KR20130068565A - 전자빔 조사를 이용한 몰리브덴 박막의 전도도 향상 방법 - Google Patents

전자빔 조사를 이용한 몰리브덴 박막의 전도도 향상 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배면 전극인 몰리브덴 박막의 비저항을 줄이고 두께를 줄일 수 있어 몰리브덴 박막의 전도도를 향상시킬 수 있는 태양 전지 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법은 기판 상에 몰리브덴 박막을 형성하는 단계; 및 몰리브덴 박막에 대한 후처리 공정을 진행하여 후면 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 몰리브덴 박막에 대한 후처리 공정은 몰리브덴 박막에 전자 빔을 조사하여 이루어진다.

Description

전자빔 조사를 이용한 몰리브덴 박막의 전도도 향상 방법{Method for enhancing conductivity of molybdenum layer}
본 발명은 태양 전지 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 태양 전지를 구성하는 몰리브덴 박막의 전도도를 향상시킬 수 있는 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 직접 변환시키는 장치로서, 사용되는 재료에 따라 크게 실리콘계 태양 전지, 화합물계 태양 전지 및 유기물계 태양 전지로 분류될 수 있다.
실리콘계 태양 전지는 단결정 실리콘 태양 전지, 다결정 실리콘 태양 전지 그리고 비정질 실리콘 태양 전지로 구분되며, 화합물계 태양 전지는 GaAs, InP, CdTe 태양 전지, CuInSe2(구리.인듐.디셀레나이드) 또는 CuInS2(이하, "CIS"라 칭함) 태양 전지, Cu(InGa)Se2 (구리.인듐.갈륨.셀레늄) 또는 Cu(InGa)S2 (이하, "CIGS"라 칭함) 태양 전지 그리고 Cu2ZnSnS4(구리.아연.주석.황; 이하, "CZTS"라 칭함) 태양 전지로 구분된다.
또한, 유기물계 태양 전지는 유기분자형 태양 전지, 유무기 복합형 태양 전지 그리고 및 염료 감응형 태양 전지로 구분될 수 있다.
위와 같은 다양한 종류의 태양 전지 중에서 단결정 실리콘 태양 전지 및 다결정 실리콘 태양 전지는 기판이 광흡수막을 구비하므로 가격 절감 측면에서 매우 불리하다.
비정질 실리콘 태양 전지는 박막인 광흡수막을 구비하기 때문에 결정질 실리콘 태양 전지의 두께의 약 1/100 정도의 두께를 갖도록 제조될 수 있다. 그러나, 비정질 실리콘 태양 전지는 단결정 실리콘 태양 전지에 비해 효율이 낮고 실리콘 재료 특성상 빛에 노출될 경우 효율이 급격히 떨어지는 문제점을 갖고 있다.
유기물계 태양 전지는 효율이 매우 낮을 뿐만 아니라 산소에 노출될 경우 산화되어 효율이 감소된다는 문제점을 갖는다.
이러한 문제점을 보완하기 위하여 화합물계 태양 전지가 개발되고 있다. 화합물계 태양 전지인 CZTS 태양 전지, CIS 태양 전지 및 CIGS 태양 전지는 박막형 태양 전지 중에서 가장 우수한 변환 효율을 갖는다. 그러나 이러한 변환 효율을 실험실에서 얻어진 것으로서, CZTS 태양 전지, CIS 태양 전지 및 CIGS 태양 전지를 전력용으로 실용화시키기 위해서는 여러 가지 사항들을 보완해야 한다.
한편, CIS 및 CIGS 태양 전지를 제조하는 공정에서, 글라스 기판 상에 몰리브덴(Mo 110)을 DC 스퍼터링 공정을 통하여 증착하여 배면 전극을 형성한다.
일반적으로, 몰리브덴 전극층을 형성한 후 특별한 후처리 공정을 진행하지 않으며, 약 3X10- 5정도의 비저항 특성 및 400nm~1000nm의 두께를 갖는 몰리브덴 박막을 배면 전극으로 이용하고 있다.
그러나, 태양 전지의 제조 방법에서 몰리브덴층의 두께를 줄이면서 저항을 낮추는 것이 재료의 절감 및 공정 시간 단축을 구현하는 요인으로 인식되고 있다.
본 발명은 배면 전극인 몰리브덴 박막의 비저항을 줄이고 두께를 줄일 수 있어 몰리브덴 박막의 전도도를 향상시킬 수 있는 태양 전지 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법은 기판 상에 몰리브덴 박막을 형성하는 단계; 및 몰리브덴 박막에 대한 후처리 공정을 진행하여 후면 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 몰리브덴 박막에 대한 후처리 공정은 몰리브덴 박막에 전자 빔을 조사하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 몰리브덴 박막에 대한 후처리 공정은 7×10E-7 torr의 압력 그리고 5 내지 10 sccm의 유량의 아르곤 가스 분위기 조건 하의 공정 챔버 내에서 2.5 내지 3.5 Kv의 DC 파워 및 200 내지 300 W의 RF 파워의 전자 빔을 이용하여 실시되는 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법은 배면 전극의 형성 단계에서 몰리브덴 박막의 두께를 줄이면서 비저항을 줄임과 동시에 전극 재료의 절감 및 공정 시간 단축 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 Cu-Zn-Sn-S(Cu2ZnSnS4) 태양 전지, CuInS2, Cu(InGa)Se2 태양 전지 및 Cu(InGa)S2 태양 전지의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2g는 도 1에 도시된 태양 전지를 제조하는 단계를 도시한 도면.
도 3은 비교예 1 및 실시예 1에 따라 제조된 몰리브덴 박막을 각각 나타낸 사진으로서, 좌측 사진이 비교예 1에 따른 몰리브덴 박막을, 그리고 우측 사진이 실시예 1에 따른 몰리브덴 박막을 각각 나타냄.
도 4는 비교예 2 및 실시예 2에 따라 제조된 몰리브덴 박막을 각각 나타낸 사진으로서, 좌측 사진이 비교예 2에 따른 몰리브덴 박막을, 그리고 우측 사진이 실시예 2에 따른 몰리브덴 박막을 각각 나타냄.
도 5는 비교예 3 및 실시예 3에 따라 제조된 몰리브덴 박막을 각각 나타낸 사진으로서, 좌측 사진이 비교예 3에 따른 몰리브덴 박막을, 그리고 우측 사진이 실시예 3에 따른 몰리브덴 박막을 각각 나타냄.
도 6은 비교예 4 및 실시예 4에 따라 제조된 몰리브덴 박막을 각각 나타낸 사진으로서, 좌측 사진이 비교예 4에 따른 몰리브덴 박막을, 그리고 우측 사진이 실시예 4에 따른 몰리브덴 박막을 각각 나타냄.
도 7은 비교예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막과 실시예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항 측정의 결과를 나타낸 그래프로서, 좌측 그래프는 비교예 1 내지 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항 측정 결과를, 우측 그래프는 실시예 1 내지 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항 측정 결과를 나타냄.
이하, 본 발명에 따른 태양 전지 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 Cu-Zn-Sn-S (Cu2ZnSnS4; 이하, "CZTS"로 칭함) 태양 전지, CuInSe2 또는 CuInS2 (이하, "CIS"로 칭함) 태양 전지 및 Cu(InGa)Se2 또는 Cu(InGa)S2(이하, "CIGS"로 칭함) 태양 전지의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
CZTS 태양 전지, CIS 태양 전지 및 CIGS 태양 전지는 동일한 구조를 갖는다. 즉, CZTS 태양 전지, CIS 태양 전지 및 CIGS 태양 전지 각각은 기판 (10) 상에 배면 전극(20), 광흡수막(30), 버퍼막(40), 윈도우막(50) 그리고 반사 방지막(60)이 순차적으로 형성된 구조를 가지며, 반사 방지막(60)의 패터닝 영역에 형성된 그리드 전극(70)을 포함한다.
태양 전지의 각 구성 부재를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
기판(10)
기판(10)은 글라스로 이루어질 수 있으며, 글라스 이외에 알루미나와 같은 세라믹, 스테인레스 스틸, 구리 테이프(Cu tape)와 같은 금속 재료, 그리고 폴리머 등으로 제조될 수 있다.
글라스 기판의 재료로서 저가의 소다회 유리(sodalime glass)가 사용될 수 있다. 또한 폴리마이드(polyimide)와 같은 유연성 있는 고분자 재질이나 스테인레스 스틸 박판 등도 기판(10)의 재료로 사용될 수 있다.
배면 전극(20)
기판(10) 상에 형성된 배면 전극(20)의 재료로서는 몰리브덴(Mo)이 사용될 수 있다.
몰리브덴은 높은 전기 전도도를 가지며, 후술할 Cu-Zn-Sn-S (Cu2ZnSnS4) 광흡수막과의 오믹 접합, 황(S) 분위기 하에서 고온 안정성을 갖고 있다.
또한, 몰리브덴은 후술할 CuInSe2 광흡수막 또는 CuInS2 광흡수막과의 오믹 접합, 셀레늄(Se) 또는 황(S) 분위기 하에서 고온 안정성을 갖고 있다.
몰리브덴 박막은 전극으로서 비저항이 낮아야 하고, 또한 열팽창 계수의 차이로 인하여 박리 현상이 일어나지 않도록 글라스 기판에 대한 점착성이 뛰어나야 한다.
광흡수막(30)
배면 적극(20) 상에 형성된 광흡수막(30)은 실제로 광을 흡수하는 p-형 반도체이다.
CZTS 태양 전지에서, 광흡수막(30)은 Cu-Zn-Sn-S(구체적으로는, Cu2ZnSnS4)로 이루어진다. Cu2ZnSnS4는 1.0 eV 이상의 에너지 밴드 갭을 갖고 있으며 광흡수 계수가 반도체 중에서 가장 높다. 또한 광학적으로 매우 안정하기 때문에 이러한 물질로 이루어진 막은 태양 전지의 광흡수막으로 매우 이상적이다.
광흡수막으로서의 CZTS 박막은 다원 화합물이기 때문에 제조 공정이 매우 까다롭다. 물리적인 박막 제조 방법으로는 증발법, 스퍼터링 + 셀렌화, 화학적인 방법으로는 전기 도금 등이 있고 각 방법에 있어서도 출발 물질 (금속, 2원 화합물 등)의 종류에 따라 다양한 제조 방법이 이용될 수 있다.
한편, CIS 태양 전지에서는 CuInSe2 막 또는 CuInS2 막이, 그리고 CIGS 태양 전지에서는 Cu(InGa)Se2 막 또는 Cu(InGa)S2막이 광흡수막(30)의 기능을 수행한다. CuInSe2와 CuInS2 그리고 Cu(InGa)Se2와 Cu(InGa)S2는 1.0 eV 이상의 에너지 밴드 갭을 갖고 광흡수 계수가 반도체 중에서 가장 높으며 또한 광학적으로 매우 안정하기 때문에 이러한 물질로 이루어진 막은 태양 전지의 광흡수막으로 매우 이상적이다.
광흡수막인 CIS 박막 및 CIGS 박막은 다원 화합물이기 때문에 제조 공정이 매우 까다롭다. 물리적인 박막 제조 방법으로는 증발법, 스퍼터링 + 셀렌화, 화학적인 방법으로는 전기 도금 등이 있고 각 방법에 있어서도 출발물질 (금속, 2원 화합물 등)의 종류에 따라 다양한 제조 방법이 이용될 수 있다. 가장 좋은 효율을 얻을 수 있다고 알려진 동시 증발법은 출발 물질로 4개의 금속원소(Cu, In, Ga, Se)를 사용한다.
버퍼막(40)
CZTS 태양 전지에서 p형 반도체인 Cu2ZnSnS4 박막(광흡수막), CIS 태양 전지에서 p형 반도체인 CuInSe2 박막 또는 CuInS2 박막(광흡수막) 그리고 CIGS 태양 전지에서 p형 반도체인 Cu(InGa)Se2 박막 또는 Cu(InGa)S2 박막(광흡수막)은 n형 반도체로서 윈도우 막(하기에 설명됨)으로 사용되는 산화 아연(ZnO) 박막과 pn 접합을 형성한다.
하지만, 두 물질은 격자 상수와 에너지 밴드 갭의 차이가 크기 때문에 양호한 접합을 형성하기 위해서는 에너지 밴드 갭이 두 물질의 에너지 밴드 값 사이의 값을 갖는 버퍼막(40)이 필요하다. 태양 전지의 버퍼막(40)의 재료로서 황화 카드늄(CdS)이 바람직하다.
윈도우막(50)
위에서 언급한 바와 같이 윈도우막(50)은 n형 반도체로서 광흡수막(40; CZTS막, CIS막 또는 CIGS막)과 pn 접합을 형성하며, 태양 전지 전면 투명 전극으로서의 기능을 수행한다.
따라서 윈도우막(50)은 광투과율이 높고 전기 전도성이 우수한 재료, 예를 들어 산화아연(ZnO)으로 이루어진다. 산화아연은 에너지 밴드 갭이 약 3.3 eV이고, 약 80 % 이상의 높은 광투과도를 갖는다.
반사방지막(60) 및 그리드 전극(70)
태양 전지에 입사되는 태양광의 반사 손실을 줄이면 약 1% 정도의 태양 전지 효율 향상이 가능하다. 태양 전지의 효율을 향상시키기 위하여 윈도우막(50) 상에는 반사 방지막(60)이 형성되며, 태양광의 반사를 억제하는 반사 방지막(60)의 재질로는 보통 마그네슘 플루오라이드(MgF2)가 사용된다.
그리드 전극(70)은 태양 전지 표면에서의 전류를 수집하는 기능을 수행하며, 알루미늄(Al), 또는 니켈/알루미늄(Ni/Al)으로 형성된다. 그리드 전극(70)은 반사 방지막(60)의 패터닝된 영역에 형성된다
이와 같은 구조를 갖는 태양 전지에 태양광이 입사되면 p형 반도체막인 광흡수막(30; 즉 CZTS 태양 전지에서의 Cu2ZnSnS4 박막, CIS 태양 전지에서의 CuInSe2 박막 또는 CuInS2 박막, 그리고 CIGS 태양 전지에서의 Cu(InGa)Se2 박막 또는 Cu(InGa)S2 박막)과 n형 반도체막인 윈도우막(50) 사이에서 전자-정공 쌍이 생성되고, 생성된 전자는 윈도우막(60)으로 모이고 생성된 정공은 광흡수막(30)으로 모이게 되어, 광기전력(photovoltage)이 발생한다.
이 상태에서, 기판(10)과 그리드 전극(70)에 전기 부하를 연결하면, 전류가 흐르게 된다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 CZTS 태양 전지, CIS 태양 전지 및 CIGS 태양 전지 제조 방법을 도 1 및 도 2a 내지 도 2g를 통하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a를 참고하면, 먼저 기판(10)이 제공된다. 기판(10)은 글라스, 세라믹 또는 금속으로 제조될 수 있다.
도 2b를 참고하면, 기판(10) 상에 배면 전극(20)을 형성한다.
본 발명에 따른 방법에서, 배면 전극을 형성하는 공정은 다음과 같다.
먼저 몰리브덴에 대한 스퍼터링 공정을 진행하여 글라스 기판(10) 상에 몰리브덴 박막을 형성한다. 이후, 몰리브덴 박막, 바람직하게는 몰리브덴 박막의 전체 표면에 전자 빔을 조사함으로써 최종적인 몰리브덴 배면 전극(20)을 형성한다.
몰리브덴 박막에 전자 빔을 조사함으로써 박막의 그레이 사이즈가 증가하며, 따라서 결정성이 증가한다. 결과적으로 몰리브덴 박막의 조직(막질)이 치밀해지며, 이로 인하여 몰리브덴 박막의 비저항이 감소한다.
한편, 본 발명에 이용된 전자 빔은 기존 필라멘트에 전류를 가하여 나오는 열전자 개념이 아닌 고밀도 플라즈마 (Ar) 형성을 통해 이온과 전자를 분리하여 조사하는 방식으로, 그리드 렌즈(Grid lens)와 일렉트로 플레이팅(electroplating)을 통해 효율적으로 전자/이온을 분리하고 대면적화할 수 있다는 효과가 있다.
도 2c를 참고하면, 몰리브덴 박막(20) 상에 광흡수막(도 1의 30)을 형성하기 위한 전구체막(30a)이 형성된다.
CZTS 태양 전지를 제조하기 위한 전구체막(30a) 형성 공정에서는 몰리브덴 박막(20) 상에 구리(Cu)층, 아연(Zn)층, 주석(Sn) 층 그리고 황(S)층으로 이루어진 적층 구조를 형성할 수 있으며, 또는 구리, 아연, 주석 그리고 황의 화합물로 이루어진 단일층을 형성할 수 있다.
한편, CIS 태양 전지를 제조하기 위한 전구체막(30a) 형성 공정에서는 몰리브덴 박막(20) 상에 구리(Cu)층, 인듐(In)층 그리고 셀레늄(Se)층(또는 황(S)층)으로 이루어진 적층 구조를 형성할 수 있으며, 또는 구리, 인듐 그리고 셀레늄(또는 황)의 화합물로 이루어진 단일층을 형성할 수 있다.
또한, CIGS 태양 전지를 제조하기 위한 전구체막(30a) 형성 공정에서는 몰리브덴 박막(20) 상에 구리(Cu)층, 인듐(In)층, 갈륨(Ga)층 그리고 셀레늄(Se)층(또는 황(S)층)으로 이루어진 적층 구조를 형성할 수 있으며, 또는 구리, 인듐, 갈륨 그리고 셀레늄 또는 황의 화합물로 이루어진 단일층을 형성할 수 있다.
이와 같이 몰리브덴 박막(20) 상에 광흡수막 형성을 위한 원소의 적층 구조 또는 단일층을 형성한 후 스퍼터링 공정 또는 동시 증착 (co-evaporation) 공정을 진행함으로써 광흡수 전구체막(30a)이 형성된다.
도 2d를 참고하면, 광흡수 전구체막(30a) 상에 확산 방지막(30b)을 형성한다. 확산방지막(30b)은 물리기상증착법(PVD) 또는 화학기상증착법(CVD)을 통하여 형성된다.
이후, 광흡수 전구체막(30a)의 결정화 단계를 진행하여 광흡수막(30)을 형성한다.
위에서 설명한 바와 같이 기판(10)은 글라스로 이루어질 수 있으며, 또한 CZTS 태양 전지를 위한 광흡수 전구체막(30a)의 구성 성분(Cu-Zn-Sn-S)의 하나인 황(S)은 휘발성 원소(violation element)이다.
따라서, 광흡수 전구체막(30a)의 결정화를 위하여 열처리 공정을 진행할 경우, 열에 의하여 글라스 기판(10)의 변형이 발생할 수 있다. 또한, 열처리 공정 중에 광흡수 전구체막(30a)에서 황이 휘발될 수 있어 광흡수 전구체막(30a)을 구성하는 구성 성분의 조성비가 변화될 수 있다.
결정화 단계를 통하여 광흡수 전구체막(30a)의 구성 원소들이 결정화되면서 광흡수막(30)이 형성(도 2e 참조)된다.
도 2f를 참조하면, (습식 또는 건식) 식각 공정을 통하여 확산방지막(30b)을 제거하여 광흡수막(30)을 노출시킨다. 확산방지막(30b) 제거를 위한 식각 공정에서는 BOE 용액(Buffered Oxide Etchant-습식 시각) 또는 불소계 가스(건식 식각)가 사용될 수 있다.
이후, 노출된 광흡수막(30) 상에 버퍼막(40)을 형성하고 버퍼막(40) 상에 윈도우막(50)을 형성한다.
위에서 설명한 바와 같이, 광흡수막(30)과 윈도우막(50)은 에너지 밴드갭 (energhy bandgap)의 차이가 크기 때문에 양호한 p-n접합을 형성하기 어렵다. 따라서, 광흡수막(30)과 윈도우막(50) 사이에 에너지 밴드갭이 이들 두 물질의 밴드갭들 사이에 있는 물질(예를 들어, 2.46 eV의 에너지 밴드갭을 갖는 황화 카드늄)로 이루어진 버퍼막(40)을 형성하는 것이 바람직하다.
윈도우막(50)은 n형 반도체로서, 광흡수막(30)과 pn 접합을 형성하며, 태양 전지 전면 투명 전극으로서의 기능을 수행한다. 따라서 윈도우막(50)은 광투과율이 높고 전기 전도성이 우수한 재료, 예를 들어 산화아연(ZnO)로 이루어진다. 산화아연은 에너지 밴드 갭이 약 3.3 eV이고, 약 80 % 이상의 높은 광투과도를 갖는다.
도 2g를 참고하면, 윈도우막(50) 상에 예를 들어, 스퍼터링 공정을 통하여 반사방지막(60)을 형성하고, 반사방지막(60)을 일부 영역을 패터닝한 후, 패터닝된 영역에 상부 전극인 그리드 전극(70)을 형성한다.
태양 전지에 입사되는 태양광의 반사 손실을 줄이는 반사방지막(60)의 재료로서 마그네슘 플루오라이드(MgF2)가 사용되며, 태양 전지 표면에서의 전류를 수집하는 그리드 전극(70)은 알루미늄(Al), 또는 니켈/알루미늄(Ni/Al)으로 형성된다.
이하에서는 전자 빔(electron-beam) 조사 공정을 이용한, 본 발명의 몰리브덴 박막 (배면 전극) 형성 공정을 구체적으로 설명한다.
일반적인 공정, 즉 DC 스퍼터링 공정만을 이용하여 글라스 기판 상에 몰리브덴을 증착하여 소정 두께의 몰리브덴 박막을 형성하였다. 몰리브덴 증착 과정에서의 공정 챔버 내의 조건은 하기와 같다.
기본 압력 : 7X10E-7 torr
아르곤(Ar) 가스 유량 : 20 sccm
온도 : 실온
증착 두께 : 250nm
기판 회전 속도 : 5 RPM
위와 같은 분위기의 공정 챔버 내에서 작동 압력 10 mtorr(비교예 1), 5 mtorr(비교예 2), 3 mtorr(비교예 3) 및 1 mtorr(비교예 4)의 조건 하에서 몰리브덴을 증착하여 박막을 각각 형성하였다.
위의 공정을 통하여 형성된 각 비교예에 따른 몰리브덴 박막의 비저항을 각각 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 1과 같다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
작동 압력 10 mtorr 5 mtorr 3 mtorr 1 mtorr
비저항 9.2E-04Ω·cm 5.5E-04Ω·cm 2.9E-04Ω·cm 5.4E-05Ω·cm
한편, 본 발명에 따른 방법에 따른 몰리브덴 박막을 형성하기 위하여 하기와 같은 공정을 진행하였다.
먼저, DC 스퍼터링 공정을 이용하여 글라스 기판 상에 일정 두께의 몰리브덴 박막을 형성하였다.
몰리브덴 증착 공정에서의 공정 챔버 내의 조건은 하기와 같다.
기본 압력 : 7X10E-7 torr
Ar 가스 유량 : 7 sccm
온도 : 실온
증착 시간 : 5분
기판 회전 속도 : 5 RPM
위와 같은 분위기의 공정 챔버 내에서 작동 압력 10 mtorr (실시예 1), 5 mtorr(실시예 2), 3 mtorr(실시예 3) 및 1 mtorr(실시예 4) 의 조건 하에서 몰리브덴을 증착하여 박막을 각각 형성하였다.
이후, 형성된 각 실시예에 따른 몰리브덴 박막에 대한 전자 빔 조사 공정을 5분 동안 각각 진행하였으며, 이때 조사되는 전자 빔의 조건은 하기와 같다.
DC 파워 : 3.0 kv
RF 파워 : 300 W
여기서, 몰리브덴 박막의 비저항을 균일하게 하기 위하여 몰리브덴 박막의 전체 표면에 전자 빔을 조사하였다.
전자 빔 조사 공정 후, 각 실시예에 따른 몰리브덴 박막의 비저항을 각각 측정하였으며, 그 측정 결과는 하기 표 2와 같다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
작동 압력 10 mtorr 5 mtorr 3 mtorr 1 mtorr
비저항 6.5E-04Ω·cm 2.2E-04Ω·cm 8.0E-05Ω·cm 3.5E-05Ω·cm
위의 표를 통하여 알 수 있듯이, 전자 빔 조사 공정 후에 얻어진 실시예 1 내지 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항은 전자 빔 조사 공정을 진행하지 않은 비교예 1 내지 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항보다 현저하게 감소하였음을 알 수 있다.
도 3은 비교예 1 및 실시예 1에 따라 제조된 몰리브덴 박막을 각각 나타낸 사진으로서, 좌측 사진이 비교예 1에 따른 몰리브덴 박막을, 그리고 우측 사진이 실시예 1에 따른 몰리브덴 박막을 각각 나타낸다.
도 4는 비교예 2 및 실시예 2에 따라 제조된 몰리브덴 박막을 각각 나타낸 사진으로서, 좌측 사진이 비교예 2에 따른 몰리브덴 박막을, 그리고 우측 사진이 실시예 2에 따른 몰리브덴 박막을 각각 나타낸다.
도 5는 비교예 3 및 실시예 3에 따라 제조된 몰리브덴 박막을 각각 나타낸 사진으로서, 좌측 사진이 비교예 3에 따른 몰리브덴 박막을, 그리고 우측 사진이 실시예 3에 따른 몰리브덴 박막을 각각 나타낸다.
도 6은 비교예 4 및 실시예 4에 따라 제조된 몰리브덴 박막을 각각 나타낸 사진으로서, 좌측 사진이 비교예 4에 따른 몰리브덴 박막을, 그리고 우측 사진이 실시예 4에 따른 몰리브덴 박막을 각각 나타낸다.
위의 사진을 통하여 알 수 있듯이 비교예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막과 비교하여 실시예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막은 덜 치밀한 조직을 가지며, 따라서 실시예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막은 비교예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항보다 작은 값의 비저항을 갖는다.
도 7은 비교예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막과 실시예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항 측정의 결과를 나타낸 그래프로서, 좌측 그래프는 비교예 1 내지 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항 측정 결과를, 우측 그래프는 실시예 1 내지 4에 따른 몰리브덴 박막의 비저항 측정 결과를 나타낸다.
위의 표와 각 그래프를 통하여 비교예 1, 2, 3 및 4에 따른 몰리브덴 박막과 비교하여 실시예 1, 2, 3 및 4의 몰리브덴 박막의 저항은 현저하게 감소되었음을 알 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는 여러 가지 실시 가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함 물론, 균등한 다른 실시예의 구현이 가능하다.

Claims (4)

  1. 태양 전지 제조 방법에 있어서,
    기판 상에 후면 전극을 형성하는 단계; 및
    후면 전극에 대한 후처리 공정을 진행하는 단계를 포함하되,
    후면 전극은 몰리브덴으로 이루어지며, 후면 전극에 대한 후처리 공정은 몰리브덴 후면 전극에 전자 빔을 조사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 제조 방법
  2. 제 1 항에 있어서, 전자 빔은 후면 전극의 전체 표면에 대하여 실시되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 전자빔 후처리 공정은 7×10E-7 torr의 압력 그리고 5 내지 10 sccm의 유량의 아르곤 가스 분위기 조건 하의 공정 챔버 내에서 2.5 내지 3.5 Kv의 DC 파워 및 200 내지 300 W의 RF 파워의 전자 빔을 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 전자빔 처리 시간은 5분 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지 제조 방법.
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