KR20130094981A - 나노 구조체를 이용한 태양 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

나노 구조체를 광 흡수층으로 사용하는 고효율 태양 전지 및 이의 제조 방법을 제공한다. 태양 전지는 서로간 거리를 두고 이격 배치되는 제1 전극 및 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되는 광 흡수층을 포함한다. 광 흡수층은 제1 전극과 제2 전극 사이에 무작위로 배치되고 태양 광에 의해 전자-정공 쌍을 생성하는 나노 와이어들과, 나노 와이어들 사이에 배치되며 플라스몬 진동(plasmonic oscillation)에 의해 나노 와이어들로 태양 광을 집중시키는 나노 입자들을 포함한다.

Description

나노 구조체를 이용한 태양 전지 및 이의 제조 방법 {SOLAR CELL USING NANO-STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 태양 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 나노 구조체를 광 흡수층으로 사용하는 고효율 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 화석 연료의 대체 에너지원으로서 태양 에너지, 풍력, 조력, 및 지열 등을 이용하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이 가운데 태양 에너지와 관련된 태양 전지는 광 기전력 효과를 이용하여 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자이다.
태양 전지는 기본적으로 반도체의 p-n 접합 원리를 이용한다. 반도체에 태양 광이 입사하면 p-n 접합부에서 전자-정공 쌍이 생성되고, p-n 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자와 정공이 각각 n층과 p층으로 분리된다. 전자는 제1 전극으로 수집되고, 정공은 제2 전극으로 수집되며, 제1 전극과 제2 전극에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다.
태양 전지에는 광 흡수층(또는 광전 변환층)으로 실리콘을 이용하는 실리콘 태양 전지와, CIS(Cu, In, Se), CIGS(Cu, In, Ga, Se), CdTe 등의 화합물을 이용하는 화합물 반도체 태양 전지와, 광합성 원리를 이용한 염료 감응형 태양 전지 등이 있다. 태양 전지 개발의 주요 이슈는 광전 변환 효율을 높이고 제조 비용을 낮추는 것이다.
본 발명은 나노 구조체의 플라스몬 상호 작용을 이용하여 광 흡수층의 광전 변환 효율을 높이고, 전체 구조를 단순화하여 제조 비용을 낮출 수 있는 고효율 태양 전지 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지는 서로간 거리를 두고 이격 배치되는 제1 전극 및 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되는 광 흡수층을 포함한다. 광 흡수층은 제1 전극과 제2 전극 사이에 무작위로 배치되고 태양 광에 의해 전자-정공 쌍을 생성하는 나노 와이어들과, 나노 와이어들 사이에 배치되며 플라스몬 진동(plasmonic oscillation)에 의해 나노 와이어들로 태양 광을 집중시키는 나노 입자들을 포함한다.
제1 전극과 제2 전극은 투명 기판의 일면에 나란히 형성될 수 있다. 제1 전극은 n형의 전도성을 가져 전자를 수집하고, 제2 전극은 p형의 전도성을 가져 정공을 수집할 수 있다.
나노 와이어들은 실리콘카바이드(SiC), 실리콘(Si), 아연산화물(ZnO), 인듐산화물(In2O3), 주석산화물(SnO2), 티타늄산화물(TiO2), 및 갈륨비소(GaAs)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
나노 입자들은 나노 와이어들 사이에 무작위로 배치되며, 은(Ag), 금(Au), 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 나노 입자들은 광 흡수층 표면적의 5% 이상 10% 이하의 밀도로 형성될 수 있다.
제1 전극과 제2 전극 및 광 흡수층은 태양 광이 입사하는 투명 기판의 전면(前面)에 형성되고, 투명 기판의 후면(後面)에 반사 전극층이 형성될 수 있다. 반사 전극층은 도전 연결부에 의해 제1 전극과 제2 전극 중 어느 한 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극과 제2 전극 및 광 흡수층이 전지 셀을 구성하고, 전지 셀은 복수개로 구성되어 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법은, 투명 기판의 일면에 서로 이격된 제1 전극과 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는 나노 입자들을 형성하는 단계와, 용매에 나노 와이어들이 분산된 분산 용액을 제조하는 단계와, 제1 전극과 제2 전극 사이에 분산 용액을 적하한 후 제1 전극과 제2 전극에 전압을 인가하여 나노 와이어들을 배치하는 단계와, 분산 용액 중 용매 성분을 제거하여 나노 와이어들과 나노 입자들로 구성된 광 흡수층을 형성하는 단계를 포함한다.
제1 전극과 제2 전극 및 나노 입자들은 각각 금속막 증착과 포토리소그래피 공정을 거쳐 형성될 수 있다. 용매는 에탄올을 포함하고, 분산 용액은 초음파 처리되어 나노 와이어들을 균일하게 분산시킬 수 있다.
나노 와이어들은 제1 전극과 제2 전극의 전압 인가에 따른 유전영동 힘에 의해 제1 전극과 제2 전극 사이에 무작위로 고정 배치될 수 있다.
제1 전극과 제2 전극 및 광 흡수층은 투명 기판의 전면에 형성될 수 있다. 태양 전지의 제조 방법은 투명 기판의 후면에 반사 전극층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 태양 전지는 나노미터 스케일의 광 흡수층을 포함하므로 최소화된 블록으로 제작될 수 있고, 전체 구조를 단순화하여 나노 와이어들을 무작위로 배치하여 제조 비용을 크게 낮출 수 있다. 또한, 본 실시예의 태양 전지는 외광 반사를 억제하기 위한 반사 방지 코팅이 필요하지 않으므로 전체 두께를 효과적으로 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 개략도이다.
도 2는 실시예의 태양 전지와 비교예의 태양 전지 각각에서 전압-광전류 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 실시예에 따른 태양 전지에서 암전류와 광전류 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지의 개략 단면도이다.
도 5와 도 6은 각각 도 1에 도시한 태양 전지를 직렬로 연결한 경우와 병렬로 연결한 경우를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 과정을 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지의 개략도이다.
도 1을 참고하면, 제1 실시예의 태양 전지(100)는 제1 전극(10)과, 제1 전극(10)과 이격 배치된 제2 전극(20)과, 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 배치된 광 흡수층(30)을 포함한다. 광 흡수층(30)은 나노 와이어들(31)과 나노 입자들(32)로 구성된 나노 구조체로 이루어진다.
제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 같은 기판 상에 나란히 형성된다. 예를 들어, 투명 기판(40)이 준비되고, 투명 기판(40)의 일면에 제1 전극(10)과 제2 전극(20)이 서로간 거리를 두고 나란히 배치될 수 있다. 그리고 광 흡수층(30)은 투명 기판(40)의 일면에서 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 배치된다.
제1 전극(10)은 n형의 전도성을 가질 수 있으며, 제2 전극(20)은 p형의 전도성을 가질 수 있다. 이로써 광 흡수층(30)에서 태양 광에 의해 전자-정공 쌍이 생성되면, 생성된 전자는 제1 전극(10)으로 이동하여 제1 전극(10)에 수집되고, 정공은 제2 전극(20)으로 이동하여 제2 전극(20)에 수집된다.
예를 들어, 제1 전극(10)은 전자를 수집하기 위해 일함수가 작은 알루미늄(Al) 등으로 형성될 수 있고, 제2 전극(20)은 정공을 수집하기 위해 일함수가 큰 백금(Pt) 등으로 형성될 수 있다.
광 흡수층(30)은 태양 광을 흡수하여 전자-정공 쌍을 생성하는 광 발전층으로 기능한다. 광 흡수층(30)은 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)과 접하며 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에서 무작위로 배치되는 나노 와이어들(31)과, 나노 와이어들(31) 사이에 배치되는 나노 입자들(32)로 구성된다.
나노 와이어들(31)은 나노미터 스케일의 폭과 길이를 가지며, 나노 입자들(32) 또한 나노미터 스케일의 크기를 가진다. 이때 나노미터 스케일은 1nm 이상 1,000nm 미만의 범위에 속하는 크기를 의미한다.
구체적으로, 나노 와이어들(31)이 태양 광을 흡수하여 전자-정공 쌍을 생성하고, 나노 입자들(32)은 플라스몬 진동(plasmonic oscillation)에 의해 태양 광을 증폭시켜 나노 와이어들(31)로 태양 광을 집중시킨다.
나노 와이어들(31)은 실리콘카바이드(SiC), 실리콘(Si), 아연산화물(ZnO), 인듐산화물(In2O3), 주석산화물(SnO2), 티타늄산화물(TiO2), 및 갈륨비소(GaAs) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 나노 와이어들(31)은 전술한 아연산화물, 인듐산화물, 주석산화물, 및 티타늄산화물 이외의 다른 금속 산화물로도 형성될 수 있다.
나노 입자들(32)은 금속 입자들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 나노 입자들(32)은 은(Ag), 금(Au), 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
나노 와이어들(31)은 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에서 무작위로 배치되나, 서로간 접촉을 통해 전기적으로 연결된다. 즉 나노 와이어들(31)은 서로 교차하는 구조를 이루어 서로 접촉함으로써 전기적으로 연결된 하나의 광 흡수층(30)을 구성한다. 나노 입자들(32) 또한 나노 와이어들(31) 사이에서 무작위로 배치될 수 있다.
나노 와이어들(31)의 일부는 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)과 접하여 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)과 전기적으로 연결된다.
나노 입자들(32)은 태양으로부터 광 흡수층(30)을 향하는 자유 진행 평면파를 결합 및 포획하는 서브파장 산란 부재(subwavelength scattering element)로 기능한다. 즉 나노 입자들(32)은 태양 광에 의해 주로 쌍극자 진동을 유발하는 플라스몬 진동(plasmonic oscillation)을 발생시키는데, 쌍극자 진동의 복사(radiation) 패턴은 대부분 나노 와이어들(31) 사이의 자유 공간보다 나노 와이어들(31)로 확장된다.
따라서 나노 입자들(32)은 태양 광을 모으고 집중시키는 작용을 하며, 나노 와이어들(31) 내부로 밀집된 광학 패스를 생성한다. 본 실시예의 태양 전지(100)는 이러한 나노 와이어들(31)과 나노 입자들(32) 사이의 플라스몬 상호 작용을 이용하여 양자 수율을 높이며, 광 흡수층(30)의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
광 흡수층(30)에서 나노 입자들(32)은 광 흡수층(30) 표면적의 5% 내지 10%의 밀도로 형성될 수 있다. 나노미터 크기 입자의 광산란 면적은 실제 입자의 면적보다 10배로 증가한다. 따라서 나노 입자들(32)의 밀도를 10%로 설정하면 광 흡수층(30)에 입사하는 모든 태양광을 채집할 수 있으므로, 나노 입자들(32)의 밀도를 10%보다 크게 설정할 필요가 없다. 한편, 나노 입자들(32)의 밀도가 5% 미만이면 광 흡수층(30)의 태양광 채집율이 저하될 수 있다.
본 실시예의 태양 전지(100)는 나노미터 스케일의 광 흡수층(30)을 포함하므로 최소화된 블록으로 제작될 수 있고, 하나의 투명 기판(40) 위에 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 및 광 흡수층(30) 모두를 형성함에 따라 전체 구조를 단순화하여 제조 비용을 낮출 수 있다.
더욱이 나노 와이어들(31)의 무작위적인 배치로 인해 태양 전지(100)의 제조 비용을 크게 낮출 수 있으며, 외광 반사를 억제하기 위한 반사 방지 코팅이 필요하지 않으므로 태양 전지(100)의 두께를 효과적으로 줄일 수 있다.
도 2는 실시예의 태양 전지와 비교예의 태양 전지 각각에서 전압-광전류 특성을 나타낸 그래프이다. 도 2에서 실시예의 태양 전지는 광 흡수층이 나노 와이어들과 나노 입자들로 구성된 경우이고, 비교예의 태양 전지는 광 흡수층이 나노 와이어들로만 구성된 경우이다.
도 2를 참고하면, 실시예의 태양 전지가 비교예의 태양 전지보다 대략 50% 증가된 광전류(photocurrent) 특성을 나타냄을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 나노 입자들이 플라스몬 진동에 의해 나노 와이어들로 태양 광을 집중시켜 광 흡수층의 흡광도를 높인 것에 기인한다.
도 3은 본 실시예에 따른 태양 전지에서 암전류와 광전류 특성을 나타낸 그래프이다. 암전류(dark current)는 태양 전지에 빛을 가하지 않을 때 흐르는 전류를 의미한다. 광전류는 암전류 대비 100배 이상의 큰 차이를 보이고 있음을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지의 개략 단면도이다.
도 4를 참고하면, 제2 실시예의 태양 전지(200)는 투명 기판(40)의 후면에 위치하는 반사 전극층(50)을 더 포함한다. 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 및 광 흡수층(30)은 태양 광이 입사하는 투명 기판(40)의 전면(前面)에 형성되고, 반사 전극층(50)은 그 반대면인 투명 기판(40)의 후면(後面)에 위치한다.
반사 전극층(50)은 광 반사 효율이 높은 금속, 예를 들어 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 알루미늄(Al), 및 티타늄(Ti) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 반사 전극층(50)은 광 흡수층(30)으로 입사한 태양 빛 가운데 광 흡수층(30)을 투과한 빛을 광 흡수층(30)으로 반사시켜 광 흡수층(30)의 광 이용 효율을 높인다.
반사 전극층(50)은 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 어느 한 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 4에서는 반사 전극층(50)이 도전 연결부(51)에 의해 제2 전극(20)과 연결된 경우를 예로 들어 도시하였다. 이 경우 제1 전극(10)과 반사 전극층(50)이 부하와 연결되는 접촉부를 구성한다.
전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예의 태양 전지(100, 200)는 복수개로 구비되어 서로 직렬로 연결되거나 병렬로 연결될 수 있다. 도 5는 도 1에 도시한 태양 전지를 직렬로 연결한 경우를 나타낸 개략도이고, 도 6은 도 1에 도시한 태양 전지를 병렬로 연결한 경우를 나타낸 개략도이다.
도 5에서 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 및 광 흡수층(30)으로 구성된 하나의 태양 전지를 '전지 셀(300)'이라 하면, 이웃한 전지 셀들(300) 사이에 도전 연결부(51)가 배치되어 어느 한 전지 셀(300)의 제1 전극(10)과 이웃한 전지 셀(300)의 제2 전극(20)을 연결시킨다. 이와 같이 복수의 전지 셀(300)을 직렬로 연결한 태양 전지는 출력 전압을 높일 수 있다.
도 6에서 전지 셀들(300)은 나란하게 배치되고, 제1 도전 연결부(52)가 전지 셀들(300)의 제1 전극들(10)과 연결된다. 그리고 제2 도전 연결부(53)가 전지 셀들(300)의 제2 전극들(20)과 연결된다. 이와 같이 복수의 전지 셀(300)을 병렬로 연결한 태양 전지는 전류 용량을 늘릴 수 있다.
또한, 도 5에서 직렬로 연결된 전지 셀들(300)은 복수개로 구비되어 다시 병렬로 연결될 수 있고, 도 6에서 병렬로 연결된 전지 셀들(300)은 복수개로 구비되어 다시 직렬로 연결될 수 있다.
다음으로, 전술한 태양 전지의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 7을 참고하면, 태양 전지의 제조 방법은 투명 기판의 일면에 제1 전극과 제2 전극 및 나노 입자들을 형성하는 제1 단계(S10)와, 용매에 나노 와이어들이 분산된 분산 용액을 제조하는 제2 단계(S20)와, 제1 전극과 제2 전극 사이에 분산 용액을 적하한 후 제1 전극과 제2 전극에 전압을 인가하여 나노 와이어들을 배치하는 제3 단계(S30)와, 분산 용액 중 용매 성분을 제거하는 제4 단계(S40)를 포함한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 과정을 나타낸 개략도이다.
도 8의 (a)도면을 참고하면, 제1 단계(S10)에서 투명 기판(40)의 일면에 금속막 증착 공정과 패터닝 공정을 거쳐 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 및 나노 입자들(32)을 형성한다. 패터닝 공정으로는 포토레지스트와 노광 및 현상 공정을 이용하는 통상의 포토리소그래피(photolithography) 공정이 적용될 수 있다.
구체적으로, 투명 기판(40) 위에 제1 전극용 금속막을 증착한 후 이를 패터닝하여 제1 전극(10)을 형성하고, 제2 전극용 금속막을 증착한 후 이를 패터닝하여 제2 전극(20)을 형성하며, 나노 입자용 금속막을 증착한 후 이를 패터닝하여 나노 입자들(32)을 형성할 수 있다.
제1 전극용 금속막과 제2 전극용 금속막 및 나노 입자용 금속막은 서로 다른 위치에 증착된 후 한번의 패터닝 공정을 거쳐 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 및 나노 입자들(32)로 완성될 수 있다.
제2 단계(S20)에서 용매에 나노 와이어들이 분산된 분산 용액을 제조한다. 용매로 에탄올이 사용될 수 있고, 나노 와이어들은 실리콘카바이드(SiC), 실리콘(Si), 아연산화물(ZnO), 인듐산화물(In2O3), 주석산화물(SnO2), 티타늄산화물(TiO2), 및 갈륨비소(GaAs) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 분산 용액은 초음파 장치로 처리되어 나노 와이어들을 균일하게 분산시킬 수 있다.
도 8의 (b)도면을 참고하면, 제3 단계(S30)에서 스포이드 또는 피펫 등의 기구를 이용하여 분산 용액을 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 떨어뜨린다. 분산 용액의 적하량은 제1 전극(10)과 제2 전극(20)의 간격에 따라 다르지만 대략 20마이크로리터(㎕)일 수 있다.
이어서 제1 전극(10)과 제2 전극(20)에 전압을 인가하여 유전영동 힘(dielectrophoretic force)에 의해 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 나노 와이어들(31)이 위치하도록 한다. 이때 나노 와이어들(31)은 무작위로 배치되나 서로 교차하는 부분을 포함하므로 서로 전기적으로 연결된다.
나노 와이어들(31)을 규칙적으로 배치하는 경우를 가정하면 이를 위한 제조 비용이 상승한다. 그러나 본 실시예에서는 분산 용액 제조와 적하 및 전압 인가 등의 단순한 방법을 이용하여 나노 와이어들(31)을 랜덤하게 배치함으로써 제조 비용을 효과적으로 낮출 수 있다.
도 8의 (c)도면을 참고하면, 제4 단계(S40)에서 분산 용액 중 용매 성분을 제거하여 나노 와이어들(31)과 나노 입자들(32)로 이루어진 광 흡수층(30)을 완성한다. 용매 제거에는 열처리 등의 방법이 적용될 수 있다.
한편, 제1 단계(S10)에서 투명 기판(40)의 후면에 반사 전극층(50)을 더 형성할 수 있다. 이 경우 제1 단계(S10)에서 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 어느 하나의 전극, 예를 들어 제2 전극(20)과 반사 전극층(50)을 연결하는 도전 연결부(51)((c)도면 참조)도 같이 형성할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 200: 태양 전지 10: 제1 전극
20: 제2 전극 30: 광 흡수층
31: 나노 와이어 32: 나노 입자
40: 투명 기판 50: 반사 전극층
51: 도전 연결부 52: 제1 도전 연결부
53: 제2 도전 연결부

Claims (14)

  1. 서로간 거리를 두고 이격 배치되는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되는 광 흡수층을 포함하며,
    상기 광 흡수층은,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 무작위로 배치되고, 태양 광에 의해 전자-정공 쌍을 생성하는 나노 와이어들; 및
    상기 나노 와이어들 사이에 배치되며, 플라스몬 진동(plasmonic oscillation)에 의해 상기 나노 와이어들로 태양 광을 집중시키는 나노 입자들
    을 포함하는 태양 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 투명 기판의 일면에 나란히 형성되는 태양 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극은 n형의 전도성을 가져 전자를 수집하고,
    상기 제2 전극은 p형의 전도성을 가져 정공을 수집하는 태양 전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 나노 와이어들은 실리콘카바이드(SiC), 실리콘(Si), 아연산화물(ZnO), 인듐산화물(In2O3), 주석산화물(SnO2), 티타늄산화물(TiO2), 및 갈륨비소(GaAs)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 태양 전지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 나노 입자들은 상기 나노 와이어들 사이에 무작위로 배치되며, 은(Ag), 금(Au), 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 태양 전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 나노 입자들은 상기 광 흡수층 표면적의 5% 이상 10% 이하의 밀도로 형성되는 태양 전지.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 및 상기 광 흡수층은 태양 광이 입사하는 상기 투명 기판의 전면(前面)에 형성되고,
    상기 투명 기판의 후면(後面)에 반사 전극층이 형성되는 태양 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사 전극층은 도전 연결부에 의해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 어느 한 전극과 전기적으로 연결되는 태양 전지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 및 상기 광 흡수층이 전지 셀을 구성하고,
    상기 전지 셀은 복수개로 구성되어 서로 직렬 또는 병렬로 연결되는 태양 전지.
  10. 투명 기판의 일면에 서로 이격된 제1 전극과 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 나노 입자들을 형성하는 단계;
    용매에 나노 와이어들이 분산된 분산 용액을 제조하는 단계;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 분산 용액을 적하한 후 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전압을 인가하여 상기 나노 와이어들을 배치하는 단계; 및
    상기 분산 용액 중 용매 성분을 제거하여 상기 나노 와이어들과 상기 나노 입자들로 구성된 광 흡수층을 형성하는 단계
    를 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 및 상기 나노 입자들은 각각 금속막 증착과 포토리소그래피 공정을 거쳐 형성되는 태양 전지의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 용매는 에탄올을 포함하고,
    상기 분산 용액은 초음파 처리되어 상기 나노 와이어들을 균일하게 분산시키는 태양 전지의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 나노 와이어들은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 전압 인가에 따른 유전영동 힘에 의해 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 무작위로 고정 배치되는 태양 전지의 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 및 상기 광 흡수층은 상기 투명 기판의 전면에 형성되고,
    상기 투명 기판의 후면에 반사 전극층을 형성하는 단계를 더 포함하는 태양 전지의 제조 방법.
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