KR20130114826A - Structure and fabrication of zns/cigs thin film solar cells - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A ZnS/CIGS thin film solar cell and a manufacturing method thereof are provided to easily commercialize the ZnS/CIGS thin film solar cell by depositing a ZnO transparent conductive film with a sputtering method. CONSTITUTION: A rear electrode is formed on a substrate. A CIGS light absorption layer (3) is formed on the rear electrode. A ZnS buffer layer (4) is formed on the CIGS light absorption layer. A transparent conductive film is formed on the ZnS buffer layer and includes a first ZnO layer (5) and a second ZnO layer (6).

Description

ＺｎＳ／ＣＩＧＳ 박막태양전지 및 제조방법 {Structure and Fabrication of ZnS/CIGS Thin Film Solar Cells}JNS / CISG thin film solar cell and manufacturing method {Structure and Fabrication of ZnS / CIGS Thin Film Solar Cells}

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, CIGS 태양전지 제조시 버퍼층 위에 후속 증착되는 투명전도막의 스퍼터링법 증착에 의한 손상을 최소화하는 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 황화아연 버퍼층은 CIGS 박막 위에 용액성장법을 이용하여 균일한 두께로 얇게 성장되고, 그 위에 낮은 스퍼터링 파워에서 증착한 얇은 산화아연층과 높은 스퍼터링 파워에서 증착한 두꺼운 산화아연층으로 이루어지는 이중층 구조의 산화아연 투명전도막의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a ZnS / CIGS thin film solar cell and a method for manufacturing the same, and to a manufacturing method for minimizing damage due to sputtering deposition of a transparent conductive film deposited on a buffer layer during CIGS solar cell manufacturing. More specifically, the zinc sulfide buffer layer is formed on the CIGS thin film by using a solution growth method to grow thinly, and is made up of a thin zinc oxide layer deposited at low sputtering power and a thick zinc oxide layer deposited at high sputtering power. A method for producing a zinc oxide transparent conductive film having a double layer structure.

CIGS(Cu(In,Ga)Se2) 박막태양전지는 박막태양전지 중에서 가장 높은 효율을 보여 현재 각광을 받고 있다. 고효율을 보이는 CIGS 태양전지는 몰리브데늄(Mo)이 코팅된 유리기판 위에 p형 CIGS 광흡수층, 황화카드뮴(CdS) 버퍼층, 산화아연 투명전도막의 일반적인 구조를 기본으로 하고 있다. 하지만 황화카드뮴 버퍼층에 포함된 카드뮴은 환경오염 물질로 CIGS 박막태양전지의 상용화를 위해서는 다른 버퍼층 물질로 대체하여야 한다. 이에 따라 황화카드뮴을 대체하기 위해서 ZnS, ZnMgO, In2S3 등의 다양한 물질들이 개발되고 있다(Thin Solid Films, 480-481 (2005), pp. 99-109). 다양한 대체 물질 중 가장 높은 효율을 보이는 버퍼층 물질은 황화아연이며 황화아연 버퍼층을 이용하여 18.6%의 CIGS 박막태양전지 효율을 달성하였지만, 여전히 황화카드뮴 버퍼층을 이용하는 CIGS 태양전지보다는 효율이 낮다.
CIGS (Cu (In, Ga) Se 2 ) thin film solar cell is currently in the spotlight due to its highest efficiency among thin film solar cells. CIGS solar cells with high efficiency are based on the general structure of p-type CIGS light absorption layer, cadmium sulfide (CdS) buffer layer, and zinc oxide transparent conductive film on molybdenum (Mo) coated glass substrate. However, cadmium contained in the cadmium sulfide buffer layer is an environmental pollutant and must be replaced with another buffer layer material for the commercialization of CIGS thin film solar cells. Accordingly, various materials such as ZnS, ZnMgO, and In 2 S 3 have been developed to replace cadmium sulfide (Thin Solid Films, 480-481 (2005), pp. 99-109). Among the various alternative materials, the buffer layer material exhibiting the highest efficiency is zinc sulfide, and the zinc sulfide buffer layer achieves an efficiency of 18.6% CIGS thin film solar cell, but is still less efficient than CIGS solar cell using cadmium sulfide buffer layer.

ZnS/CIGS 박막태양전지의 대표적인 제조방법에는 일본 Aoyama Gakuin 대학의 Nakada 그룹과 일본 Solar Frontier사의 방법이 있다. 일본 Aoyama Gakuin 대학의 Nakada 그룹에서는 CIGS 박막 위에 3번의 연속적인 용액성장법을 통하여 80-120 nm의 황화아연을 성장시키고, 그 위에 단일층 알루미늄이 도핑된 산화아연 투명전도막을 증착한다(Jpn. J. Appl. 41 (2002), pp. L165-L167). 그리고 일본 Solar Frontier사는 용액성장법으로 황화아연을 성장시키고, 그 위에 유기금속화확증착법(MOCVD)으로 단일층 보론이 도핑된 산화아연 투명전도막을 증착한다(Solar Energy Materials & Solar Cells, 75 (2003), pp. 179-184/대한민국 공개특허 10-2007-0089963).
Representative methods for manufacturing ZnS / CIGS thin film solar cells include the Nakada Group of Aoyama Gakuin University in Japan and the Solar Frontier Company in Japan. Nakada Group of Aoyama Gakuin University, Japan, grows 80-120 nm of zinc sulfide on CIGS thin film through three successive solution growth methods, and deposits a single layer aluminum doped zinc oxide transparent conductive film (Jpn. J.). Appl. 41 (2002), pp. L165-L167). And Solar Frontier of Japan grows zinc sulfide by solution growth method, and deposits zinc oxide transparent conductive film doped with single layer boron by organometallic chemical vapor deposition (MOCVD) (Solar Energy Materials & Solar Cells, 75 (2003)). , pp. 179-184 / Korea Patent Publication 10-2007-0089963).

상기의 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법 중 일본 Aoyama Gakuin 대학의 Nakada 그룹의 방법은 스퍼터링법으로 산화아연 투명전도막을 증착 시 유발되는 손상을 두꺼운 황화아연 버퍼층을 통하여 줄였지만, 3번의 연속적인 용액성장법에서는 균일한 두께를 가지는 황화아연 버퍼층을 성장시키기 어렵고, 많은 시간이 소요된다. 그리고 Solar Frontier사는 스퍼터링법에 의한 손상이 없는 유기금속화학증착법으로 보론이 도핑된 산화아연 투명전도막을 증착하였지만, 비저항을 줄이기 위해서는 투명전도막의 두께를 크게 증가시켜야 하고, 유해한 유기금속 원료가스와 도핑을 위한 B2H6 가스를 사용해야한다. 이상 스퍼터링법에 비해 상대적으로 제조비용이 높다.
The method of Nakada Group of Aoyama Gakuin University, Japan, of the above ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method is sputtering to reduce the damage caused by depositing a zinc oxide transparent conductive film through a thick zinc sulfide buffer layer, but three successive solution growths. In the method, it is difficult to grow a zinc sulfide buffer layer having a uniform thickness and it takes a long time. Solar Frontier has deposited a boron-doped zinc oxide transparent conductive film by organic metal chemical vapor deposition without sputtering.However, in order to reduce the resistivity, the thickness of the transparent conductive film must be greatly increased. Should be used for B 2 H 6 gas. Compared with the above sputtering method, manufacturing cost is relatively high.

따라서, 버퍼층의 재료인 황화카드뮴이 사용되지 않고, 상술한 기존 기술의 문제점이 해결된, 높은 재현성의 고효율 ZnS/CIGS 박막태양전지 및 이의 제조방법이 요구되고 있다.
Accordingly, there is a need for a highly reproducible high efficiency ZnS / CIGS thin film solar cell and a method of manufacturing the same, in which cadmium sulfide, which is a material of the buffer layer, is not used, and the problems of the conventional technology described above are solved.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명은 용액성장법으로 균일한 얇은 황화아연 버퍼층을 성장시키고, 그 위에 스퍼터링법으로 증착하는 산화아연 투명전도막의 스퍼터링 증착에 의한 손상을 최소화시키며 비저항 증가를 최소화하여 고효율 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제조하는 데에 그 목적이 있다.
The present invention for solving the above problems is to grow a uniform thin zinc sulfide buffer layer by the solution growth method, to minimize the damage caused by sputtering deposition of the zinc oxide transparent conductive film deposited by sputtering thereon and to minimize the increase in specific resistance The purpose is to produce a ZnS / CIGS thin film solar cell.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 박막태양전지를 성장시키는 기판; 상기 기판 위에 형성되는 후면 전극; 상기 후면 전극 위에 형성되는 CIGS 광흡수층; 상기 광흡수층 위에 형성되는 황화아연(ZnS) 버퍼층; 및 상기 버퍼층 위에 형성되는 투명전도막;을 포함하며, 상기 투명전도막은 낮은 스퍼터링법으로 증착하는 제 1 산화아연층 및 높은 스퍼터링법으로 증착하는 제 2 산화아연층을 포함하는 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제공한다.
The present invention for achieving the above object is a substrate for growing a thin film solar cell; A rear electrode formed on the substrate; A CIGS light absorbing layer formed on the back electrode; Zinc sulfide (ZnS) buffer layer formed on the light absorption layer; And a transparent conductive film formed on the buffer layer, wherein the transparent conductive film comprises a first zinc oxide layer deposited by a low sputtering method and a second zinc oxide layer deposited by a high sputtering method. To provide.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지에 있어서, 상기 제 1 산화아연층의 스퍼터링 파워는 10 내지 50 W 이고, 상기 제 2 산화아연층의 스퍼터링 파워는 200 내지 500 W 인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제공한다.
The present invention provides a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the sputtering power of the first zinc oxide layer is 10 to 50 W, and the sputtering power of the second zinc oxide layer is 200 to 500 W. It provides a thin film solar cell.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지에 있어서, 상기 제 2 산화아연층은 상기 제 1 산화아연층보다 두껍게 증착하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제공한다.
The present invention provides a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the second zinc oxide layer is deposited thicker than the first zinc oxide layer.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지에 있어서, 상기 제 1 산화아연층은 5 내지 50 nm 의 두께로 증착하고, 상기 제 2 산화아연층은 150 내지 1000 nm 이상의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제공한다.
The present invention provides a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the first zinc oxide layer is deposited to a thickness of 5 to 50 nm, and the second zinc oxide layer is deposited to a thickness of 150 to 1000 nm or more. / CIGS provides a thin film solar cell.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지에 있어서, 상기 버퍼층은 6 내지 8M 농도의 암모니아 반응용액에서 1회의 용액성장법으로 황화아연을 성장하여 형성하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제공한다.
The present invention provides a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the buffer layer is formed by growing zinc sulfide in a single solution growth method in an ammonia reaction solution at a concentration of 6 to 8 M. .

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지에 있어서, 상기 버퍼층은 10 내지 30 nm의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제공한다.
The present invention provides a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the buffer layer is formed to a thickness of 10 to 30 nm.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지에 있어서, 상기 투명전도막은 n형 반도체 특성을 띄는 산화아연으로 형성되는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제공한다.
The present invention provides a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the transparent conductive film is formed of zinc oxide exhibiting n-type semiconductor characteristics.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지에 있어서, 상기 산화아연은 ZnO:Al 또는 ZnO:Ga인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지를 제공한다.
The present invention provides a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the zinc oxide is ZnO: Al or ZnO: Ga.

본 발명은 기판 위에 후면전극층을 형성하는 1단계; 상기 후면전극층 위에 CIGS 광흡수층을 형성하는 2단계; 상기 광흡수층 위에 황화아연 버퍼층을 형성하는 3단계; 상기 버퍼층 위에 낮은 스프터링법으로 산화아연을 증착하는 4단계; 및 상기 4단계 이후에 높은 스퍼터링법으로 산화아연을 증착하는 5단계;를 포함하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법을 제공한다.
The present invention comprises a step of forming a back electrode layer on a substrate; Forming a CIGS light absorption layer on the back electrode layer; Forming a zinc sulfide buffer layer on the light absorbing layer; Depositing zinc oxide on the buffer layer by low sputtering; And depositing zinc oxide by a high sputtering method after the fourth step.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법에 있어서, 상기 4단계의 스퍼터링 파워는 10 내지 50 W 이고, 상기 5단계의 스퍼터링 파워는 200 내지 1000 W 인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method, wherein the sputtering power of the fourth step is 10 to 50 W, the sputtering power of the five step is ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing, characterized in that Provide a method.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법에 있어서, 상기 5단계의 산화아연층은 상기 4단계의 산화아연층보다 두껍게 증착하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a method for manufacturing a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the zinc oxide layer in step 5 is deposited thicker than the zinc oxide layer in step 4.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법에 있어서, 상기 4단계의 산화아연층은 5 내지 50 nm 의 두께로 증착하고, 상기 5단계의 산화아연층은 150 내지 1000 nm 의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법을 제공한다.
In the present invention ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method, the zinc oxide layer of the fourth step is deposited to a thickness of 5 to 50 nm, the zinc oxide layer of the five step is deposited to a thickness of 150 to 1000 nm It provides a ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method characterized in that.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법에 있어서, 상기 3단계는 6 내지 8M 농도의 암모니아 반응용액에서 1회의 용액성장법으로 황화아연을 성장하여 버퍼층을 형성하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법을 제공한다.
In the present invention, the ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method, the third step is ZnS / CIGS thin film, characterized in that to form a buffer layer by growing zinc sulfide in a single solution growth method in ammonia reaction solution of 6 to 8M concentration It provides a solar cell manufacturing method.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법에 있어서, 상기 버퍼층은 10 내지 30 nm의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a method for manufacturing a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the buffer layer is formed to a thickness of 10 to 30 nm.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법에 있어서, 상기 4단계 및 5단계의 산화아연은 n형 반도체 특성을 띄는 산화아연인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a method for manufacturing a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the zinc oxide of steps 4 and 5 is zinc oxide having n-type semiconductor characteristics.

본 발명은 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법에 있어서, 상기 산화아연은 ZnO:Al 또는 ZnO:Ga인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법을 제공한다.
The present invention provides a method for manufacturing a ZnS / CIGS thin film solar cell, wherein the zinc oxide is ZnO: Al or ZnO: Ga.

본 발명은 낮은 스퍼터링 파워에서 증착한 얇은 산화아연층과 높은 스퍼터링 파워에서 증착한 두꺼운 산화아연층의 이중층으로 이루어지는 산화아연 투명전도막 구조 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법은, 종래의 제조방법과 비교하여, 얇은 황화아연 버퍼층 위에 스퍼터링법으로 산화아연 투명전도막을 증착시키기 때문에 상용화에 더욱 용이하고, 연속적인 양산 공정에 적용하기 쉬운 구조를 가지고 있으며, 이를 적용함으로써 고효율 ZnS/CIGS 박막태양전지를 높은 재현성으로 제조할 수 있는 효과가 있다.
The present invention provides a zinc oxide transparent conductive film structure composed of a double layer of a thin zinc oxide layer deposited at a low sputtering power and a thick zinc oxide layer deposited at a high sputtering power, and a method of manufacturing the same. The ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method according to the present invention is easier to commercialize and is applied to a continuous mass production process because the zinc oxide transparent conductive film is deposited on the thin zinc sulfide buffer layer by sputtering as compared with the conventional manufacturing method. It has an easy structure, and by applying this, it is possible to manufacture high efficiency ZnS / CIGS thin film solar cell with high reproducibility.

본 발명이 속한 분양에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층으로 이루어진 CIGS 박막태양전지의 구성을 보여주는 개략적인 단면도.
도 2는 종래의 다층으로 이루어진 CIGS 박막태양전지의 구성을 보여주는 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 얇은 황화아연 버퍼층 위에 산화아연 투명전도막이 적층된 주사전자현미경(SEM)의 단면 사진을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 얇은 황화아연 버퍼층 위에 스퍼터링 파워를 감소시키면서 산화아연 증착한 CIGS 박막태양전지의 전류-전압 곡선과 양자 효율 곡선을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서 유리기판 위에 스퍼터링 파워를 감소시켜 증착한 단일층과 낮은 스퍼터링 파워에서 증착한 얇은 산화아연층과 높은 스퍼터링 파워에서 증착한 두꺼운 산화아연층으로 이루어진 이중층 구조의 산화아연 투명전도막의 비저항을 나타낸 표.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 얇은 황화아연 버퍼층 위에 낮은 스퍼터링 파워에서 증착한 얇은 산화아연층과 높은 스퍼터링 파워에서 증착한 두꺼운 산화아연층으로 이루어진 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 증착한 CIGS 박막태양전지의 전류-전압 곡선과 양자 효율 곡선을 나타낸 도면.1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a CIGS thin film solar cell made of a multilayer according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a CIGS thin film solar cell made of a conventional multilayer.
3 is a cross-sectional view of a scanning electron microscope (SEM) in which a zinc oxide transparent conductive film is stacked on a thin zinc sulfide buffer layer according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating current-voltage curves and quantum efficiency curves of zinc oxide deposited CIGS thin film solar cells with reduced sputtering power on a thin zinc sulfide buffer layer according to an embodiment of the present invention.
5 is a double layer structure consisting of a single layer deposited by reducing sputtering power on a glass substrate, a thin zinc oxide layer deposited at a low sputtering power, and a thick zinc oxide layer deposited at a high sputtering power, according to an embodiment of the present invention. Table showing the specific resistance of zinc oxide transparent conductive film.
FIG. 6 is a CIGS deposited a double layer zinc oxide transparent conductive film composed of a thin zinc oxide layer deposited at low sputtering power and a thick zinc oxide layer deposited at high sputtering power on a thin zinc sulfide buffer layer according to an embodiment of the present invention. A diagram showing a current-voltage curve and a quantum efficiency curve of a thin film solar cell.

본 발명의 일 실시예에 따른 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법은 CIGS 박막 위에 용액성장법을 이용하여 균일한 얇은 황화아연을 성장시키고, 그 위에 산화아연 투명전도막을 스퍼터링법으로 증착하면서 야기되는 손상을 최소화시키기 위해서 스퍼터링 파워를 변화시키고, 새로운 구조를 적용하는 일련의 과정을 포함한다.
In the ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a uniform thin zinc sulfide is grown on a CIGS thin film using a solution growth method, and damage caused by depositing a zinc oxide transparent conductive film thereon by sputtering. It involves a series of steps to change the sputtering power and to apply the new structure to minimize this.

본 발명의 일 실시예에 따르면 한 번의 용액성장법으로 균일한 얇은 황화아연 버퍼층을 성장시키고, 그 위에 산화아연 투명전도막 증착 시 스퍼터링 파워를 줄여 낮은 스퍼터링 파워에서 증착한 얇은 산화아연층과 스프터링 파워를 높여 높은 스퍼터링 파워에서 증착한 두꺼운 산화아연층의 이중층 구조로 증착하는 방법은 산화아연 투명전도층 증착 시 유발되는 손상을 최소화시키는 스퍼터링법으로 상용화 공정에 적용하기 매우 용이하다.
According to an embodiment of the present invention, a thin zinc sulfide buffer layer is grown by a single solution growth method, and a thin zinc oxide layer and sputtering deposited at a low sputtering power by reducing sputtering power when a zinc oxide transparent conductive film is deposited thereon The method of depositing a double layer structure of a thick zinc oxide layer deposited at a high sputtering power by increasing the power is a sputtering method that minimizes damages caused by the deposition of a zinc oxide transparent conductive layer.

도 1에는 본 발명의 제조방법에 따른 다층으로 이루어진 CIGS 박막태양전지의 구성을 보여주는 단면도가 개략적으로 도시되어 있다.
Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a CIGS thin film solar cell consisting of a multi-layer according to the manufacturing method of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 CIGS 박막태양전지는 기판(1), 후면전극층인 몰리브데늄(2), 광흡수층(3)인 CIGS, 버퍼층인 황화아연(4), 이중층 구조의 산화아연 투명전도막(5,6)이 순차적으로 적층되어 있는 구조로 이루어져 있다.
1, a CIGS thin film solar cell according to an embodiment of the present invention is a substrate (1), molybdenum (2) as a back electrode layer, CIGS as a light absorption layer (3), zinc sulfide (4), a buffer layer, The zinc oxide transparent conductive films 5 and 6 having a double layer structure are sequentially stacked.

기판(1)은 일반적인 태양전지의 기판으로 많이 사용되는 유리 혹은 유연성을 보이는 스테인레스, 폴리이미드 등이 사용될 수 있다.
The substrate 1 may be made of glass or stainless steel, polyimide, or the like, which is widely used as a substrate of a general solar cell.

후면전극층(2)은 태양전지에서 발생한 전기를 전달하는 기능을 하며, 몰리브데늄, 탄탈륨 등 금속을 사용할 수 있다. 후면전극층(2)의 재료로는 이에 한정되는 것은 아니지만, 몰리브데늄을 사용하는 것이 바람직하다.
The back electrode layer 2 serves to transfer electricity generated from the solar cell, and may use metal such as molybdenum and tantalum. The material of the back electrode layer 2 is not limited thereto, but molybdenum is preferably used.

광흡수층(3)인 CIGS는 진공에서 증착하는 방법, 혹은 비진공에서 전구체 물질을 증착 후 셀레늄 열처리하는 방법 등으로 제조할 수 있다.
CIGS, the light absorption layer 3, may be manufactured by vacuum deposition or selenium heat treatment after deposition of a precursor material in a non-vacuum.

CIGS 박막 위에 성장되는 황화아연 버퍼층(4)은 용액성장법을 이용하여 성장시킬 수 있다. 본 실시예에서는 용액성장법으로 황화아연 버퍼층을 성장하기 위한 시약으로 ZnSO4를 Zn2 + 이온의 소스로 사용하고, (NH2)2CS는 S2 - 이온의 소스로 사용하고, NH3는 complex agent로 사용한다. 상기의 시약을 증류수와 혼합한 반응용액과 기판이 담긴 반응용기를 80로 유지된 중탕용기에 넣고, 20분 동안 반응용액을 45부터 반응온도까지 승온시킨 후, 20분간 반응용액의 온도를 일정하게 유지시키면서 황화아연 버퍼층을 성장시킨다.
The zinc sulfide buffer layer 4 grown on the CIGS thin film can be grown using a solution growth method. In this embodiment uses ZnSO 4 to a reagent for growing the zinc sulfide buffer layer by solution growth method, a source of Zn 2 + ions, (NH 2) 2 CS is S 2 - used as a source of ions, NH 3 is Use as a complex agent. The reagent was mixed with distilled water and the reaction vessel containing the substrate was placed in a bath kept at 80, the reaction solution was heated to 45 to the reaction temperature for 20 minutes, and then the temperature of the reaction solution was constant for 20 minutes. While maintaining the zinc sulfide buffer layer is grown.

황화아연 버퍼층(4)은 고농도 NH3의 반응용액 조건에서 불균일핵생성이 용이해져 표면에 결함이 없고 우수하게 도포된다. 상기 반응용액의 암모니아의 농도는, 이에 한정되는 것은 아니나, 6 내지 8M 농도의 암모니아 용액인 것이 바람직하다. 반응시간을 조절함으로써 황화아연 버퍼층의 두께를 10 내지 50 nm로 조절할 수 있는데, 황화아연 물질은 전기전도도가 매우 작기 때문에 직렬저항을 줄이기 위해서 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다.
The zinc sulfide buffer layer 4 is easy to generate heterogeneous nuclei under the reaction solution conditions of high concentration NH 3 , and is excellent in coating without defects on its surface. The concentration of ammonia in the reaction solution is not limited thereto, but is preferably an ammonia solution having a concentration of 6 to 8 M. By adjusting the reaction time, the thickness of the zinc sulfide buffer layer can be adjusted to 10 to 50 nm. Since the zinc sulfide material has very small electrical conductivity, it is preferable to reduce the thickness to reduce the series resistance.

도 2에는 종래의 제조방법에 따른 다층으로 이루어진 CIGS 박막태양전지의 구성을 보여주는 단면도가 개략적으로 도시되어 있다. 도 2a는 두꺼운 황화아연 버퍼층 위에 단일층 알루미늄이 도핑된 산화아연 투명전도막을 스퍼터링법으로 증착한 경우이고, 도 2b는 얇은 황화아연 버퍼층 위에 보론이 도핑된 산화아연 투명전도막을 유기금속화확증착법으로 증착한 경우이다.
Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a CIGS thin film solar cell made of a multilayer according to a conventional manufacturing method. FIG. 2A illustrates a case in which a single layer aluminum-doped zinc oxide transparent conductive film is deposited by a sputtering method on a thick zinc sulfide buffer layer, and FIG. 2B is a deposit of boron-doped zinc oxide transparent conductive film on a thin zinc sulfide buffer layer by an organometallic deposition method. One case.

도 3에는 본 발명의 제조방법에 따른 얇은 황화아연 버퍼층(4) 위에 산화아연 투명전도층(5, 6)이 적층된 주사전자현미경(SEM)의 단면 사진이 도시되어 있다. 용액성장법으로 성장된 황화아연 버퍼층(4)은 25-30 nm의 두께로 기존의 황화카드뮴 최적 두께인 50 nm보다 얇다. 그리고 그 위에 스퍼터링법으로 증착된 150-200 nm의 산화아연 투명전도막이 균일한 두께를 보인다.
3 is a cross-sectional photograph of a scanning electron microscope (SEM) in which zinc oxide transparent conductive layers 5 and 6 are stacked on a thin zinc sulfide buffer layer 4 according to the manufacturing method of the present invention. The zinc sulfide buffer layer 4 grown by the solution growth method has a thickness of 25-30 nm, which is thinner than the conventional optimal thickness of cadmium sulfide 50 nm. And 150-200 nm zinc oxide transparent conductive film deposited by sputtering on it shows uniform thickness.

본 발명의 일 실시예에 의하면 얇은 황화아연 버퍼층(4) 위에 스퍼터링법으로 산화아연 투명전도막을 증착시, 산화아연 투명전도막 증착시 낮은 스퍼터링 파워에서 증착한 얇은 산화아연층(제 1 산화아연층, 5)과 높은 스퍼터링 파워에서 증착한 두꺼운 산화아연층(제 2 산화아연층, 6)의 이중층 구조를 통하여 스퍼터링법으로 산화아연 투명전도막 증착 시 유발되는 손상을 최소화시킬 수 있다. 본 실시예에서는 얇은 황화아연 버퍼층(4) 위에 산화아연 투명전도막(5,6) 증착시 스퍼터링 파워를 줄이는 방법을 제시하며, 이런 스퍼터링 파워의 감소는 증착되는 산화아연이 황화아연 버퍼층(4)에 주는 충격의 감소에 상응한다.
According to an embodiment of the present invention, a thin zinc oxide layer (first zinc oxide layer) deposited at a low sputtering power when a zinc oxide transparent conductive film is deposited on a thin zinc sulfide buffer layer 4 by sputtering, or when a zinc oxide transparent conductive film is deposited. , 5) and a thick zinc oxide layer (second zinc oxide layer 6) deposited at a high sputtering power can minimize damage caused by the deposition of a zinc oxide transparent conductive film by sputtering. In the present embodiment, a method of reducing sputtering power when the zinc oxide transparent conductive films 5 and 6 are deposited on a thin zinc sulfide buffer layer 4 is provided. The reduction of the sputtering power is such that the deposited zinc oxide is deposited on the zinc sulfide buffer layer 4. This corresponds to a reduction in impact.

제 1 산화아연층(5)은 ZnS 버퍼층이 스퍼터링법으로 증착 시 손상을 최소화하기 위해서 10 내지 50 W에서 증착한다. 10 내지 50 W로 산화아연층을 증착할 경우 스퍼터링 파워에 비례하는 증착속도가 매우 낮아지고, 비저항이 크게 증가하기 때문에 제 1 산화아연층(6)의 두께를 줄임으로써 전체 산화아연층의 증착시간을 줄이면서, 전체 산화아연층의 비저항의 증가를 최소화할 수 있다. 반대로 스퍼터링의 파워가 증가할수록 증착속도은 증가하고, 비저항은 감소하므로 제 2 산화아연층(6)은 투명전도막으로써 중요한 물성인 비저항을 줄이기 위해서 200 내지 500 W의 높은 스퍼터링 파워에서 증착한다.
The first zinc oxide layer 5 is deposited at 10 to 50 W in order to minimize damage when the ZnS buffer layer is deposited by sputtering. When the zinc oxide layer is deposited at 10 to 50 W, the deposition rate in proportion to the sputtering power is very low and the resistivity is greatly increased. Therefore, the deposition time of the entire zinc oxide layer is reduced by reducing the thickness of the first zinc oxide layer 6. It is possible to minimize the increase in the specific resistance of the entire zinc oxide layer while reducing the weight. On the contrary, as the power of sputtering increases, the deposition rate increases and the specific resistance decreases. Thus, the second zinc oxide layer 6 is deposited at a high sputtering power of 200 to 500 W in order to reduce the specific resistance, which is an important physical property as a transparent conductive film.

본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 산화아연층(5)은 5 내 50 nm의 두께를 가지면, 제 2 산화아연층(6)은 150 내지 1000 nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 낮은 스퍼터링파워로 형성되는 제 1 산화아연층(5)이 두꺼울 경우 비저항이 증가하므로 이를 얇게 형성하고, 일단 제 1 산화아연층(5)이 형성되고 버퍼층(4)이 보호되고난 후에는 높은 스퍼터링파워로 비저항이 줄어든 제 2 산화아연층(6)을 상대적으로 두껍게 형성할 수 있다. 즉, 버퍼층(4)의 손상을 최소화하고 비저항의 증가를 최소화기 위하여 제 1 산화아연층(5)은 얇게 형성하고, 제 2 산화아연층(6)은 제 1 산화아연층(5)보다 상대적으로 두껍게 형성하는 것이다.
When the first zinc oxide layer 5 according to an embodiment of the present invention has a thickness of 50 nm within 5, the second zinc oxide layer 6 preferably has a thickness of 150 to 1000 nm. If the first zinc oxide layer 5 formed with low sputtering power is thick, the specific resistance increases, so that it is thinly formed. After the first zinc oxide layer 5 is formed and the buffer layer 4 is protected, high sputtering is performed. The second zinc oxide layer 6 in which the resistivity is reduced by power can be formed relatively thick. That is, in order to minimize the damage of the buffer layer 4 and to minimize the increase in the specific resistance, the first zinc oxide layer 5 is formed thin, and the second zinc oxide layer 6 is relatively thinner than the first zinc oxide layer 5. It is to form thick.

CIGS 태양전지 구조 특성상 투명전도막(5,6)은 빛을 투과하면서 n형의 반도체 특성을 가져야한다. 투명전도막 물질로는 인듐이 도핑된 산화주석이 있지만, 산화아연은 인듐이 도핑된 산화주석과 같이 우수한 투명전도막 특성을 보이면서 가격이 저렴하기 때문에 산화아연을 이용하는 것이 바람직하다.
Due to the structure of the CIGS solar cell, the transparent conductive films 5 and 6 should have n-type semiconductor characteristics while transmitting light. Although the transparent conductive film material includes tin oxide doped with indium, it is preferable to use zinc oxide because zinc oxide exhibits excellent transparent conductive film characteristics such as indium doped tin oxide and is inexpensive.

n형 반도체 특성을 띄는 산화아연을 만들기 위해서는 산화아연에 알루미늄이 도핑되거나 갈륨이 도핑되어야 한다. 알루미늄 혹은 갈륨이 도핑된 산화아연 (ZnO:Al, ZnO:Ga)은 광투과도와 비저항이 모두 우수하고, 이를 스퍼터링법으로 증착하기도 매우 용이하다. 그러므로 이런 우수한 물성을 가지는 물질을 ZnS/CIGS 태양전지의 투명전도막으로 이용하면 태양전지의 비용을 줄일 수 있고, 고효율화를 달성할 수 있다.
To produce zinc oxide with n-type semiconductor properties, zinc oxide must be doped with aluminum or gallium. Zinc oxide doped with aluminum or gallium (ZnO: Al, ZnO: Ga) has excellent light transmittance and specific resistance, and is very easy to deposit by sputtering. Therefore, when the material having such excellent physical properties is used as the transparent conductive film of the ZnS / CIGS solar cell, the cost of the solar cell can be reduced, and high efficiency can be achieved.

도 4에는 본 발명의 일 실시예인 얇은 황화아연 버퍼층(4) 위에 스퍼터링 파워를 감소시키면서 산화아연 투명전도막(5)을 증착한 CIGS 박막태양전지의 전류-전압 곡선 (a)와 양자 효율 곡선 (b)가 도시되어 있다.
4 shows a current-voltage curve (a) and a quantum efficiency curve of a CIGS thin film solar cell in which a zinc oxide transparent conductive film 5 is deposited while reducing sputtering power on a thin zinc sulfide buffer layer 4 according to an embodiment of the present invention. b) is shown.

도 4a를 보면 산화아연 투명전도막 증착 시 스퍼터링 파워를 감소시키면 ZnS/CIGS 박막태양전지의 단락전류, 개방전압, 충실도 모두 증가되면서 효율이 증가함을 알 수 있다.
Referring to FIG. 4A, when the sputtering power is decreased during the deposition of the zinc oxide transparent conductive film, the short-circuit current, the open voltage, and the fidelity of the ZnS / CIGS thin film solar cell are all increased, thereby increasing the efficiency.

도 4b을 참조하면, 얇은 황화아연 버퍼층(4) 위에 스퍼터링 파워를 감소시킴에 따라 양자 효율 곡선에서 장파장 영역의 값이 상승한다. 이는 스퍼터링 파워의 감소에 따라 CIGS 광흡수층과 황화아연 버퍼층(4)에 가해지는 손상이 감소하는 것에 상응한다. 그래서 CIGS 태양전지의 효율 특히 단락전류를 저하시키는 결함이 감소하게 된다. 도 4b을 참조하면, 양자 효율 곡선에서 단파장 영역의 값이 모두 작은 것을 보인다. 이는 스퍼터링 파워 400 W에서 150 W까지 감소시키면 장파장 영역의 양자 효율은 증가하나 단파장 영역의 효율은 여전히 낮음을 알 수 있다. 산화아연 투명전도층(5) 증착 시 유발되는 손상을 더욱 줄이기 위해서 추가적으로 스퍼터링 파워를 줄이는 것이 바람직하지만, 스퍼터링의 파워가 감소하면 산화아연의 비저항이 증가하는 새로운 문제점이 야기된다.
Referring to FIG. 4B, as the sputtering power is reduced on the thin zinc sulfide buffer layer 4, the value of the long wavelength region in the quantum efficiency curve increases. This corresponds to the reduction in damage to the CIGS light absorbing layer and the zinc sulfide buffer layer 4 as the sputtering power is reduced. Thus, defects that lower the efficiency of CIGS solar cells, in particular short circuit current, are reduced. Referring to FIG. 4B, it is shown that all the values of the short wavelength region are small in the quantum efficiency curve. It can be seen that decreasing the sputtering power from 400 W to 150 W increases the quantum efficiency of the long wavelength region but still lowers the efficiency of the short wavelength region. In order to further reduce the damage caused during the deposition of the zinc oxide transparent conductive layer 5, it is desirable to further reduce the sputtering power. However, a decrease in the power of the sputtering causes a new problem of increasing the specific resistance of the zinc oxide.

본 발명의 일 실시예는 상기한 스퍼터링 파워 감소에 따른 비저항 증가의 문제점을 극복하고, 산화아연 투명전도층 증착 시 유발되는 손상을 최소화하기 위해서 낮은 스퍼터링 파워에서 증착한 얇은 산화아연층(5)과 높은 스퍼터링 파워에서 증착한 두꺼운 산화아연층(6)의 이중층 구조의 산화아연 투명전도막(5,6)을 포함한다.
One embodiment of the present invention is to overcome the problems of increasing the resistivity of the sputtering power reduction described above, and to minimize the damage caused during zinc oxide transparent conductive layer deposition thin zinc oxide layer (5) deposited at a low sputtering power and And a double layer zinc oxide transparent conductive film 5, 6 of a thick zinc oxide layer 6 deposited at a high sputtering power.

도 5에는 유리기판 위에 스퍼터링 파워를 감소시켜 증착한 단일층 산화아연 투명전도막 (스퍼터링 파워: 150, 200, 400 W)과 낮은 스퍼터링 파워에서 증착한 얇은 산화아연층(5)과 높은 스퍼터링 파워에서 증착한 두꺼운 산화아연층(6)으로 이루어진 이중층 구조의 산화아연 투명전도막 (스퍼터링 파워: 50 W + 200 W)의 비저항이 정리된 표가 도시되어 있다.
5 shows a single layer zinc oxide transparent conductive film (sputtering power: 150, 200, 400 W) deposited on the glass substrate with reduced sputtering power, and a thin zinc oxide layer 5 deposited at a low sputtering power and a high sputtering power. The table which summarizes the specific resistance of the double-layered zinc oxide transparent conductive film (sputtering power: 50 W + 200 W) which consists of the deposited thick zinc oxide layer 6 is shown.

도 5를 참조하면, 앞에서 설명한 바와 같이, 스퍼터링 파워가 감소함에 따라 산화아연의 비저항은 증가한다. 하지만 본 발명의 제조방법인 50 W + 200 W 스퍼터링 파워를 이용한 이중층 구조 산화아연의 비저항은 50 W에서 산화아연 투명전도막을 얇게 증착하기 때문에 더 이상 증가하지 않는다. 이러한 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 형성하기 위한 낮은 스퍼터링 파워는 10 내지 50 W 정도, 높은 스퍼터링 파워는 200 내지 500 W 정도가 바람직하다.
Referring to FIG. 5, as described above, as the sputtering power decreases, the specific resistance of zinc oxide increases. However, the specific resistance of the double layer structure zinc oxide using 50 W + 200 W sputtering power of the present invention does not increase any more because the thin film of zinc oxide transparent conductive film is deposited at 50 W. The low sputtering power is preferably about 10 to 50 W and the high sputtering power is about 200 to 500 W to form the double layer zinc oxide transparent conductive film.

도 6에는 본 발명의 제조방법 중 하나의 실시예인 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 증착한 CIGS 박막태양전지의 전류-전압 곡선과 양자 효율 곡선이 도시되어 있다.
6 shows a current-voltage curve and a quantum efficiency curve of a CIGS thin film solar cell in which a zinc oxide transparent conductive film having a double layer structure, which is one embodiment of the manufacturing method of the present invention, is deposited.

도 6a를 참조하면, 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 사용한 ZnS/CIGS 박막태양전지는 단락전류, 개방전압, 충실도 모두 증가하였고, 효율이 14.7%를 달성하였다. 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 사용함으로 단락전류이 증가하였고, 특히 개방전압이 크게 증가하였다.
Referring to FIG. 6A, the ZnS / CIGS thin film solar cell using the zinc oxide transparent conductive film having a double layer structure increased both short circuit current, open voltage, and fidelity, and achieved efficiency of 14.7%. The use of a double layered zinc oxide transparent conductive film increased the short circuit current, especially the open voltage.

도 6b를 참조하면, 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 증착한 CIGS 박막 태양전지의 양자 효율 곡선에서 단파장 영역의 값이 상승한다. 이는 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 통하여 황화아연 버퍼층과 CIGS 광흡수층에 가해지는 스퍼터링 손상을 완전히 해결하였음을 의미한다. 그 결과 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 증착한 CIGS 박막태양전지는 단락전류밀도, 개방전압, 충실도 모두 상승하였다.
Referring to FIG. 6B, the value of the short wavelength region in the quantum efficiency curve of the CIGS thin film solar cell in which the double layered zinc oxide transparent conductive film is deposited is increased. This means that sputtering damage to the zinc sulfide buffer layer and the CIGS light absorbing layer is completely solved through the double layer zinc oxide transparent conductive film. As a result, the CIGS thin film solar cell on which the double layered zinc oxide transparent conductive film was deposited, the short circuit current density, open voltage, and fidelity were all increased.

상기와 같은 이중층 구조의 산화아연 투명전도막을 적용한 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법은 기존의 상용화에 용이한 스퍼터링법을 이용함으로써, 고효율과 높은 재현성을 확보할 수 있다.
The ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method using the zinc oxide transparent conductive film having the double layer structure as described above can secure high efficiency and high reproducibility by using a sputtering method that is easy for commercialization.

본 발명의 상기 제조방법에는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 기타의 과정이 추가될 수도 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
Other processes may be added to the manufacturing method of the present invention within the scope of not damaging the effects of the present invention, and these should be construed as falling within the scope of the present invention. In addition, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, but should be construed as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention. It should be noted that the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention so that various equivalents And variations.

1 : 기판
2 : 몰리브데늄 후면전극층
3 : Cu(In,Ga)Se2 광흡수층
4 : 황화아연 버퍼층
5 : 낮은 스퍼터링 파워에서 증착된 산화아연 투명전도막
6 : 높은 스퍼터링 파워에서 증착된 산화아연 투명전도막
7 : 스퍼터링법으로 증착된 알루미늄이 도핑된 산화아연 투명전도막
8 : 유기금속화확증착법으로 증착된 보론이 도핑된 산화아연 투명전도막1: substrate
2: molybdenum back electrode layer
3: Cu (In, Ga) Se2 Light Absorption Layer
4: zinc sulfide buffer layer
5: zinc oxide transparent conductive film deposited at low sputtering power
6: Zinc oxide transparent conductive film deposited at high sputtering power
7: Zinc oxide transparent conductive film doped with aluminum deposited by sputtering method
8: Boron-doped zinc oxide transparent conductive film deposited by organometallic chemical vapor deposition

Claims (16)

박막태양전지를 성장시키는 기판;
상기 기판 위에 형성되는 후면 전극;
상기 후면 전극 위에 형성되는 CIGS 광흡수층;
상기 광흡수층 위에 형성되는 황화아연(ZnS) 버퍼층; 및
상기 버퍼층 위에 형성되는 투명전도막;을 포함하며,
상기 투명전도막은 낮은 스퍼터링법으로 증착하는 제 1 산화아연층 및 높은 스퍼터링법으로 증착하는 제 2 산화아연층을 포함하는 ZnS/CIGS 박막태양전지.
A substrate for growing a thin film solar cell;
A rear electrode formed on the substrate;
A CIGS light absorbing layer formed on the back electrode;
Zinc sulfide (ZnS) buffer layer formed on the light absorption layer; And
It includes; a transparent conductive film formed on the buffer layer,
The transparent conductive film is a ZnS / CIGS thin film solar cell comprising a first zinc oxide layer deposited by a low sputtering method and a second zinc oxide layer deposited by a high sputtering method.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 산화아연층의 스퍼터링 파워는 10 내지 50 W 이하이고,
상기 제 2 산화아연층의 스퍼터링 파워는 200 내지 500 W 이상인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지.
The method of claim 1,
Sputtering power of the first zinc oxide layer is 10 to 50 W or less,
The sputtering power of the second zinc oxide layer is ZnS / CIGS thin film solar cell, characterized in that more than 200 to 500W.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 산화아연층은 상기 제 1 산화아연층보다 두껍게 증착하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지.
The method of claim 1,
The second zinc oxide layer is deposited thicker than the first zinc oxide layer, ZnS / CIGS thin film solar cell.
제 3항에 있어서,
상기 제 1 산화아연층은 5 내지 50 nm의 두께로 증착하고,
상기 제 2 산화아연층은 150 내지 1000 nm의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지.
The method of claim 3, wherein
The first zinc oxide layer is deposited to a thickness of 5 to 50 nm,
The second zinc oxide layer is ZnS / CIGS thin film solar cell, characterized in that the deposition to a thickness of 150 to 1000 nm.
제 1항에 있어서,
상기 버퍼층은 6 내지 8M 농도의 암모니아 반응용액에서 1회의 용액성장법으로 황화아연을 성장하여 형성하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지.
The method of claim 1,
The buffer layer is ZnS / CIGS thin film solar cell, characterized in that formed by growing zinc sulfide in a single solution growth method in ammonia reaction solution of 6 to 8M concentration.
제 5항에 있어서,
상기 버퍼층은 10 내지 30 nm의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지.
6. The method of claim 5,
The buffer layer is ZnS / CIGS thin film solar cell, characterized in that formed in a thickness of 10 to 30 nm.
제 1항에 있어서,
상기 투명전도막은 n형 반도체 특성을 띄는 산화아연으로 형성되는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지.
The method of claim 1,
The transparent conductive film is ZnS / CIGS thin film solar cell, characterized in that formed of zinc oxide exhibiting n-type semiconductor characteristics.
제 7항에 있어서,
상기 산화아연은 ZnO:Al 또는 ZnO:Ga인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지.
8. The method of claim 7,
The zinc oxide is ZnO: Al or ZnO: Ga ZnS / CIGS thin film solar cell, characterized in that.
기판 위에 후면전극층을 형성하는 1단계;
상기 후면전극층 위에 CIGS 광흡수층을 형성하는 2단계;
상기 광흡수층 위에 황화아연 버퍼층을 형성하는 3단계;
상기 버퍼층 위에 낮은 스프터링법으로 산화아연을 증착하는 4단계; 및
상기 4단계 이후에 높은 스퍼터링법으로 산화아연을 증착하는 5단계;를 포함하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법.
Forming a back electrode layer on the substrate;
Forming a CIGS light absorption layer on the back electrode layer;
Forming a zinc sulfide buffer layer on the light absorbing layer;
Depositing zinc oxide on the buffer layer by low sputtering; And
ZnS / CIGS thin-film solar cell comprising a; 5 steps of depositing zinc oxide by a high sputtering method after the step 4.
제 9항에 있어서,
상기 4단계의 스퍼터링 파워는 10 내지 50 W 이고,
상기 5단계의 스퍼터링 파워는 200 내지 500 W 인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법.
The method of claim 9,
The sputtering power of the fourth step is 10 to 50 W,
The sputtering power of the five step is ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method, characterized in that 200 to 500W.
제 10항에 있어서,
상기 5단계의 산화아연층은 상기 4단계의 산화아연층보다 두껍게 증착하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법.
The method of claim 10,
The zinc oxide layer of step 5 is deposited thicker than the zinc oxide layer of step 4 ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method characterized in that the deposition.
제 11항에 있어서,
상기 4단계의 산화아연층은 5 내지 50 nm 의 두께로 증착하고,
상기 5단계의 산화아연층은 150 내지 1000 nm 의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법.
12. The method of claim 11,
The zinc oxide layer of step 4 is deposited to a thickness of 5 to 50 nm,
The zinc oxide layer of step 5 is ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method characterized in that the deposition to a thickness of 150 to 1000 nm.
제 9항에 있어서,
상기 3단계는 6 내지 8M 농도의 암모니아 반응용액에서 1회의 용액성장법으로 황화아연을 성장하여 버퍼층을 형성하는 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법.
The method of claim 9,
The third step is ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method characterized in that to form a buffer layer by growing zinc sulfide in a single solution growth method in ammonia reaction solution of 6 to 8M concentration.
제 13항에 있어서,
상기 버퍼층은 10 내지 30 nm의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법.
The method of claim 13,
The buffer layer is ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method characterized in that formed in a thickness of 10 to 30 nm.
제 9항에 있어서,
상기 4단계 및 5단계의 산화아연은 n형 반도체 특성을 띄는 산화아연인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법.
The method of claim 9,
The zinc oxide of steps 4 and 5 is ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method characterized in that the zinc oxide exhibiting n-type semiconductor characteristics.
제 15항에 있어서,
상기 산화아연은 ZnO:Al 또는 ZnO:Ga인 것을 특징으로 하는 ZnS/CIGS 박막태양전지 제조방법.16. The method of claim 15,
The zinc oxide is ZnO: Al or ZnO: Ga ZnS / CIGS thin film solar cell manufacturing method characterized in that.
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