KR20140091627A - 박막 태양전지 - Google Patents
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Abstract
박막 태양전지는 기판; 기판 위에 위치하며, 기판에 입사된 광을 투과시키는 광 투과 전극; 광 투과 전극 위에 위치하는 적어도 하나의 광전 변환부; 및 광전 변환부 위에 위치하며, 광전 변환부를 투과한 빛을 광전 변환부로 반사하는 반사 전극을 포함하며, 광 투과 전극은 제1 밴드갭을 갖는 제1 전극층 및 제1 밴드갭보다 높은 제2 밴드갭을 갖는 제2 전극층을 포함한다. 그리고 제1 전극층은 광전 변환부를 향하는 광 출사면이 텍스처링 표면으로 형성된다.
Description
본 발명은 박막 태양전지에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지가 주목 받고 있다.
실리콘 웨이퍼 등을 이용하는 단결정 벌크 실리콘은 현재 상용화 되고 있지만 제조 단가가 높아 적극적인 활용이 이루어지지 못하는 상황이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 근래에는 박막 태양전지에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 발명의 기술적 과제는 효율이 향상된 박막 태양전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 측면에 따른 박막 태양전지는, 기판; 기판 위에 위치하며, 기판에 입사된 광을 투과시키는 광 투과 전극; 광 투과 전극 위에 위치하는 적어도 하나의 광전 변환부; 및 광전 변환부 위에 위치하며, 광전 변환부를 투과한 빛을 광전 변환부로 반사하는 반사 전극을 포함하며, 광 투과 전극은 제1 밴드갭을 갖는 제1 전극층 및 제1 밴드갭보다 높은 제2 밴드갭을 갖는 제2 전극층을 포함한다.
그리고 제1 전극층은 광전 변환부를 향하는 광 출사면이 텍스처링 표면으로 형성된다.
본 발명의 한 실시예에서, 제1 전극층은 기판과 접촉하고, 제2 전극층은 제1 전극층과 광전 변환부 사이에 위치한다. 이때, 제2 전극층은 광 입사면 및 광 출사면이 제1 전극층의 텍스처링 표면과 동일한 패턴의 텍스처링 표면으로 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제2 전극층은 기판과 접촉하고, 제1 전극층은 제2 전극층과 광전 변환부 사이에 위치한다. 이때, 제2 전극층과 제1 전극층 사이에는 제1 전극층의 성장이 양호하게 이루어지도록 하기 위한 버퍼층이 더 형성되며, 버퍼층은 실리콘 산화질화물(SiOxNy), 비정질 실리콘(a-Si) 및 이산화티탄(TiO2) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 재질로 형성된다.
그리고 제2 전극층은 광 입사면 및 광 출사면이 실질적으로 평탄하게 형성된다.
제1 전극층은 알루미늄이 도핑된 아연 산화물(AZO, Al-doped ZnO)로 형성되고, 제2 전극층은 텅스텐이 도핑된 인듐 산화물(IWO, Tungsten-doped Indium oxide)로 형성될 수 있다.
제1 전극층은 대략 3.2eV의 제1 밴드갭을 가지며, 제2 전극층은 대략 3.5 내지 3.6eV의 제2 밴드갭을 가질 수 있다.
제2 전극층은 제1 전극층에 비해 낮은 캐리어 농도를 가질 수 있다.
제2 전극층은 300 내지 400㎚의 파장대역 및 900㎚ 이상의 파장대역에서 제1 전극층에 비해 낮은 광 흡수도를 가질 수 있다.
광 투과 전극은 0.8 내지 1.6㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이때, 제1 전극층은 상기 제2 전극층에 비해 얇게 형성되는 것이 바람직하다.
한 예로, 제1 전극층은 0.3 내지 0.6㎛의 두께로 형성되고, 제2 전극층은 0.5 내지 1.0㎛의 두께로 형성될 수 있다.
통상의 박막 태양전지에서 광 투과 전극을 형성하는 물질, 예컨대 알루미늄 도핑된 아연 산화물(AZO)은 밴드갭이 대략 3.2eV로서, 300 내지 400㎚의 파장대역의 광을 흡수하는 문제점이 있다.
따라서, 알루미늄 도핑된 아연 산화물(AZO)로 형성된 광 투과 전극을 갖는 박막 태양전지에서는 상기한 파장대역의 광을 이용하지 못하게 되어 효율이 낮은 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 근래에는 알루미늄 도핑된 아연 산화물(AZO)에 비해 높은 밴드갭을 갖는 물질로 광 투과 전극을 형성하기 위한 방안이 연구되고 있다.
그러나, 알루미늄 도핑된 아연 산화물(AZO)에 비해 높은 밴드갭을 갖는 물질의 경우에는 염산(HCl)과 같은 산성 용액을 사용하여 식각을 실시하는 것에 의해 텍스처링 표면을 형성하는 공정을 적용하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있다.
하지만, 본원 발명의 박막 태양전지는 광 투과 전극이 제1 밴드갭을 갖는 제1 전극층 및 제1 밴드갭에 비해 높은 제2 밴드갭을 갖는 제2 전극층을 포함하고, 제1 전극층의 광 출사면에 텍스처링 표면이 형성되므로, 식각 용액을 이용한 통상의 텍스처링 공정에 의해 제1 전극층의 광 출사면에 텍스처링 표면을 형성하는 것이 가능하다.
그리고, 제1 전극층은 텍스처링 표면의 형성이 가능한 정도의 두께, 예를 들어 0.3 내지 0.6㎛의 두께로 형성되고, 제2 전극층은 광 투과 전극의 면저항 특성을 확보할 수 있는 두께, 예를 들어 0.5 내지 1.0㎛의 두께로 형성되므로, 광 투과 전극이 제1 전극층을 형성하는 물질로만 형성된 경우에 비해 광 투과 전극에서 발생하는 흡수 손실을 줄일 수 있다.
보다 구체적으로, 광 투과 전극이 0.8 내지 1.6㎛의 두께로 형성되는 경우, 상기 광 투과 전극이 제1 전극층을 형성하는 물질로만 형성된 종래에는 300 내지 400㎚의 파장대역의 광의 대략 80% 이상이 광 투과 전극에서 흡수된다.
그러나, 상기 광 투과 전극이 제1 전극층 및 제2 전극층으로 형성된 본 발명에서는 제1 전극층의 두께 감소로 인해 상기 제1 전극층에서 흡수되는 상기 파장대역의 광의 양이 종래에 비해 감소하며, 또한 제2 전극층이 제1 전극층에 비해 낮은 광 흡수도를 가지므로 제2 전극층에서 흡수되는 상기 파장대역의 광이 양이 제1 전극층에 비해 적다.
또한, 제2 전극층의 제2 밴드갭이 제1 전극층의 제1 밴드갭에 비해 높고, 제2 전극층의 캐리어 농도가 제1 전극층의 캐리어 농도에 비해 낮으며, 제2 전극층의 이동도(mobility)가 제1 전극층에 비해 빠르기 때문에 900㎚ 이상의 파장대역의 광 흡수도도 제1 전극층에 비해 제2 전극층이 낮다.
따라서, 본 발명의 광 투과 전극을 갖는 박막 태양전지에서는 종래의 박막 태양전지에서 이용하지 못하던 300 내지 400㎚의 단파장 대역 및 900㎚ 이상의 장파장 대역의 광도 이용이 가능하므로, 박막 태양전지의 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 태양전지의 단면도이다.
도 2는 알루미늄 도핑된 아연 산화물과 텅스텐 도핑된 인듐 산화물의 광 흡수도를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 태양전지의 단면도이다.
도 4는 도 3의 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 단면도이다.
도 5는 도 3의 박막 태양전지와 도 4의 박막 태양전지의 광 산란 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 알루미늄 도핑된 아연 산화물과 텅스텐 도핑된 인듐 산화물의 광 흡수도를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 태양전지의 단면도이다.
도 4는 도 3의 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 단면도이다.
도 5는 도 3의 박막 태양전지와 도 4의 박막 태양전지의 광 산란 특성을 나타내는 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
또한 어떤 부분이 다른 부분 위에 "전체적"으로 형성되어 있다고 할 때에는 다른 부분의 전체 면(또는 전면)에 형성되어 있는 것뿐만 아니라 가장 자리 일부에는 형성되지 않은 것을 뜻한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막 태양전지에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 태양전지의 단면도로서, 이중 접합형 광전 변환부를 갖는 박막 태양전지의 단면도이다.
박막 태양전지는 기판(100) 위에 순차적으로 적층되는 제1 전극(110), 광전 변환부(PV) 및 제2 전극(120)을 포함한다.
여기에서, 제1 전극(110)은 기판(100)을 통해 입사된 광이 광전 변환부(PV)에 입사되도록 광을 투과시키는 광 투과 전극이며, 제2 전극(120)은 광전 변환부(PV)를 투과한 광을 광전 변환부(PV)로 반사시키는 반사 전극이다.
광 투과 전극(110) 위에 위치하는 광전 변환부(PV)는 기판(100)의 입사면으로 입사되는 광을 전기로 변환하는 기능을 하는 것으로, 단일 접합형, 이중 접합형 또는 삼중 접합형 구조 중 하나일 수 있다.
본 실시예에서는 이중 접합형 광전 변환부에 대해 설명하지만, 본 발명의 박막 태양전지는 단일 접합형 구조의 광전 변환부 및 삼중 접합형 구조의 광전 변환부를 구비할 수도 있다.
광전 변환부(PV)는 광 투과 전극(110) 위에 위치하는 제1 광전 변환부(PV1)와, 제1 광전 변환부(PV1)와 반사 전극(120) 사이에 위치하는 제2 광전 변환부(PV2)를 포함한다.
제1 광전 변환부(PV1)는 비정질 실리콘(amorphous silicon: a-Si)을 포함하며, 단파장 대역의 빛을 주로 흡수한다.
이러한 제1 광전 변환부(PV1)는 광 투과 전극(120) 위에 순차적으로 적층된 제1 p형 반도체층(PV1-1), 제1 진성 반도체층(PV1-2), 그리고 제1 n형 반도체층(PV1-3)을 포함한다.
제1 p형 반도체층(PV1-1)은 실리콘(Si)을 포함한 원료 가스에 붕소, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 혼합하여 형성될 수 있다. 본 실시예에서 제1 p형 반도체층(PV1-1)은 a-Si 또는 a-Si: H로 형성될 수 있다.
제1 진성 반도체층(PV1-2)은 캐리어의 재결합률을 줄이고 광을 흡수하기 위한 것으로, 전자와 정공과 같은 캐리어가 이곳에서 주로 생성된다. 이러한 제1 진성 반도체층(PV1-2)은 a-Si 또는 a-Si: H로 형성될 수 있고, 약 200nm 내지 300nm의 두께를 가질 수 있다.
제1 n형 반도체층(PV1-3)은 실리콘을 포함한 원료 가스에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 혼합하여 형성될 수 있다.
이러한 제1 광전 변환부(PV1)는 플라즈마 화학기상증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)과 같은 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)에 의해 형성될 수 있다.
제1 광전 변환부(PV1)의 제1 p형 반도체층(PV1-1) 및 제1 n형 반도체층(PV1-3)과 같은 반도체층은 제1 진성 반도체층(PV1-2)을 사이에 두고 p-n 접합을 형성하고, 이로 인한 광기전력 효과(photovoltatic effect)에 의하여 제1 진성 반도체층(PV1-2)에서 생성된 전자와 정공은 접촉 전위차에 의해 분리되어 서로 다른 방향으로 이동된다.
예를 들어, 정공은 제1 p형 반도체층(PV1-1)을 통해 광 투과 전극(110) 쪽으로 이동하고, 전자는 제1 n형 반도체층(PV1-3)을 통해 반사 전극(120)쪽으로 이동한다.
제2 광전 변환부(PV2)는 미세 결정 실리콘(μc-Si)을 포함하며, 장파장 대역의 빛을 주로 흡수한다.
제2 광전 변환부(PV2)는 제1 광전 변환부(PV1)의 제1 n형 반도체층(PV1-3) 위에 순차적으로 형성된 제2 p형 반도체층(PV2-1), 제2 진성 반도체층(PV2-2), 그리고 제2 n형 반도체층(PV2-3)을 포함하며, 이 반도체층들은 제1 광전 변환부(PV1)와 동일하게 PECVD와 같은 CVD로 형성될 수 있다.
제2 p형 반도체층(PV2-1)은 실리콘을 포함한 원료 가스에 붕소, 갈륨, 인듐 등과 같은 3가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 혼합하여 형성된다.
제2 진성 반도체층(PV2-2)은 캐리어의 재결합률을 줄이고 광을 흡수하기 위한 것이다. 이로 인해, 제2 진성 반도체층(PV2-2)은 인가되는 장파장 대역의 빛을 주로 흡수하여 전자와 전공을 이곳에서 주로 생성한다.
본 실시예에서, 제2 진성 반도체층(PV2-2)은 미세 결정 실리콘(μc- Si) 또는 도핑된 미세 결정 실리콘(μc- Si: H)으로 형성되며, 제2 진성 반도체층(PV2-2)의 두께는 장파장 성분의 태양광을 충분히 흡수하기 위해 제1 진성 반도체층(PV1-2)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
제2 n형 반도체층(PV2-3)은 실리콘을 포함한 원료 가스에 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등과 같이 5가 원소의 불순물을 포함하는 가스를 혼합하여 형성될 수 있다.
제2 광전 변환부(PV2)의 제2 p형 반도체층(PV2-1) 및 제2 n형 반도체층(PV2-3)은 제2 진성 반도체층(PV2-2)을 사이에 두고 p-n 접합을 형성하고, 이로 인하여 생성된 정공은 제2 p형 반도체층(PV2-1)을 통해 광 투과 전극(110) 쪽으로 이동하여 수집되고, 생성된 전자는 제2 n형 반도체층(PV2-3)을 통해 반사 전극(120) 쪽으로 이동하여 수집된다.
광전 변환부(PV) 위에 위치하는 반사 전극(120)은 금(Au), 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 중에서 선택되는 하나의 금속으로 이루어질 수 있으며, 광전 변환부(PV)에서 흡수되지 못한 빛을 광전 변환부(PV) 쪽으로 반사하는 반사층을 더 포함할 수 있다.
이러한 구조의 박막 태양전지에 있어서, 광 투과 전극(110)은 기판(100)과 접촉하는 제1 전극층(110A)과, 제1 전극층(110A)과 광전 변환부(PV), 특히 제1 광전 변환부(PV1) 사이에 위치하는 제2 전극층(110B)으로 형성된다.
본 실시예에서, 제1 전극층(110A)은 대략 3.2eV의 제1 밴드갭을 갖는 물질, 예컨대 알루미늄이 도핑된 아연 산화물(Al-doped ZnO, 이하, 'AZO'라 한다)로 형성된다. 그리고 제2 전극층(110B)은 제1 밴드갭보다 높은 제2 밴드갭을 갖는 물질, 예컨대 텅스텐이 도핑된 인듐 산화물(Tungsten-doped Indium oxide, 이하, 'IWO'라 한다)로 형성된다. 이때, 제2 밴드갭은 대략 3.5 내지 3.6eV이다.
IWO로 형성된 제2 전극층(110B)은 AZO로 형성된 제1 전극층(110A)에 비해 캐리어 농도가 낮고 이동도(mobility)가 빠르다.
따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, IWO로 형성된 제2 전극층(110B)은 AZO로 형성된 제1 전극층(110A)에 비해 단파장 대역(300 내지 400㎚) 및 장파장 대역(900㎚ 이상)에서 광 흡수도가 상대적으로 낮다.
제1 전극층(110A)은 제2 전극층(110B)에 비해 얇게 형성된다. 바람직하게, 제1 전극층(110A)은 광 출사면이 텍스처링 표면으로 형성될 수 있을 정도, 예컨대 0.3 내지 0.6㎛의 두께(T1)로 형성되고, 제2 전극층(110B)은 광 투과 전극(110)의 면저항 특성을 확보할 수 있을 정도, 예컨대 0.5 내지 1.0㎛의 두께(T2)로 형성된다.
따라서, 제1 전극층(110A)과 제2 전극층(110B)으로 형성된 광 투과 전극(110)은 제1 전극층(110A)의 두께(T1)와 제2 전극층(110B)의 두께(T2)를 합한 두께, 예컨대 0.8 내지 1.6㎛로 형성될 수 있다.
제1 전극층(110A)은 기판(100)과 접촉하는 광 입사면(110A-1)과, 제2 전극층(110B)과 접촉하는 광 출사면(110A-2)을 구비하고, 제2 전극층(110B)은 제1 전극층(110A)의 광 출사면(110A-2)과 접촉하는 광 입사면(110B-1)과, 제1 광전 변환부(PV1)의 제1 p형 반도체층(PV1-1)과 접촉하는 광 출사면(110B-2)을 구비한다.
이때, 제1 전극층(110A)의 광 출사면(110A-2)은 텍스처링 표면으로 형성된다. 텍스처링 표면은 복수의 미세 요철을 포함하는 표면을 말하며, AZO를 스퍼터링법에 의해 기판(100)의 표면에 증착한 후, 염산과 같은 산성 용액을 이용하여 광 출사면(110A-2)을 식각하는 것에 의해 형성된다.
제1 전극층(110A)의 광 출사면(110A-2)이 텍스처링 표면으로 형성되므로, 제1 전극층(110A) 위에 형성되는 제2 전극층(110B)의 광 입사면(110B-1)과 광 출사면(110B-2)은 제1 전극층(110A)의 광 출사면(110A-2)에 형성된 텍스처링 표면과 동일한 패턴의 텍스처링 표면으로 형성된다.
이와 같이, 본 실시예의 광 투과 전극(110)은 단파장 대역의 광의 대부분(80% 이상)을 흡수하는 제1 전극층(110A)의 두께를 최소화함과 아울러 상기 제1 전극층(110A)의 광 출사면(110A-2)에 텍스처링 표면을 형성하고, 제1 전극층(110A)에 비해 높은 밴드갭 에너지를 가지며 캐리어 농도가 낮고 이동도가 빠른 물질(IWO)로 제2 전극층(110B)을 형성하고 있다.
따라서, 광 투과 전극(110)의 면 저항 특성을 확보하면서도 광 투과 전극(110)에서 단파장 대역 및 장파장 대역의 광이 흡수되는 양을 감소시킬 수 있으므로, 박막 태양전지의 효율이 개선된다.
또한, 산성 용액을 이용한 통상의 텍스처링 공정을 이용하여 텍스처링 표면을 형성할 수 있으므로, 나노 임프린팅 등을 이용하여 기판의 표면을 텍스처링하는 경우에 비해 저렴한 비용으로 텍스처링 표면을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 태양전지에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 태양전지의 단면도이다. 본 실시예에 있어서, 제1 전극층(110A)과 제2 전극층(110B)의 위치가 서로 바뀐 것 이외의 나머지 구성은 전술한 도 1의 실시예와 동일하므로, 이하에서는 광 투과 전극(110)의 구조에 대해서만 설명한다.
전술한 도 1의 실시예에서는 광 투과 전극(110)이 기판(100)과 접촉하는 제1 전극층(110A)과, 제1 전극층(110A)과 광전 변환부(PV) 사이에 위치하는 제2 전극층(110B)으로 구성되었다.
그러나 본 실시예에서는 광 투과 전극(110)이 기판(100)과 접촉하는 제2 전극층(110B)과, 제2 전극층(110B)과 광전 변환부(PV) 사이에 위치하는 제1 전극층(110A)를 포함한다.
즉, 본 실시예에 있어서, 광 투과 전극(110)을 구성하는 제1 전극층(110A)과 제2 전극층(110B)의 위치는 전술한 도 1의 실시예와 반대로 위치한다.
이와 같이, 제2 전극층(110B)이 기판(100)과 제1 전극층(110A) 사이에 위치하므로, 제2 전극층(110B)의 광 입사면(110B-1)과 광 출사면(110B-2)은 실질적으로 평탄하게 형성된다.
그리고 제2 전극층(110B)과 광전 변환부(PV) 사이에 위치하는 제1 전극층(110A)의 광 입사면(110A-1)은 제2 전극층(110B)의 광 출사면(110B-2)과 동일하게 평탄하게 형성되고, 제1 전극층(110A)의 광 출사면(110A-2)은 도 1의 실시예에서 설명한 바와 같이 텍스처링 표면으로 형성된다.
도 4는 도 3의 변형 실시예에 따른 박막 태양전지의 단면도로서, 본 실시예에 있어서 도 3과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제1 전극층(110A)에 의한 광 산란 특성을 양호하게 유지하기 위해서는 제1 전극층(110A)을 유리와 같은 비정질 기판(100) 위에 형성하는 것이 바람직한데, 도 3에 도시한 박막 태양전지에서는 제1 전극층(110A)이 제2 전극층(110B) 위에 형성되어 있다.
따라서, IWO로 형성된 제2 전극층(110B) 위에 제1 전극층(110A)을 형성하는 도 3의 실시예의 경우에는 제2 전극층(110B) 위에 형성되는 IWO의 결정성이 저하되고, 이로 인해 텍스처링 표면에서 충분한 광 산란 특성을 얻는 것이 용이하지 않다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예의 광 투과 전극(110)은 제2 전극층(110B)과 제1 전극층(110A) 사이에 위치하는 버퍼층(110C)을 더 포함한다.
즉, 본 실시예에서는 광 투과 전극(110)을 형성할 때, 실리콘 산화 질화물(SiOxNy), 비정질 실리콘(a-Si) 및 이산화티탄(TiO2)과 같은 비정질의 물질을 제2 전극층(110B) 위에 증착하여 버퍼층(110C)을 형성한 후, 버퍼층(110C) 위에 제1 전극층(110A)을 형성한다.
이러한 구성의 광 투과 전극(110)은 제1 전극층(110A)이 버퍼층(110C) 위에 형성되므로, 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 전극층(110B) 위에 제1 전극층(110A)을 형성한 도 3의 제2 실시예에 비해 광 산란 특성이 개선되는 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 기판 110: 광 투과 전극
110A: 제1 전극층 110B: 제2 전극층
110C: 버퍼층 120: 반사 전극
PV: 광전 변환부 PV1: 제1 광전 변환부
PV2: 제2 광전 변환부
110A: 제1 전극층 110B: 제2 전극층
110C: 버퍼층 120: 반사 전극
PV: 광전 변환부 PV1: 제1 광전 변환부
PV2: 제2 광전 변환부
Claims (14)
- 기판;
상기 기판 위에 위치하며, 상기 기판에 입사된 광을 투과시키는 광 투과 전극;
상기 광 투과 전극 위에 위치하는 적어도 하나의 광전 변환부; 및
상기 광전 변환부 위에 위치하며, 상기 광전 변환부를 투과한 빛을 상기 광전 변환부로 반사하는 반사 전극
을 포함하며,
상기 광 투과 전극은 제1 밴드갭을 갖는 제1 전극층 및 상기 제1 밴드갭보다 높은 제2 밴드갭을 갖는 제2 전극층을 포함하고,
상기 제1 전극층은 상기 광전 변환부를 향하는 광 출사면이 텍스처링 표면으로 형성되는 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제1 전극층은 상기 기판과 접촉하고, 상기 제2 전극층은 상기 제1 전극층과 상기 광전 변환부 사이에 위치하는 박막 태양전지. - 제2항에서,
상기 제2 전극층은 광 입사면 및 광 출사면이 상기 제1 전극층의 텍스처링 표면과 동일한 패턴의 텍스처링 표면으로 형성되는 박막 태양전지. - 제1항에서,
상기 제2 전극층은 상기 기판과 접촉하고, 상기 제1 전극층은 상기 제2 전극층과 상기 광전 변환부 사이에 위치하는 박막 태양전지. - 제4항에서,
상기 제2 전극층과 상기 제1 전극층 사이에 버퍼층이 더 형성되는 박막 태양전지. - 제5항에서,
상기 버퍼층은 실리콘 산화질화물, 비정질 실리콘(a-Si) 및 이산화티탄(TiO2) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 재질로 형성되는 박막 태양전지. - 제4항에서,
상기 제2 전극층은 광 입사면 및 광 출사면이 실질적으로 평탄하게 형성되는 박막 태양전지. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
상기 제1 전극층은 알루미늄이 도핑된 아연 산화물(Al-doped ZnO)로 형성되고, 상기 제2 전극층은 텅스텐이 도핑된 인듐 산화물(Tungsten-doped Indium oxide)로 형성되는 박막 태양전지. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
상기 제1 전극층은 대략 3.2eV의 제1 밴드갭을 가지며, 상기 제2 전극층은 대략 3.5 내지 3.6eV의 제2 밴드갭을 갖는 박막 태양전지. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
상기 제2 전극층은 상기 제1 전극층에 비해 낮은 캐리어 농도를 갖는 박막 태양전지. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
상기 제2 전극층은 300 내지 400㎚의 파장대역 및 900㎚ 이상의 파장대역에서 상기 제1 전극층에 비해 낮은 광 흡수도를 갖는 박막 태양전지. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
상기 광 투과 전극은 0.8 내지 1.6㎛의 두께로 형성되는 박막 태양전지. - 제12항에서,
상기 제1 전극층은 상기 제2 전극층에 비해 얇게 형성되는 박막 태양전지. - 제13항에서,
상기 제1 전극층은 0.3 내지 0.6㎛의 두께로 형성되고, 상기 제2 전극층은 0.5 내지 1.0㎛의 두께로 형성되는 박막 태양전지.
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| KR1020130003191A KR20140091627A (ko) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | 박막 태양전지 |
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| KR1020130003191A KR20140091627A (ko) | 2013-01-11 | 2013-01-11 | 박막 태양전지 |
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| KR (1) | KR20140091627A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112054072A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-12-08 | 宣城开盛新能源科技有限公司 | 一种连续制备透明导电薄膜的方法及装置 |
-
2013
- 2013-01-11 KR KR1020130003191A patent/KR20140091627A/ko not_active Application Discontinuation
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