KR20130070687A - Solar cell and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.
태양전지는 p-n 접합 다이오드에 빛을 쪼이면 전자가 생성 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자로 정의할 수 있다. 태양전지는 접합 다이오드로 사용되는 물질에 따라, 실리콘 태양전지, I-III-VI족 또는 III-V족 화합물로 대표되는 화합물 반도체 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기물 태양전지로 나눌 수 있다. A solar cell can be defined as a device that converts light energy into electric energy by using a photovoltaic effect that generates electrons when light is applied to a p-n junction diode. The solar cell can be classified into a silicon solar cell, a compound semiconductor solar cell represented by group I-III-VI or III-V, a dye-sensitized solar cell, and an organic solar cell, depending on materials used as a junction diode.
I-III-VI족 Chalcopyrite계 화합물 반도체 중 하나인 CIGS(CuInGaSe) 태양전지는 광 흡수가 뛰어나고, 얇은 두께로도 높은 광전 변환효율을 얻을 수 있으며, 전기 광학적 안정성이 매우 우수하여 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 태양전지로 부각되고 있다. CIGS (CuInGaSe) solar cell, which is one of the I-III-VI family chalcopyrite compound semiconductors, has excellent light absorption, high photoelectric conversion efficiency even at a thin thickness, and excellent electro- It is emerging as an alternative solar cell.
일반적으로 CIGS 박막 태양전지는 나트륨을 포함하는 기판, 후면 전극층, 광 흡수층, 버퍼층 및 전면 전극층을 순차적으로 형성시켜 제조된다. 이 중, 버퍼층은 격자상수와 에너지 밴드갭 차이가 큰 광 흡수층과 전면 전극층 사이에 배치되어 양호한 접합을 형성하기 위하여 사용된다. 종래에는 버퍼층으로는 황화카드뮴(CdS)을 주로 사용하였으나, 카드뮴(Cd) 자체가 독성인 점과 화학 용액 증착법(chemical bath deposition; CBD)이라는 습식 공정에 의해 제조된다는 단점이 있었다. In general, CIGS thin film solar cells are manufactured by sequentially forming a substrate containing a sodium, a back electrode layer, a light absorbing layer, a buffer layer and a front electrode layer. Among these, the buffer layer is disposed between the light absorbing layer having a large difference in lattice constant and energy band gap and the front electrode layer to form a good junction. Conventionally, cadmium sulfide (CdS) is mainly used as a buffer layer, but there are disadvantages in that cadmium (Cd) itself is toxic and manufactured by a wet process called chemical bath deposition (CBD).
이와 같은 문제점을 보완하기 위하여, 최근에는 황화카드뮴 보다 큰 밴드갭 에너지를 가지는 황화아연(ZnS)을 버퍼층으로 사용하는 Cd-free 태양전지가 대안으로 부각되고 있다. 황화아연(ZnS)층은 넓은 밴드갭 에너지(Eg)를 가지는 바, 단파장 투과율이 우수하여 효율 향상 가능한 장점이 있다. 다만, 황화아연(ZnS)층의 밴드갭 에너지(Eg)는 광 흡수층의 밴드갭 에너지(Eg)와 큰 차이가 나는 바, 밴드갭의 정렬 문제(alignment)로 인해 황화카드뮴을 버퍼층으로 사용한 경우보다 효율이 낮은 문제가 있다.In order to solve such a problem, recently, a Cd-free solar cell using zinc sulfide (ZnS) having a bandgap energy greater than cadmium sulfide as a buffer layer has been highlighted as an alternative. The zinc sulfide (ZnS) layer has a wide bandgap energy (E g ), and thus has an advantage of improving efficiency due to excellent short wavelength transmittance. However, zinc sulfide (ZnS) the band gap energy (E g) of the layer due to the alignment problems (alignment) of the band gap energy (E g) of light absorption and a large difference in I-bar, a band gap with cadmium sulfide as a buffer layer There is a problem of lower efficiency than the case.
실시예는 층(layer)들 간에 정렬된(aligned) 밴드갭 에너지(bandgap energy, Eg) 가지는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The embodiment provides a solar cell having a bandgap energy (E g ) aligned between layers and a method of manufacturing the same.
제 1 실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되며, 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함한다. The solar cell according to the first embodiment includes a rear electrode layer disposed on a support substrate; A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer; A buffer layer disposed on the light absorbing layer and mainly composed of a cubic crystal structure; And a front electrode layer disposed on the buffer layer.
제 2 실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되며, 입방정 결정 구조를 주체로 하는 전면 전극층; 상기 전면 전극층 상에 배치되며, 입방정 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 후면 전극층을 포함한다.A solar cell according to a second embodiment includes a front electrode layer disposed on a support substrate, the front electrode layer mainly comprising a cubic crystal structure; A buffer layer disposed on the front electrode layer, the buffer layer mainly comprising a cubic crystal structure; A light absorbing layer disposed on the buffer layer; And a rear electrode layer disposed on the light absorbing layer.
실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계; 상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a solar cell module according to an embodiment includes forming a rear electrode layer on a supporting substrate; Forming a light absorbing layer on the back electrode layer; Forming a buffer layer mainly composed of a cubic crystal structure on the light absorbing layer; And forming a front electrode layer on the buffer layer.
실시예에 따른 태양전지는 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층을 제공한다. 상기 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층은 종래 육방정계 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층보다 밴드갭 에너지가 감소할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지는 버퍼층과 인접한 층(layer)들 간의 밴드갭 정렬을 가능하게 함으로써, 전자 및 정공의 재결합을 최소화하고, 광-전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.The solar cell according to the embodiment provides a buffer layer mainly composed of a cubic crystal structure. The buffer layer mainly composed of the cubic crystal structure may have a reduced bandgap energy than the buffer layer mainly composed of the hexagonal crystal structure. Accordingly, the solar cell according to the embodiment enables bandgap alignment between the buffer layer and adjacent layers, thereby minimizing recombination of electrons and holes, and improving photoelectric conversion efficiency.
도 1 내지 도 5는 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.
실시예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
In the description of the embodiments, where each substrate, layer, film, or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, or electrode, etc. , “On” and “under” include both “directly” or “indirectly” other components. In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.
도 1 내지 도 5는 제 1 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 제 1 실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법에 대하여 상세하게 서술한다. 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the solar cell according to the first embodiment. Hereinafter, the solar cell and the manufacturing method thereof according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
도 1을 참조하면, 상기 지지기판(100) 상에 후면 전극층(200)이 형성된다. 상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 후면 전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 전면 전극층(600)을 지지한다.Referring to FIG. 1, a
상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.The
상기 후면 전극층(200)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 도금의 방법으로 상기 지지기판(100) 상에 형성될 수 있다. The
상기 후면 전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면 전극층(200)은 몰리브덴(Mo), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 가운데, 몰리브덴(Mo)은 다른 원소에 비해 상기 지지기판(100)과 열팽창 계수의 차이가 적기 때문에 접착성이 우수하여 박리현상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 상술한 후면 전극층(200)에 요구되는 특성을 전반적으로 충족시킬 수 있다.The
도 2를 참조하면, 상기 광 흡수층(300)은 상기 후면 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 ?-?-?족 계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1 eV 내지 약 1.8 Ev 일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
상기 광 흡수층(300)은 예를 들어, 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2; CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.The light absorbing
금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 이면전극(300) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다. 이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레니제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2; CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.When the metal precursor film is formed and selenization is subdivided, a metal precursor film is formed on the
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.Alternatively, the copper target, the indium target, the sputtering process using the gallium target, and the selenization process may be performed simultaneously.
이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.Alternatively, the CIS-based or CIG-based
도 3을 참조하면, 상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400)이 형성된다. 본 발명과 같은 태양전지는 p형 반도체인 CIGS 또는 CIGSS 화합물 박막의 광 흡수층(300)과 n형 반도체인 전면 전극층(600) 간에 pn 접합을 형성한다. 하지만 두 물질은 격자상수와 밴드갭 에너지의 차이가 크기 때문에 양호한 접합을 형성하기 위해서는 밴드갭이 두 물질의 중간에 위치하는 버퍼층이 필요하다. 상기 버퍼층(400)의 두께는 약 10 nm 내지 약 30 nm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 3, a
상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴(CdS), 황화 아연(ZnS), InXSY 및 InXSeYZn(O, OH) 등을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 버퍼층(400)은 황화 아연(ZnS)층일 수 있다. The
더 자세하게, 실시예에 따른 황화아연(ZnS)층은 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 한다. 이 때, 상기 황화 아연층의 결정 구조 중에서의 입방정의 비율은 50% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 더 자세하게는 입방정의 비율이 약 80% 이상인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다. 특히, 황화 아연층의 실질적으로 모든 결정 구조를 입방정으로 하는 것이 바람직하다.In more detail, the zinc sulfide (ZnS) layer according to the embodiment mainly consists of a cubic crystal structure. At this time, the ratio of the cubic crystal in the crystal structure of the zinc sulfide layer is preferably 50% or more, and more preferably, the ratio of the cubic crystal is about 80% or more, but is not limited thereto. In particular, it is preferable to make substantially all crystal structures of a zinc sulfide layer into a cubic crystal.
실시예에 따른 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 황화아연층은 종래 육방정 결정 구조를 주체로 하는 황화아연층보다 밴드갭 에너지가 감소할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 황화아연층은 종래 육방정 결정 구조를 주체로 하는 황화아연층보다 밴드갭 에너지가 약 0.1 eV 내지 약 0.2 eV 정도 감소할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The zinc sulfide layer mainly composed of a cubic crystal structure according to the embodiment may have a reduced bandgap energy than the zinc sulfide layer mainly composed of a hexagonal crystal structure. For example, a zinc sulfide layer mainly composed of a cubic crystal structure according to the embodiment may have a bandgap energy of about 0.1 eV to about 0.2 eV lower than a zinc sulfide layer mainly composed of a hexagonal crystal structure. However, it is not limited thereto.
이에 따라, 실시예에 따른 황화아연층의 밴드갭 에너지와 상기 광 흡수층(300)의 밴드갭 에너지의 차이는 감소할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 버퍼층(400)과 인접한 층(layer)들 간의 밴드갭 정렬을 향상시킴으로써, 전자 및 정공의 재결합을 최소화하고, 광-전 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 황화아연층의 밴드갭 에너지는 약 3.4 eV 내지 약 3.5 eV 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Accordingly, the difference between the bandgap energy of the zinc sulfide layer and the bandgap energy of the
상기 입방정 결정 구조를 주체로 하는 황화아연층은 원자층 증착법(atomic layer deposition: ALD), 유기금속화학증착법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD) 또는 화학 용액 증착법(chemical bath deposition; CBD) 등에 의하여 형성될 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 입방정 결정 구조를 주체로 하는 황화아연층은 하기와 같은 화학 용액 증착법(chemical bath deposition; CBD) 에 의하여 형성될 수 있다.The zinc sulfide layer mainly composed of the cubic crystal structure may be formed by atomic layer deposition (ALD), metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), chemical bath deposition (CBD), or the like. Can be formed. More preferably, the zinc sulfide layer mainly composed of the cubic crystal structure may be formed by chemical bath deposition (CBD) as described below.
먼저, 아연 이온 소스와 착화합물을 반응시켜 금속 착화합물을 형성한다. 아연 이온 소스로는 아연 아세트이트(zinc acetate) 수용액을 사용할 수 있고, 착화합물로는 Na2EDTA(ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt) 를 사용할 수 있다. 상기 과정에 의하여 ZnEDTA 금속 착화합물이 형성될 수 있다.First, a zinc complex is reacted with a zinc ion source to form a metal complex. A zinc acetate solution may be used as a zinc ion source, and Na 2 EDTA (ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt) may be used as a complex compound. By the above process, a ZnEDTA metal complex may be formed.
이어서, 상기 금속 착화합물과 황 공급원을 혼합하여 반응 용액을 형성한다. 황 공급원으로는 티오아세트아미드(thioacetamide) 또는 티오우레아(SC(NH2)2) 등을 사용할 수 있다. 이후, pH 조절제로 수산화 나트륨(NaOH) 등을 추가로 사용할 수 있다. The metal complex and the sulfur source are then mixed to form a reaction solution. As the sulfur source, thioacetamide or thiourea (SC (NH 2 ) 2 ) or the like can be used. Thereafter, sodium hydroxide (NaOH) or the like may be further used as a pH adjuster.
상기에서 언급한 과정은 하기 화학식 1 내지 화학식 5로 요약될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 황화아연층 제조를 위한 화학 용액 증착법은 종래와는 달리 아연 이온 생성 촉진을 위한 암모니아 또는 하이드라진을 필요로 하지 않는다. The above-mentioned process can be summarized by the following
화학식 1 내지 화학식 5
마지막으로, 상기 반응 용액에 상기 광 흡수층(300)이 형성된 지지기판(100)을 침지시켜, 상기 광 흡수층(300) 상에 입방정 결정 구조를 주체로 하는 황화아연층을 증착한다. 상기 화학 용액 증착 과정에서 온도는 약 65℃ 내지 약 80℃의 조건에서 수행될 수 있다. Finally, a zinc sulfide layer mainly having a cubic crystal structure is deposited on the
상기와 같은 방법에 의해 제조되는 황화아연층의 결정 구조는 일반적으로 사용되고 있는 X선 회절에 의해 측정할 수 있다. 즉, X선 회절 피크에 있어서, 육방정계는 (100)면 및 (002)면의 피크가 나타나는데 비해, 입방정계는 (111)면의 피크가 나타난다. 이 피크가 나타나는 결정 방위에 의해, 황화 아연 층이 육방정의 결정 구조를 갖는지의 여부를 확인할 수 있다. 구체적으로는, 0.5㎜ 정도의 오목부를 갖는 비정질제의 유리 샘플 케이스(판 형상)를 사용하여, 그 오목부에 황화 아연층을 채우고, 표면이 평면이 되도록 고르게 하여 X선을 조사한다. 이에 따라, 소량의 시료로 측정할 수 있게 된다.The crystal structure of the zinc sulfide layer produced by the above method can be measured by X-ray diffraction which is generally used. That is, in the X-ray diffraction peak, the hexagonal peaks of the (100) plane and the (002) plane appear, whereas the cubic system shows the peaks of the (111) plane. By the crystal orientation in which this peak appears, it can be confirmed whether the zinc sulfide layer has a hexagonal crystal structure. Specifically, using an amorphous glass sample case (plate shape) having a recessed portion of about 0.5 mm, the zinc sulfide layer is filled in the recessed portion, and the X-rays are irradiated to make the surface flat. Thereby, it becomes possible to measure with a small amount of samples.
도 4를 참조하면, 상기 버퍼층(400) 상에 고저항 버퍼층(500)이 형성된다. 상기 고저항 버퍼층(500)으로는 불순물을 포함하지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 고저항 버퍼층(500)은 스퍼터링 공정 등에 의하여 상기 버퍼층(400) 상에 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4, a high
상기 고저항 버퍼층(500)은 입방정 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층(400) 상에 형성되므로, 상기 고저항 버퍼층(500) 역시 입방정 결정 구조가 우세하게 형성될 수 있다. 이와는 다르게, 육방결정 구조의 고저항 버퍼층(500)을 입방정 결정 구조의 고저항 버퍼층(500)으로 변환하기 위하여, 약 700℃ 의 고온 열처리 공정이 추가로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Since the high
도 5를 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 전면 전극층(600)이 형성된다. 상기 전면 전극층(600)은 투명하며, 도전층이다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(600)은 붕소가 도핑된 징크 옥사이드(ZnO:B, BZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 전면 전극층(600)은 상기 버퍼층(400)과의 밴드갭 및 컨택을 고려하여 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 붕소가 도핑된 징크 옥사이드(ZnO:B, BZO)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 5, a
상기 전면 전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500 상에 투명한 도전물질을 증착함으로써 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 전면 전극층(600)은 스퍼터링(sputtering) 또는 유기금속화학증착법(MOCVD)에 의하여 증착 될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(600)은 스퍼터링 공정에 의해 증착 될 수 있다. The
상기 전면 전극층(600)은 입방정 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층(400) 및 입방정 결정 구조를 주체로 하는 고저항 버퍼층(500) 상에 형성되므로, 상기 전면 전극층(600) 역시 입방정 결정 구조가 우세하게 형성될 수 있다. Since the
이와는 다르게, 육방결정 구조의 전면 전극층(600)을 입방정 결정 구조의 전면 전극층(600)으로 변환하기 위하여, 고온 고압 공정이 추가로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 육방결정 구조의 전면 전극층(600)을 약 550K에서, 약 15GPa 의 고압으로 처리함으로써 입방정 결정 구조의 전면 전극층(600)을 형성할 수 있다. Alternatively, in order to convert the
한편, 지금까지는 서브스트레이트(substrate) 구조의 태양전지 만을 설명하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 본원의 실시예는 슈퍼스트레이트(superstrate) 구조의 태양전지도 포함될 수 있다. Meanwhile, only a solar cell having a substrate structure has been described so far, but the embodiment is not limited thereto. That is, embodiments of the present disclosure may also include a solar cell of a superstrate structure.
일 구현예로, 제 2 실시예에 따른 태양전지는 지지기판(100) 상에 배치되며, 입방정 결정 구조를 주체로 하는 전면 전극층(600); 상기 전면 전극층(600) 상에 배치되며, 입방정 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층(400); 상기 버퍼층(400) 상에 배치되는 광 흡수층(300); 및 상기 광 흡수층(300) 상에 배치되는 후면 전극층(200)을 포함할 수 있다. 제 2 실시예에 따른 태양전지는 상기 언급한 제 1 실시예에 따른 태양전지에 개시된 내용을 모두 포함할 수 있으며, 편의상 중복 기재를 생략한다.
In one embodiment, the solar cell according to the second embodiment is disposed on the
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
Claims (13)
상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층;
상기 광 흡수층 상에 배치되며, 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층; 및
상기 버퍼층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하는 태양전지.
A rear electrode layer disposed on the supporting substrate;
A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer;
A buffer layer disposed on the light absorbing layer and mainly composed of a cubic crystal structure; And
A solar cell comprising a front electrode layer disposed on the buffer layer.
상기 버퍼층은 황화아연(ZnS)을 포함하는 태양전지.
The method of claim 1,
The buffer layer is a solar cell containing zinc sulfide (ZnS).
상기 전면 전극층은 입방정 결정 구조를 주체로 하는 태양전지.
The method of claim 1,
The front electrode layer is a solar cell mainly having a cubic crystal structure.
상기 버퍼층의 밴드갭 에너지는 3.4 eV 내지 3.5 eV 인 태양전지.
The method of claim 1,
Bandgap energy of the buffer layer is a solar cell of 3.4 eV to 3.5 eV.
상기 버퍼층과 상기 전면 전극층 사이에 고저항 버퍼층을 추가 포함하는 태양전지.
The method of claim 1,
The solar cell further comprises a high resistance buffer layer between the buffer layer and the front electrode layer.
상기 고저항 버퍼층은 불순물을 포함하지 않는 산화 아연(ZnO)층을 포함하고,
상기 산화 아연층은 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 태양전지.
The method of claim 5, wherein
The high resistance buffer layer includes a zinc oxide (ZnO) layer containing no impurities,
The zinc oxide layer has a cubic crystal structure mainly solar cell.
상기 전면 전극층 상에 배치되며, 입방정 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층;
상기 버퍼층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되는 후면 전극층을 포함하는 태양전지.
A front electrode layer disposed on the support substrate, the front electrode layer mainly comprising a cubic crystal structure;
A buffer layer disposed on the front electrode layer, the buffer layer mainly comprising a cubic crystal structure;
A light absorbing layer disposed on the buffer layer; And
A solar cell comprising a back electrode layer disposed on the light absorbing layer.
상기 버퍼층은 황화아연(ZnS)층을 포함하고, 상기 황화아연층의 밴드갭 에너지는 3.4 eV 내지 3.5 eV 인 태양전지.
The method of claim 7, wherein
The buffer layer includes a zinc sulfide (ZnS) layer, and the band gap energy of the zinc sulfide layer is 3.4 eV to 3.5 eV.
상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
상기 광 흡수층 상에 입방정(cubic) 결정 구조를 주체로 하는 버퍼층을 형성하는 단계; 및
상기 버퍼층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.
Forming a back electrode layer on the support substrate;
Forming a light absorbing layer on the back electrode layer;
Forming a buffer layer mainly composed of a cubic crystal structure on the light absorbing layer; And
Forming a front electrode layer on the buffer layer manufacturing method of a solar cell.
상기 버퍼층은 황화아연(ZnS)층을 포함하고, 상기 황화아연층은 화학 용액 증착법(chemical bath deposition; CBD)에 의해 형성되는 태양전지의 제조방법.
The method of claim 9,
The buffer layer includes a zinc sulfide (ZnS) layer, and the zinc sulfide layer is formed by chemical bath deposition (CBD).
상기 화학 용액 증착법은 65℃ 내지 80℃의 조건에서 수행되는 태양전지의 제조방법.
11. The method of claim 10,
The chemical solution deposition method is a method of manufacturing a solar cell is carried out under the conditions of 65 ℃ to 80 ℃.
상기 황화카드뮴층은,
아연 이온 소스와 착화합물을 반응시켜 금속 착화합물을 형성하고,
상기 금속 착화합물과 황 공급원을 혼합하여 반응 용액을 형성하고,
상기 반응 용액에 광 흡수층이 형성된 지지기판을 침지시키는 것을 포함하는 태양전지의 제조방법.
11. The method of claim 10,
The cadmium sulfide layer,
Reacting the complex with a zinc ion source to form a metal complex,
Mixing the metal complex with a sulfur source to form a reaction solution,
A method of manufacturing a solar cell comprising immersing a support substrate having a light absorbing layer formed in the reaction solution.
상기 아연 이온 소스는 아연 아세테이트(zinc acetate) 수용액이고,
상기 착화합물은 Na2EDTA(ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt)이고,
상기 황 공급원은 티오아세트아미드(thioacetamide) 또는 티오우레아(SC(NH2)2)를 포함하는태양전지의 제조방법.13. The method of claim 12,
The zinc ion source is an aqueous zinc acetate solution,
The complex is Na 2 EDTA (ethylene diamine tetra acetic acid disodium salt),
The sulfur source is a method for producing a solar cell comprising thioacetamide or thiourea (SC (NH 2 ) 2 ).
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2012
- 2012-12-14 WO PCT/KR2012/010969 patent/WO2013094941A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190027416A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-15 | 한국전자통신연구원 | Solar cell module and method of fabricating the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR101338557B1 (en) | 2013-12-09 |
WO2013094941A1 (en) | 2013-06-27 |
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