrodeposition is performed on both sides of the mother plate, the upper and lower Fe-Ni alloy electrodeposition layers may be separated at the same time, or may be separated by giving a time difference.

상기 얻어진 Fe-Ni 합금박은 사용되는 용도에 따라 다양한 작업 공정 온도에노출될 수 있다. 예를 들어, 합금박이 300~600℃의 고온 처리 공정을 거치는 경우에는, 비정상 결정립 성장이 발생하여 Fe-Ni 합금박의 나노 구조 미세조직이 마이크로 구조의 조직으로 변화를 초래하게 된다. 이와 같은 비정상 결정립의 성장에 의한 미세 조직의 변화는 Fe-Ni 합금박을 적용하여 목적으로 하는 제품을 제조하는 공정 중에 제품에 대한 불량을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, Fe-Ni 합금박에 전자회로 등이 형성된 경우에는 고온의 공정 중에 그 회로의 박리 또는 단선을 야기할 수 있다. 따라서, 비정상 결정립 성장을 야기하는 온도 영역에서 얻어진 Fe-Ni 합금박이 사용되는 경우에는, 필요에 따라 임의로 사전에 Fe-Ni 합금박을 열처리하여 미리 마이크로 구조의 미세조직으로 변화시킴으로써 공정 중에 미세조직이 변화하는 것을 미연에 방지하는 것이 바람직하다. 이와 같은 열처리는 전착층을 모판으로부터 분리한 후에는 물론, 분리 전에도 수행할 수 있다.
The obtained Fe—Ni alloy foil may be exposed to various working process temperatures depending on the intended use. For example, when the alloy foil undergoes a high temperature treatment process of 300 to 600 ° C., abnormal grain growth occurs to cause the nanostructure microstructure of the Fe—Ni alloy foil to change into a microstructured structure. Such a change in the microstructure due to the growth of abnormal grains may cause a defect in the product during the process of manufacturing the target product by applying the Fe-Ni alloy foil. For example, when an electronic circuit etc. are formed in Fe-Ni alloy foil, it may cause peeling or disconnection of the circuit during a high temperature process. Therefore, in the case where the Fe-Ni alloy foil obtained in the temperature range causing abnormal grain growth is used, the Fe-Ni alloy foil may be optionally heat-treated in advance and optionally changed into a microstructure of the microstructure in advance so that the microstructure may be formed during the process. It is desirable to prevent the change in advance. Such heat treatment may be performed after the electrodeposition layer is separated from the mother plate, as well as before the separation.

상기한 열처리 조건은 목적으로 하는 미세조직에 따라 달라질 수 있는 것으로서 특별히 한정하지 않으나, 300~600℃의 온도에서 필요에 따라 임의로 열처리하는 것이 바람직하다. 이때, 열처리시 표면의 산화를 방지하기 위하여 질소, 아르곤 등의 불활성 가스 분위기를 사용하는 것이 바람직하며, 열처리 방법으로는 유도가열, 직접가열, 접촉가열을 사용할 수 있다.
The heat treatment conditions described above may vary depending on the target microstructure, but are not particularly limited, but it is preferable that the heat treatment is optionally performed at a temperature of 300 to 600 ° C. In this case, in order to prevent oxidation of the surface during the heat treatment, it is preferable to use an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon, and the heat treatment method may be induction heating, direct heating, or contact heating.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 얻어진 Fe-Ni 합금박의 전착면에는 확산방지막을 형성시킬 수 있다. CI(G)S 태양전지용 기판은 그 기판상에 전극으로 역할을 하는 배면 금속층이 형성되게 되는데, 상기 Fe-Ni 합금이 함유하고 있는 Fe나 불순물이 상기 배면 금속층으로 확산될 수 있다. 이와 같은 확산은 CI(G)S 태양전지의 효율을 떨어뜨리거나 전지의 사용을 불가능하게 할 우려가 있다. 따라서 Fe-Ni 합금 기판과 배면 금속층의 중간에 확산방지막을 형성시키는 것이 바람직하다.
In one embodiment of the present invention, the electrodeposited surface of the obtained Fe-Ni alloy foil can be formed with a diffusion barrier. In the substrate for CI (G) S solar cells, a back metal layer serving as an electrode is formed on the substrate, and Fe or impurities contained in the Fe—Ni alloy may be diffused into the back metal layer. Such diffusion may reduce the efficiency of CI (G) S solar cells or render the use of the cells impossible. Therefore, it is preferable to form a diffusion barrier film between the Fe-Ni alloy substrate and the back metal layer.

상기 확산방지막은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 100-500㎚의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 100㎚ 미만인 경우에는 확산방지의 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 500㎚를 초과하는 경우에는 경제성이 저하하는 문제가 있다.
The diffusion barrier is not particularly limited but preferably has a thickness of 100-500 nm. If it is less than 100 nm, the effect of preventing diffusion may not be sufficient, and if it exceeds 500 nm, there is a problem in that economic efficiency is lowered.

상기 확산방지막 성분으로는 Cr, Ni 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 Cr 또는 Ni는 전기도금에 의해 치밀한 조직을 형성하게 되는데, 이에 의해 기판에 존재하는 Fe의 확산을 효율적으로 방지할 수 있다. 나아가, 이러한 확산방지막은 내석성 확보에도 기여할 수 있어, 태양전지의 수명을 장기화할 수 있는 효과도 제공한다. 이와 같은 확산방지막은 Cr, Ni 또는 이들의 조합을 포함하는 물질을 Fe-Ni 합금 전착층 또는 Fe-Ni 합금박의 표면에 전기도금함으로써 수행할 수 있다. 상기 전기도금에 의한 확산방지막의 형성은 통상의 전기도금법에 의해 수행할 수 있는 것으로서, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자라면 본 발명에서 구체적으로 설명하지 않더라도 수행할 수 있을 것이다.
The diffusion barrier component may be Cr, Ni, or a mixture thereof. The Cr or Ni forms a dense structure by electroplating, whereby the diffusion of Fe present in the substrate can be effectively prevented. In addition, the diffusion barrier may contribute to securing resistance, and also provides an effect of prolonging the life of the solar cell. Such a diffusion barrier can be carried out by electroplating a material containing Cr, Ni or a combination thereof on the surface of the Fe-Ni alloy electrodeposition layer or Fe-Ni alloy foil. Formation of the diffusion barrier film by the electroplating can be performed by a conventional electroplating method, it will be able to be carried out by those skilled in the art to which the present invention pertains even if not specifically described in the present invention.

이와 같이 함으로써, 확산방지막이 형성된 표면의 표면거칠기가 미세하고 균일하게 형성된 평탄한 표면을 갖는 합금박을 얻을 수 있다. 이와 같이 평탄한 표면을 가짐으로써 CIGS 태양전지 기판으로 사용할 때, 불균일한 거친 표면 거칠기를 가질 때 발생할 수 있는 쇼트 등의 문제를 방지할 수 있다. 나아가, 이에 의해 얻어진 합금박은 Fe 성분과 Ni 성분의 합금으로서 열팽창계수를 CIGS 태양전지의 다른 기판 층과 유사한 값을 갖도록 조절되어 CIGS 태양전지의 기판 형성 중에 500-600℃의 고온분위기에 노출되더라도 CIGS 태양전지의 균열 및 파단을 방지할 수 있으며, Ni을 포함하여 가벼우면서도 우수한 강도, 경도, 내구성 및/또는 내식성을 갖는다.
By doing in this way, the alloy foil which has the flat surface in which the surface roughness of the surface in which the diffusion prevention film was formed is minute and uniformly formed can be obtained. By having a flat surface in this way, when using it as a CIGS solar cell substrate, it is possible to prevent problems such as shorts that may occur when having a non-uniform rough surface roughness. Furthermore, the alloy foil thus obtained is an alloy of Fe and Ni components, and the thermal expansion coefficient is adjusted to have a value similar to that of other substrate layers of CIGS solar cells, even if exposed to a high temperature atmosphere of 500-600 ° C. during CIGS solar cell substrate formation. It is possible to prevent cracking and breaking of the solar cell, and it is light including Ni and has excellent strength, hardness, durability and / or corrosion resistance.

상기 Fe-Ni 합금박은 추가로 상기 확산방지막 상에 평탄화막을 형성할 수 있다. 상기 CIGS 태양전지 기판은 유리와 같은 수준의 표면거칠기를 요구한다. 상기에서 얻어진 Fe-Ni 합금박은 전착면 측의 표면거칠기가 100㎚ 이하로서 균일하고 미세한 표면거칠기를 가져 CIGS 태양전지 기판으로서 요구되는 표면거칠기를 만족하나, 필요에 따라서는 평탄화막을 형성하여 보다 미세하고 균일한 표면거칠기를 갖도록 할 수 있다. 이때 형성되는 평탄화막은 수지 필름으로 형성할 수 있으며, 이에 의해 표면거칠기를 4㎚ 이하, 예를 들어, 2㎚ 이하로 제어할 수 있다. 이때, 표면거칠기는 작을수록 바람직한 것으로서, 하한은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 0.1㎚ 이상일 수 있다.
The Fe-Ni alloy foil may further form a planarization film on the diffusion barrier. The CIGS solar cell substrate requires the same level of surface roughness as glass. The Fe-Ni alloy foil obtained above has a uniform and fine surface roughness with a surface roughness of 100 nm or less on the electrodeposition surface side, and satisfies the surface roughness required as a CIGS solar cell substrate. It can be made to have a uniform surface roughness. At this time, the planarization film formed may be formed of a resin film, whereby the surface roughness can be controlled to 4 nm or less, for example, 2 nm or less. At this time, the smaller the surface roughness is preferable, the lower limit is not particularly limited, for example, may be 0.1nm or more.

상기 수지 필름은 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리이미드 등의 고분자 수지를 들 수 있다. 이들 중에서 바람직하게는 폴리이미드계 수지를 사용할 수 있는데, 상기 폴리이미드계 수지는 우수한 열적 안정성과 내화학성 및 내구성을 갖기 때문에, 태양전지 기판으로 바람직하게 적용될 수 있다.
Although the said resin film does not specifically limit the kind, For example, polymeric resins, such as a polyethylene terephthalate, a polyethylene naphthalate, a polycarbonate, polyester, a polyimide, are mentioned. Among them, polyimide-based resins may be preferably used. Since the polyimide-based resins have excellent thermal stability, chemical resistance, and durability, they may be preferably applied to solar cell substrates.

상기 평탄화막은 그 두께에 대하여 특별히 한정하지 않으나, 모 기판인 금속판의 두께를 고려하여 0.1 내지 20㎛로 제어하여 사용하는 것이 바람직하다.
The planarization film is not particularly limited in terms of its thickness, but is preferably used in a controlled range of 0.1 to 20 µm in consideration of the thickness of the metal plate serving as the mother substrate.

이와 같이 하여 얻어진 Fe-Ni 합금박은 권취할 수 있으며, 권취량에 따라 적절히 절단할 수 있다. 나아가, 상기 금속층이 분리된 모판 또한 권취하여, 모판으로서 재사용될 수 있다. 다만, 분리된 모판에는 전착과정에서의 전해액이나 기타 불순물이 존재할 수 있는바, 세척 후 건조하여 모판의 표면이 청정한 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 나아가, 모판의 연속적 공급을 위해 모판을 접합한 경우에는 모판의 권취량에 따라 적절한 길이로 절단할 수 있으며, 이때, 접합부위를 기준으로 절단하는 것이 바람직하다.
The Fe-Ni alloy foil obtained in this way can be wound up, and can be cut suitably according to the winding amount. Furthermore, the base plate from which the metal layer is separated can also be wound up and reused as the base plate. However, the separated mother plate may have an electrolyte solution or other impurities in the electrodeposition process, it is preferable to keep the surface of the mother plate clean by drying after washing. Furthermore, when the mother plate is bonded for continuous supply of the mother plate, the mother plate may be cut to an appropriate length according to the amount of winding of the mother plate, and in this case, it is preferable to cut based on the bonding portion.

이하, 본 발명의 일 구현에 의한 수평 전기주조법에 의한 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조를 위한 수평 전기주조 장치를 도 1의 참조하여 설명한다. 도 1은 수평 전주 장치의 일 예로서 본 발명의 일 구현에 의한 수평 전기주조법에 의한 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조에 사용되는 수평 전기주조 장치를 도 1에 의해 한정하는 것은 아니다.
Hereinafter, a horizontal electroforming apparatus for manufacturing a Fe-Ni alloy substrate for a solar cell by a horizontal electroforming method according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. 1 is not limited to the horizontal electroforming apparatus used for manufacturing a Fe-Ni alloy substrate for solar cells by the horizontal electroforming method according to one embodiment of the present invention as an example of a horizontal electroforming apparatus.

상기 수평 전주장치(100)는 모판 공급장치(10), 수평 셀(30), 전해액 공급장치 및 Fe-Ni 합금박 분리장치(51)를 포함한다.
The horizontal pole device 100 includes a mother plate supply device 10, a horizontal cell 30, an electrolyte supply device and a Fe-Ni alloy foil separator 51.

상기 모판 공급장치(10)는 모판(11)을 공급하기 위해 권취기를 포함할 수 있다. 모판(11)의 연속적인 공급을 위해 상기 권취기는 복수 개 설치될 수 있으며, 하나의 권취기에서 모판(11)이 소진되는 경우에 다른 권취기에서 새로운 모판(11)을 공급할 수 있다. 이러한 모판(11)은 연속적인 공급을 위해, 미리 제공된 모판(11)의 말단과 다음에 제공될 모판(11)의 선단을 접합하기 위해 용접과 같은 접합수단(12)을 포함할 수 있다.
The mother plate feeding device 10 may include a winding machine to supply the mother plate 11. In order to continuously supply the base plate 11, a plurality of the winding machines may be installed, and when the base plate 11 is exhausted in one winding machine, a new base plate 11 may be supplied from another winding machine. This base plate 11 may comprise joining means 12, such as welding, for joining the ends of the previously provided base plate 11 and the tip of the next base plate 11 to be provided for continuous feeding.

나아가, 모판(11)에 전착되는 전착층은 모판(11)의 표면 거칠기를 전사하므로, 모판(11)의 표면 거칠기가 얻어지는 Fe-Ni 합금박에도 거의 동일하게 표현된다. 따라서, 모판(11)에 적절한 표면거칠기를 부여하기 위한 연마수단(13)을 필요에 따라 추가로 포함할 수 있다. 이와 같은 연마수단(13)은 특별히 한정하지 않는 것으로서, 폴리싱과 같은 기계적 연마, 에칭과 같은 화학적 연마, 반도체 공정에서 주로 사용되는 CMP 방법과 같은 기계화학적 연마를 들 수 있다. 상기 화학적 연마, 기계적 연마 및 화학기계적 연마수단은 어느 하나를 단독으로 사용하여도 좋고, 이들을 조합하여 사용하여도 좋다.
Furthermore, since the electrodeposition layer electrodeposited on the base plate 11 transfers the surface roughness of the base plate 11, it is represented in substantially the same way to the Fe-Ni alloy foil from which the surface roughness of the base plate 11 is obtained. Therefore, the grinding | polishing means 13 for giving an appropriate surface roughness to the base plate 11 can be further included as needed. Such polishing means 13 is not particularly limited, and may include mechanical polishing such as polishing, chemical polishing such as etching, and mechanical chemical polishing such as a CMP method mainly used in semiconductor processes. The chemical polishing, mechanical polishing and chemical mechanical polishing means may be used alone or in combination thereof.

상기 모판(11) 표면에는 불순물이 존재할 수 있으므로, 이를 제거하기 위해 필요에 따라 추가로 세척이 필요할 수 있으며, 따라서, 전 세척장치(14)를 필요에 따라 추가적으로 포함할 수 있다. 이와 같은 모판(11) 표면의 세척은 희석한 염산 또는 황산과 같은 산성용액 및 물을 사용할 수 있다. 나아가, 모판(11)의 건조를 위한 건조장치(미도시)를 필요에 따라 추가로 포함할 수 있다. 건조는 공기를 고압으로 가하거나 또는 고온의 가스를 가함으로써 수행할 수 있으며, 또는 모판을 가열함으로써 수행할 수도 있다.
Impurities may be present on the surface of the mother plate 11, so that additional washing may be necessary as necessary to remove them, and thus, the pre-cleaning device 14 may be additionally included as necessary. The cleaning of the surface of the base plate 11 may use an acid solution such as diluted hydrochloric acid or sulfuric acid and water. Furthermore, a drying apparatus (not shown) for drying the mother plate 11 may be further included as necessary. Drying may be carried out by adding air to a high pressure or by applying a hot gas, or by heating the mother plate.

본 발명의 일 구현예에 따른 수평 전주장치(100)는 상기 모판 공급장치(10)와는 분리되어 있는 수평 셀(30)을 포함한다. 종래의 드럼을 이용한 전주 장치의 경우, 드럼 표면에 표면 거칠기를 부여하기 위해 연마시 발생한 이물질이 전해액에 혼입되어 전해액을 오염시키는 문제가 있었으나, 상기와 같이 수평 셀(30)이 모판 공급장치(10)와 분리됨으로 인해, 이와 같은 문제점을 방지할 수 있다.
Horizontal pole apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a horizontal cell 30 that is separated from the mother plate feeding device (10). In the case of a conventional electroforming apparatus using a drum, there is a problem that foreign matters generated during polishing are contaminated into the electrolyte solution to contaminate the electrolyte solution in order to give surface roughness to the drum surface, but as described above, the horizontal cell 30 has the mother plate feeding device 10. ), It is possible to prevent such a problem.

상기 수평 셀(30)은, 모판(11)의 이송과 캐소드 전원의 연결 기능을 하는 컨덕트 롤(conduct roll)(31, 31'), 상기 모판(11)과 일정한 간격으로 이격되고, 모판(11)의 일면 또는 양면에 배치되는 애노드 전극(32), 상기 컨덕트 롤(31, 31')과 애노드 전극(32)에 각각 (-) 전하 및 (+) 전하를 띄는 전류를 공급하는 전류 공급장치(33) 및 전해반응을 위해 전해액을 수용하는 전해액 공급장치를 포함한다.
The horizontal cells 30 are spaced apart from the substrate rolls 31 and 31 ′, which serve to transfer the mother plate 11 and the cathode power, and the mother plate 11 at regular intervals, A current supply for supplying a current having a (-) charge and a (+) charge to the anode electrode 32, the conductor rolls 31 and 31 ', and the anode electrode 32 disposed on one or both sides of 11), respectively. Apparatus 33 and electrolyte supply device for receiving an electrolyte for the electrolytic reaction.

상기 컨덕트 롤(31, 31')은 모판을 수평 셀(30) 내로 이송시키고, 또 수평 셀(30)로부터 배출시키는 이송수단으로서 기능을 하면서, 모판(11)과 전류 공급장치(33)의 캐소드 전원을 연결하여 애노드 전극(32)과 모판(11)과의 전해반응에 의해 철 이온 및 니켈 이온이 모판에 석출되도록 하는 전해 석출반응을 수행한다. 이러한 컨덕트 롤(31, 31')은 모판(11)의 폭 방향에 대한 양 가장자리와 접촉하여 모판(11)을 수평 셀(30) 내로 이송시키며, 또 수평 셀(30)로부터 배출시킨다.
The conductor rolls 31, 31 ′ serve as a conveying means for transferring the mother plate into the horizontal cell 30 and discharging it from the horizontal cell 30, while the substrate rolls 31 and 31 ′ By connecting the cathode power source, an electrolytic precipitation reaction is performed such that iron and nickel ions are deposited on the mother plate by an electrolytic reaction between the anode electrode 32 and the mother plate 11. These contact rolls 31 and 31 'come into contact with both edges in the width direction of the base plate 11 to transfer the base plate 11 into the horizontal cell 30 and discharge it from the horizontal cell 30.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 모판(11)은 가요성인 전도성 모판을 사용하므로, 수평 셀(30)을 통과할 때 자중에 의해 쳐짐 현상이 발생할 수 있는데, 이 경우 모판(11)과 애노드 전극(32)과의 간격이 변화하여 전류밀도 차이를 유발할 수 있는바, 균일한 두께의 Fe-Ni 합금박이 얻어지지 않을 수 있다. 따라서, 모판(11)의 쳐짐을 방지하기 위해서 입구측 컨덕트 롤(31)과 출구측 컨덕트 롤(31')의 회전속도를 달리하여, 즉, 출구측 컨덕트 롤(31')의 회전속도를 입구측 컨덕트 롤(31)의 회전속도보다 빠르게 하여 모판의 자중에 의한 쳐짐 현상을 방지하는 것이 바람직하다.
In one embodiment of the present invention, since the base plate 11 uses a flexible conductive base plate, a drooping phenomenon may occur when passing through the horizontal cell 30, in which case the base plate 11 and the anode electrode Since the distance from (32) may change to cause a difference in current density, a Fe-Ni alloy foil having a uniform thickness may not be obtained. Accordingly, in order to prevent the base plate 11 from sagging, the rotational speeds of the inlet conductor roll 31 and the outlet conductor roll 31 'are varied, that is, the outlet conductor roll 31' is rotated. It is preferable to make the speed faster than the rotational speed of the inlet-side conductor roll 31 to prevent sagging due to the weight of the mother plate.

한편, 상기 컨덕트 롤(31, 31')은 전류 공급장치(33)로부터 공급된 전류를 모판(11)에 전달하여, 모판(11)이 캐소드 전극으로 기능할 수 있도록 함으로써 애노드 전극(32)과의 작용에 의해 전해 석출반응이 일어나도록 할 수 있다.
Meanwhile, the conductor rolls 31 and 31 ′ transmit the current supplied from the current supply device 33 to the base plate 11 so that the base plate 11 can function as a cathode electrode, thereby providing the anode electrode 32. It is possible to cause the electrolytic precipitation reaction by the action of.

상기 애노드 전극(32)은 수평 셀(30)을 통과하는 모판(11)과 일정한 간격을 이격되어 배치된다. 상기 애노드 전극(32)과 모판(11)이 이격됨으로써 그 사이로 전해액이 공급되어 유통되는 유로로 제공되며, 상기한 바와 같이 캐소드 전극인 모판(11)과의 작용에 의해 전해액 내의 철 이온 및 니켈 이온을 모판에 전해 석출시키는 전해반응이 일어날 수 있다. 전해액이 고속으로 공급되는 경우, 모판(11) 표면으로의 철 및 니켈 이온의 전착속도를 증가시킬 수 있는데, 종래의 드럼 셀을 이용한 전주의 경우에는 유로가 곡률을 형성하여 전해액의 유속을 점차 느리게 하여 전착 속도 저하를 초래하는 문제가 있었다. 그러나, 상기와 같이 전해액의 유로가 평면으로 형성됨으로써 전해액의 공급에 대한 유동장의 속도 저하를 최소화할 수 있어 전착 속도를 증가시킬 수 있어 바람직하다.
The anode electrode 32 is spaced apart from the base plate 11 passing through the horizontal cell 30 by a predetermined interval. The anode electrode 32 and the mother plate 11 are spaced apart and provided as a flow path through which the electrolyte is supplied and distributed therebetween. As described above, the iron and nickel ions in the electrolyte are acted upon by the mother plate 11 serving as the cathode electrode. An electrolytic reaction may occur, in which electrolytic precipitates on the base plate. When the electrolyte is supplied at high speed, the electrodeposition speed of iron and nickel ions to the surface of the base plate 11 can be increased. In the case of electroforming using a conventional drum cell, the flow path forms a curvature so that the flow rate of the electrolyte is gradually decreased. There was a problem causing a decrease in electrodeposition speed. However, since the flow path of the electrolyte is formed in the plane as described above, it is possible to minimize the decrease in the speed of the flow field with respect to the supply of the electrolyte, and thus increase the electrodeposition rate.

상기 애노드 전극(32)은 모판(11)의 양면에 금속의 전해 석출 반응이 일어나도록 하기 위해 모판(11)의 상하 양면에 설치될 수 있다. 이와 같이 함으로써 Fe-Ni 합금박의 생산량을 높일 수 있다.
The anode electrode 32 may be installed on both top and bottom surfaces of the base plate 11 to cause an electrolytic precipitation reaction of metal on both sides of the base plate 11. By doing in this way, the yield of Fe-Ni alloy foil can be raised.

상기 전해액은 물에 철 전구체 및 니켈 전구체를 포함하며, 필요에 따라 추가적으로 계면활성제, 전도보조제(예를 들어, 황산나트륨), 착화제(예를 들어, 글리콜산), 응력완화제(예를 들어, 사카린) 등을 포함할 수 있다.
The electrolyte solution contains an iron precursor and a nickel precursor in water, and additionally surfactants, conduction aids (for example, sodium sulfate), complexing agents (for example, glycolic acid), and stress relieving agents (for example, saccharin) as necessary. ) May be included.

한편, 상기 전류 공급장치(33)는 컨덕트 롤(31, 31')과 애노드 전극(32)에 각각 (-) 전류와 (+) 전류를 공급하는 것으로서, 일반적으로 적용될 수 있는 것이라면 특별한 제한없이 본 발명에서도 적용될 수 있는 것으로서, 여기서는 구체적인 설명은 생략한다.
On the other hand, the current supply device 33 is to supply a (-) current and a (+) current to the conductive rolls (31, 31 ') and the anode electrode 32, respectively, if it is generally applicable without particular limitation As applicable to the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

상기 전해액 공급장치는 전해액을 저장 및 수용하는 전해액 저장조(34)와 전해액을 모판(11) 표면에 공급하는 전해액 공급노즐(38)을 포함하며, 전해액 공급관을 통해 상기 전해액 저장조(34)로부터 전해액 공급노즐(38)로 이동된다. 상기 전해액 공급노즐(38)은 모판(11)의 일면에만 공급되도록 설치될 수 있으며, 모판(11)의 양면에 전해액을 공급할 수 있도록 양면에 설치될 수도 있다.
The electrolyte supply device includes an electrolyte storage tank 34 for storing and accommodating an electrolyte solution and an electrolyte supply nozzle 38 for supplying an electrolyte solution to the surface of the base plate 11, and supplying an electrolyte solution from the electrolyte storage tank 34 through an electrolyte supply pipe. It is moved to the nozzle 38. The electrolyte supply nozzle 38 may be installed to be supplied only to one surface of the mother plate 11, or may be installed on both sides of the electrolyte supply to both surfaces of the mother plate 11.

한편, 전해액 저장조(34)는 전해액의 가열을 위한 전해액 가열기(35), 전해액에 포함된 슬러지 등의 불순물을 제거하기 위한 전해액 여과기(36), 전해액을 수평 셀에 공급하기 위한 전해액 펌프(37) 등을 필요에 따라 추가로 포함할 수 있다.
Meanwhile, the electrolyte storage tank 34 includes an electrolyte heater 35 for heating the electrolyte, an electrolyte filter 36 for removing impurities such as sludge included in the electrolyte, and an electrolyte pump 37 for supplying the electrolyte to the horizontal cell. Etc. may be further included as needed.

나아가, 모판(11)에 공급된 전해액이 모판(11)의 중심부에 비하여 폭 방향으로의 양 가장자리에는 경우에 따라 전류밀도가 상대적으로 낮아질 수 있는데, 이 경우, 모판(11) 상에 전해 석출되는 Fe-Ni 합금의 전착량이 적어져 Fe-Ni 합금 Fe-Ni 합금박의 두께가 상대적으로 얇아지게 되어, 전체적으로 균일한 두께를 갖는 Fe-Ni 합금박이 얻어지지 않을 수 있다. 이 경우, 얻어진 Fe-Ni 합금층을 모판(11)으로부터 분리하는 경우, Fe-Ni 합금 Fe-Ni 합금박이 가장자리에서 찢어져 불량이 발생될 우려가 있고, 또, 모판(11)으로부터 분리된 Fe-Ni 합금박을 균일한 두께를 갖도록 하기 위해 두께가 얇은 가장자리를 절단하는 후처리 공정이 필요하게 된다.
Furthermore, the current density of the electrolyte supplied to the base plate 11 may be relatively low at both edges in the width direction as compared with the central portion of the base plate 11. In this case, the electrolyte is deposited on the base plate 11. The electrodeposition amount of the Fe-Ni alloy is reduced, so that the thickness of the Fe-Ni alloy Fe-Ni alloy foil becomes relatively thin, so that the Fe-Ni alloy foil having a uniform thickness as a whole may not be obtained. In this case, in the case where the obtained Fe—Ni alloy layer is separated from the base plate 11, the Fe—Ni alloy Fe—Ni alloy foil may be torn at the edges and a defect may occur, and the Fe—Ni alloy separated from the base plate 11 may be damaged. In order to make Ni alloy foil have a uniform thickness, the post-processing process which cuts a thin thickness edge is needed.

따라서, 미리 가장자리 부분에 Fe-Ni 합금의 석출을 방지하여 두께 편차를 억제할 필요가 있으며, 이를 위해 모판의 가장자리에 전해액이 공급되지 않도록 에지 마스크(edge mask)(미도시)를 설치할 수 있다. 이와 같은 에지 마스크를 설치함으로써 모판(11)의 가장자리에 두께가 얇은 Fe-Ni 합금박의 생성을 억제함은 물론, 가장자리에 전착을 방지하여 모판(11)에 컨덕트 롤(31, 31')이 연속적으로 전류를 공급할 수 있다.
Therefore, it is necessary to prevent the precipitation of the Fe-Ni alloy in advance in the edge portion to suppress the thickness variation, for this purpose, it is possible to install an edge mask (not shown) so that the electrolyte is not supplied to the edge of the mother plate. By providing such an edge mask, not only the formation of a thin Fe-Ni alloy foil at the edge of the base plate 11 is suppressed, but also the electrode rolls are prevented from being formed at the edges of the base plate 11 so that the conductor rolls 31 and 31 'are applied to the base plate 11. This can supply current continuously.

상기 전해액 공급 노즐(38)은 모판(11)과 애노드 전극(32)이 형성하는 수평 통로를 통하여 전해액을 고속으로 공급한다. 이때, 전해액은 전해액 공급 노즐(38)을 중심으로 모판(11)의 진행방향과 동일한 방향 및 반대방향으로 전해액이 공급되도록 설치될 수 있다. 이와 같이 함으로써 실질적으로 2회 전착시키는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 반대 방향으로 공급된 전해액은 모판(11)과의 상대속도 차에 의해 전해액이 모판(11)과 접촉하는 시간이 짧은 상대적으로 적은 량이 전착되는 1차 전착의 효과를 얻을 수 있고, 동일한 방향으로의 공급에 의해 전해액이 보다 긴 시간 동안 모판(11)과 접촉하여 1차 전착에 비하여 상대적으로 많은 양이 전착되는 2차 전착의 효과를 얻을 수 있다.
The electrolyte supply nozzle 38 supplies the electrolyte at a high speed through the horizontal passage formed by the mother plate 11 and the anode electrode 32. In this case, the electrolyte may be installed such that the electrolyte is supplied in the same direction and in the opposite direction to the traveling direction of the base plate 11 with respect to the electrolyte supply nozzle 38. By doing in this way, the effect of electrodeposition substantially can be acquired. That is, the electrolyte supplied in the opposite direction can obtain the effect of primary electrodeposition, in which a relatively small amount of short time for the electrolyte to contact the mother plate 11 is electrodeposited due to the difference in relative speed with the mother plate 11, and in the same direction. By supplying to the electrode, it is possible to obtain the effect of the secondary electrodeposition, in which the electrolyte solution contacts the base plate 11 for a longer time and is relatively electrodeposited in comparison with the primary electrodeposition.

상기와 같은 수평 셀(30)은, 모판(11) 진행방향으로 직렬로 복수 개 설치될 수 있다. 복수 개의 수평 셀(30)이 설치되더라도 모판(11) 진행방향으로 직렬로 배치됨으로써 이동 중에 모판(11)으로부터 전착층이 박리되는 문제가 발생하지 않는다. 복수 개의 수평 셀을 설치함으로써 하나의 셀을 통한 전착량을 적게 하면서 보다 고속으로 모판을 진행시키더라도 모판(11) 상에 원하는 두께의 전착층을 형성할 수 있어, Fe-Ni 합금박의 생산성을 향상시킬 수 있다. 복수 개의 수평 셀(30)에서의 전착 조건 및 전해액은 같거나 다를 수 있다.
The horizontal cells 30 as described above may be provided in plural in series in the traveling direction of the mother plate 11. Even if a plurality of horizontal cells 30 are installed, the electrodeposited layer is peeled from the mother plate 11 during movement by being disposed in series in the mother plate 11 traveling direction. By installing a plurality of horizontal cells, an electrodeposition layer having a desired thickness can be formed on the base plate 11 even though the base plate advances at a higher speed while reducing the electrodeposition amount through one cell, thereby improving the productivity of the Fe-Ni alloy foil. Can be improved. Electrodeposition conditions and electrolyte solutions in the plurality of horizontal cells 30 may be the same or different.

상기와 같이 하여 전착층이 형성된 모판(11)을 출구측 컨덕트 롤(31')을 통해 배출되며, 배출된 후에는 Fe-Ni 합금박 분리장치(51)에 의해 모판(11)으로부터 Fe-Ni 합금층을 분리하여 Fe-Ni 합금박(50)을 얻는다. 상기 Fe-Ni 합금박(50)은 표면에 산화 피막이 형성되어 있는 모판(11) 상에 표면 장력에 의해 결합되어 있으므로 Fe-Ni 합금박(50)과 모판(11)의 전단력 차이에 의해 분리할 수 있다. 따라서, 상기 Fe-Ni 합금박 분리장치(51)는 모판(11)으로부터 Fe-Ni 합금박(50)을 분리하기 위한 전단응력을 부여할 수 있는 것이 바람직하며, 예를 들어, 다수 개의 롤러를 설치할 수 있다. 또한, 생성된 전단력으로 분리한 것이 바람직하다. 또한 Fe-Ni 합금박(50)과 모판(11)의 이동속도 차이를 발생시켜 상부와 하부의 Fe-Ni 합금박(50)을 동시 또는 시간차를 주어 분리하는 것이 바람직하다.
As described above, the base plate 11 having the electrodeposition layer formed thereon is discharged through the outlet-side conductor roll 31 ', and after discharge, the Fe-Ni alloy foil separating device 51 is used to remove the Fe- from the base plate 11. The Ni alloy layer is separated to obtain the Fe—Ni alloy foil 50. Since the Fe-Ni alloy foil 50 is bonded by surface tension on the base plate 11 on which an oxide film is formed on the surface, the Fe-Ni alloy foil 50 may be separated by a difference in shear force between the Fe-Ni alloy foil 50 and the base plate 11. Can be. Therefore, the Fe-Ni alloy foil separator 51 is preferably capable of imparting a shear stress for separating the Fe-Ni alloy foil 50 from the base plate 11, for example, a plurality of rollers Can be installed. It is also preferable to separate by the generated shear force. In addition, it is preferable to generate the moving speed difference between the Fe-Ni alloy foil 50 and the mother plate 11 to separate the upper and lower Fe-Ni alloy foil 50 at the same time or give a time difference.

상기 Fe-Ni 합금박(50)을 모판(11)으로부터 분리한 후에는 Fe-Ni 합금박(50) 및 모판(11)을 권취하는 Fe-Ni 합금박 권취장치(55) 및 모판 권취장치(72)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실린더 형상의 권취기에 감을 수 있다. 상기 권취기에의 권취량에 따라 적당 양으로 권취하고, 절단한 후 다른 권취기에 감을 수 있다. 상기 절단을 위해 필요에 따라 Fe-Ni 합금박 절단 장치(54) 및 모판 절단 장치(71)를 포함할 수 있으며, 모판(11)의 접착부위에서 절단하는 것이 보다 바람직하다.
After separating the Fe-Ni alloy foil 50 from the mother board 11, Fe-Ni alloy foil winding device 55 and the mother board winding device for winding the Fe-Ni alloy foil 50 and the mother board 11 ( 72). For example, it can be wound up to a cylindrical winder. It can be wound up in a suitable amount according to the winding amount to the said winding machine, it can cut and wind up another winding machine. Fe-Ni alloy foil cutting device 54 and the mother plate cutting device 71 as necessary for the cutting, it is more preferable to cut at the bonding portion of the base plate (11).

또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 수평 전주장치(100)는 필요에 따라 수평 셀(30)로부터 배출된 후 Fe-Ni 합금박(50)을 분리하기 전 또는 분리한 후에 필요에 따라 Fe-Ni 합금박의 후처리 장치를 필요에 따라 추가로 설치할 수 있다. 이와 같은 후처리 장치로는 후 세척장치(52) 및 건조장치(미도시), 열처리 장치(53) 등을 들 수 있다.
In addition, the horizontal pole device 100 according to an embodiment of the present invention is discharged from the horizontal cell 30 as necessary before or after separating the Fe-Ni alloy foil 50 or after the Fe- as necessary The post-treatment apparatus of Ni alloy foil can be further installed as needed. Examples of such a post-treatment apparatus include a post-cleaning apparatus 52, a drying apparatus (not shown), a heat treatment apparatus 53, and the like.

상기 세척장치(52)는 Fe-Ni 합금박(50)의 표면에 존재할 수 있는 전해액 및 이물질을 희석한 염산 또는 황산과 같은 산성용액, 및 물을 이용하여 제거하는 장치로서, 고압 스프레이 등의 통상의 장치를 사용할 수 있다. 나아가, 이와 같은 세척 후에, Fe-Ni 합금박(50) 표면에 존재하는 수분을 제거하기 위해 공기를 고압으로 분사하거나 또는 고온 가스를 분사하는 분사수단일 수 있으며, 또는 가열에 의해 건조하는 가열수단일 수 있다.
The cleaning device 52 is a device for removing by using an acid solution such as hydrochloric acid or sulfuric acid diluted with an electrolyte solution and foreign matter that may be present on the surface of the Fe-Ni alloy foil 50, and water, such as a high pressure spray The device can be used. Furthermore, after such washing, it may be an injection means for injecting air at a high pressure or hot gas to remove moisture existing on the surface of the Fe-Ni alloy foil 50, or heating means for drying by heating. Can be.

나아가, 전착에 의하여 형성된 Fe-Ni 합금박(50)은 미세 조직의 나노 구조를 가지고 있는데, 목표하는 미세 조직을 확보하기 위해 상기 열처리 수단(53)을 필요에 따라 추가로 포함할 수 있다. Fe-Ni 합금박(50)의 열처리는 350~600℃의 온도를 사용하며 열처리시 표면의 산화를 방지하기 위하여 질소, 아르곤 가스 분위기를 사용하는 것이 바람직하며, 열처리 방법으로는 유도가열, 직접가열, 접촉가열을 사용할 수 있다.
Furthermore, the Fe—Ni alloy foil 50 formed by electrodeposition has a nanostructure of microstructure, and may further include the heat treatment means 53 as necessary to secure a target microstructure. The heat treatment of the Fe-Ni alloy foil 50 uses a temperature of 350 ~ 600 ℃, it is preferable to use a nitrogen, argon gas atmosphere to prevent oxidation of the surface during heat treatment, induction heating, direct heating as a heat treatment method , Contact heating can be used.

또한, 본 발명의 일 구현예에 있어서, 얻어진 전착층 또는 금속박의 표면에 Cr 또는 Ni의 확산방지막을 형성시키기 위한 통상의 전기도금 설비(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 같은 확산방지막 형성을 위한 전기도금은 통상적인 전기도금 설비를 사용하여 수행할 수 있는 것으로서, 여기서는 구체적인 설명을 생략하며, 수평 셀과 같은 구조를 가질 수도 있다. 전착층을 형성한 후에 전기도금을 위한 전기도금설비를 구비할 수 있으며, 얻어진 금속박을 별도의 전기도금설비를 거침으로써 확산방지막을 형성할 수도 있다.
In addition, in one embodiment of the present invention, it may include a conventional electroplating equipment (not shown) for forming a diffusion barrier film of Cr or Ni on the surface of the electrodeposited layer or metal foil obtained. Electroplating for the formation of such a diffusion barrier film can be carried out using a conventional electroplating equipment, a detailed description thereof will be omitted, and may have a structure such as a horizontal cell. After the electrodeposition layer is formed, an electroplating facility for electroplating may be provided, and the diffusion barrier film may be formed by passing the obtained metal foil through a separate electroplating facility.

상기한 바와 같이, 본 발명의 각 구현예에 따른 전주법에 의한 Fe-Ni 합금박 제조방법 및 수평 전주장치에 대하여 설명하였으나, 이러한 방법 및 장치는 이들 구현예에 의한 것으로 한정되는 것이 아니며, 이를 적절하게 변경할 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 기술자라면 이해할 수 있을 것이다.
As described above, the method for manufacturing the Fe-Ni alloy foil and the horizontal pole device by the pole method according to each embodiment of the present invention has been described, but such a method and device is not limited to these embodiments, and It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be appropriately modified.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명에 대한 일 예로서, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, an Example is given and this invention is demonstrated more concretely. However, the following examples are examples of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실시예Example

실시예 1Example 1

STS 304 강판을 모판으로 사용하였다. 상기 강판을 슈퍼 미러(mirror) 가공을 통해 표면 거칠기(Rz)를 500㎚ 이하로 연마 후, 산세/전해연마를 통해 모판에 대하여 도금 전처리를 수행하였다.STS 304 steel sheet was used as the mother board. After the steel sheet was polished to a surface roughness (Rz) of 500 nm or less through super mirror processing, plating pretreatment was performed on the mother plate through pickling / electrolytic polishing.

상기 도금 전처리가 완료된 모판을 도 1과 같은 구성을 갖는 수평 전기주조 장치의 수평 셀의 애노드 전극 상면에 50mpm(meter per minute)의 공급속도로 공급하고, 상기 수평 셀의 애노드와 모판이 형성하는 전해액 유로에 전해액을 레이놀즈 수(Re) 1000으로 공급하였다. An electrolytic solution formed by supplying the base plate on which the plating pretreatment is completed is supplied at a feed rate of 50 mpm (meter per minute) to the upper surface of the anode electrode of the horizontal cell of the horizontal electroforming apparatus having the configuration as shown in FIG. 1. The electrolyte was supplied to the flow path in Reynolds number (Re) 1000.

상기 전해액은 FeCl2·4H2O 10g/l, NiCl4·6H2O 55g/l, H3BO3 25g/l 및 폴리에틸렌글리콜 3.0g/l으로 구성된 pH 3이고, 35℃인 용액을 사용하였다. 이때, 전류밀도를 5A/d㎡로 전해반응을 수행하여 40㎛의 Fe-Ni 전착층을 형성하였다. The electrolyte solution was pH 3 composed of FeCl 2 · 4H 2 O 10g / l, NiCl 4 · 6H 2 O 55g / l, H 3 BO 3 25g / l and polyethylene glycol 3.0g / l, 35 ℃ was used a solution . At this time, an electrolytic reaction was performed at a current density of 5 A / dm 2 to form a 40 μm Fe—Ni electrodeposition layer.

상기 얻어진 전착층을 분리하여 Fe-Ni 박막을 얻었다. 상기 얻어진 박막을 충분히 수세한 후 건조하였다.The obtained electrodeposition layer was separated to obtain a Fe—Ni thin film. The thin film thus obtained was sufficiently washed with water and then dried.

상기 제조된 분리판은 Fe 함량이 46wt%인 Fe-Ni 합금 박막이었으며, 열팽창계수가 6.4×10-6m/K이고, 전착면의 반대측 면의 표면 거칠기는 0.06㎛이었다.The prepared separator was a Fe-Ni alloy thin film having a Fe content of 46wt%, a thermal expansion coefficient of 6.4 × 10 -6 m / K, the surface roughness of the opposite side of the electrodeposited surface was 0.06㎛.

상기 얻어진 박막을 CrO3 250g/l 및 H2SO4 2.5g/l를 포함하는 45℃ 도금액을 사용하여 20A/d㎡, 2~3pH 조건에서 전기도금하여 Cr 300㎚의 확산방지막을 형성하였다.The obtained thin film was electroplated using a 45 ° C. plating solution containing 250 g / l of CrO 3 and 2.5 g / l of H 2 SO 4 at 20 A / dm 2 and 2 to 3 pH to form a Cr 300 nm diffusion barrier film.

상기 형성된 기판의 확산방지막 상에 CIGS 태양전지 SiOx/Na 박막/Mo 전극/CIGS/Cds/AZO/Al/Ni 소자를 제작하였다.
A CIGS solar cell SiOx / Na thin film / Mo electrode / CIGS / Cds / AZO / Al / Ni device was fabricated on the diffusion barrier of the formed substrate.

상기 본 실시예에서 얻어진 전주 소자를 유리기판을 사용한 소자와 대비하여 그 특성을 비교하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
The characteristics of the electroforming elements obtained in the present embodiment were compared with those using glass substrates. The results are shown in Table 1.

유리기판Glass substrate 실시예 1Example 1 Jsc(mA/㎠)Jsc (mA / ㎠) 36.4636.46 36.6336.63 Voc(V)Voc (V) 0.630.63 0.610.61 FF.(%)FF. (%) 70.0370.03 70.470.4 Eff.(%)Eff. (%) 16.1416.14 15.9515.95

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 의해 얻어진 박막을 사용하여 CIGS 소자를 제조하는 경우, 기존 유리기판과 대비하여 유사한 성능을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
As can be seen from Table 1, when manufacturing the CIGS device using the thin film obtained by the present embodiment, it can be seen that similar performance can be secured compared to the existing glass substrate.

한편, 스테인리스 강을 기존의 압연법에 의해 박막을 제조하여 얻어진 압연제를 사용하는 경우에는 스테인리스의 Rz 값은 402㎛로서, 소자를 제조할 경우, 폐색되어 전기적 단락이 발생하여 소자를 제조하는 것이 곤란하였다.
On the other hand, when using a rolling agent obtained by manufacturing a thin film of stainless steel by the conventional rolling method, the Rz value of stainless steel is 402 µm. It was difficult.

10: 모판 공급장치 11: 모판
12: 접합 수단 13: 연마 수단
14: 전 세척 장치 30: 수평 셀
31, 31': 컨덕트 롤 32: 애노드 전극
33: 전류 공급 장치 34: 전해액 저장조
35: 전해액 가열기 36: 전해액 여과기
37: 전해액 펌프 38: 전해액 노즐
50: Fe-Ni 합금박 51: 박리 롤
52: 후 세척장치 53: 열처리 장치
54: Fe-Ni 합금박 절단 장치 55: Fe-Ni 합금박 권취장치
71: 모판 절단 장치 72: 모판 권취 장치
100: 수평 전주장치
10: Bedplate Feeder 11: Bedplate
12: bonding means 13: polishing means
14: pre-washing device 30: horizontal cell
31, 31 ': Conductor roll 32: anode electrode
33: current supply device 34: electrolyte reservoir
35: electrolyte heater 36: electrolyte filter
37: electrolyte pump 38: electrolyte nozzle
50: Fe-Ni alloy foil 51: peeling roll
52: post-cleaning apparatus 53: heat treatment apparatus
54: Fe-Ni alloy foil cutting device 55: Fe-Ni alloy foil winding device
71: bed cutting device 72: bed sheet winding device
100: horizontal pole

Claims (10)

일정한 방향으로 수평 공급되는 전도성 모판 및 상기 전도성 모판의 일면 또는 양면에 대하여 이격되어 배치된 애노드 전극과의 사이에 전해액을 공급하되, 상기 전해액은 철 전구체 2~25g/L 및 니켈 전구체 40~60g/L를 포함하는 전해액 공급 단계;
상기 전도성 모판 및 상기 전도성 모판의 일면 또는 양면에 배치된 애노드 전극에 전류를 인가하여 전도성 모판의 일면 또는 양면에 전해액에 포함된 철과 니켈을 전착시키는 전류 인가 단계;
상기 철과 니켈의 전착에 의해 형성된 철과 니켈의 합금 전착층을 상기 전도성 모판으로부터 분리하여 철과 니켈의 합금박을 얻는 박리 단계; 및
상기 철과 니켈의 합금박의 전착면 상에 크롬 및 니켈로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속의 확산방지막을 형성하는 확산방지막 형성단계
를 포함하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판의 제조방법.
An electrolyte is supplied between a conductive base plate horizontally supplied in a predetermined direction and an anode electrode spaced apart from one side or both sides of the conductive base plate, wherein the electrolyte is 2 to 25 g / L of iron precursor and 40 to 60 g / of nickel precursor. An electrolyte supply step comprising L;
Applying a current to the conductive base plate and an anode electrode disposed on one or both surfaces of the conductive base plate to apply the current to electrodeposit the iron and nickel contained in the electrolyte on one or both sides of the conductive base plate;
A peeling step of separating an alloy electrodeposition layer of iron and nickel formed by electrodeposition of iron and nickel from the conductive mother plate to obtain an alloy foil of iron and nickel; And
A diffusion barrier film forming step of forming a diffusion barrier of at least one metal selected from the group consisting of chromium and nickel on the electrodeposited surface of the alloy foil of iron and nickel
Method for producing a Fe-Ni alloy substrate for CI (G) S solar cells comprising a.
제 1항에 있어서, 상기 확산방지막은 100-500㎚의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법.
The method of claim 1, wherein the diffusion barrier layer has a thickness of 100-500 nm Fe-Ni alloy substrate manufacturing method for CI (G) S solar cells.
제 1항에 있어서, 상기 철 전구체는 황산철, 염화철, 질산철 및 설파민산철로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종이며, 상기 니켈 전구체는 황산니켈, 염화니켈, 질산니켈 및 설파민산니켈로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종 인 것을 특징으로 하는 태양전지용 Fe-Ni 합금기판의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the iron precursor is at least one selected from the group consisting of iron sulfate, iron chloride, iron nitrate, and iron sulfamate, and the nickel precursor is a group consisting of nickel sulfate, nickel chloride, nickel nitrate, and nickel sulfamate At least one selected from the method of manufacturing a Fe-Ni alloy substrate for a solar cell.
제 1항에 있어서, 상기 전해액은 폴리에틸렌글리콜, 소디움 라우레스 황산염 또는 이들의 혼합물인 계면활성제 0.1-8.0g/L를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 Fe-Ni 합금기판의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the electrolyte solution further comprises 0.1-8.0 g / L of surfactant which is polyethylene glycol, sodium laureth sulfate or a mixture thereof.
제 1항에 있어서, 상기 태양전지용 Fe-Ni 합금기판은 확산방지막이 형성된 표면의 표면거칠기(Rz)가 0.1 내지 100㎚인 것을 특징으로 하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금 기판의 제조방법.
The Fe-Ni alloy substrate according to claim 1, wherein the Fe-Ni alloy substrate for solar cells has a surface roughness (Rz) of 0.1 to 100 nm on the surface where the diffusion barrier is formed. Way.
제 1항에 있어서, 상기 Fe-Ni 합금기판은 두께가 20-70㎛인 것을 특징으로 하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법.
The method of claim 1, wherein the Fe—Ni alloy substrate has a thickness of 20-70 μm.
제 1항에 있어서, 상기 Fe-Ni 합금기판은 니켈 28 내지 32중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법.
The method of claim 1, wherein the Fe-Ni alloy substrate is a Fe-Ni alloy substrate for a CI (G) S solar cell, characterized in that consisting of 28 to 32% by weight of nickel and the balance iron and other unavoidable impurities.
제 1항에 있어서, 상기 Fe-Ni 합금기판은 니켈 45 내지 75중량% 및 잔부 철과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법.
The method of claim 1, wherein the Fe-Ni alloy substrate is made of 45 to 75% by weight of nickel and the balance of iron and other unavoidable impurities.
제 1항에 있어서, 상기 확산방지막 상에 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스터 및 폴리이미드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 고분자 수지의 평탄화막을 형성하는 평탄화막 형성단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판의 제조방법.
The method of claim 1, further comprising a planarization film forming step of forming a planarization film of a polymer resin selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyester and polyimide on the diffusion barrier. Method for manufacturing Fe-Ni alloy substrate for CI (G) S solar cell.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전해액 공급 단계 및 전류 인가 단계는 복수회로 행하여지는 것을 특징으로 하는 CI(G)S 태양전지용 Fe-Ni 합금기판 제조방법. 10. The method of manufacturing a Fe-Ni alloy substrate for a CI (G) S solar cell according to any one of claims 1 to 9, wherein the electrolyte supply step and the current application step are performed a plurality of times.
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