KR20150119017A - 선택적으로 도핑된 전도성 산화물 층을 가진 태양 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20150119017A
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제임스 더블유 맥캐미
피터 타우쉬
개리 제이 넬리스
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피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
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Abstract

도펀트가 층내에 선택적으로 분포된 투명 전도성 산화물 층을 갖는 코팅된 기판을 제조하는 방법은, 산화물 전구체 물질 및 도펀트 전구체 물질을 멀티-셀 화학증착용 코터의 각각의 코팅 셀에 선택적으로 공급하는 단계를 포함하되, 이때 공급되는 도펀트의 양은 생성되는 코팅에서 도펀트 함량 대 코팅 깊이를 변화시키도록 선택된다.

Description

선택적으로 도핑된 전도성 산화물 층을 가진 태양 전지 및 이의 제조 방법{SOLAR CELL WITH SELECTIVELY DOPED CONDUCTIVE OXIDE LAYER AND METHOD OF MAKING THE SAME}
본 발명은 일반적으로는 태양 전지, 예를 들면, 광발전(photovoltaic)(PV) 전지, 보다 구체적으로는 선택적으로 도핑된 투명 전도성 산화물 층을 가진 태양 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은, 그의 전체 내용이 본원에서 참고로 인용되는, 2013년 3월 12일자 출원된 미국 가출원 제 61/777,316 호에 대한 우선권 주장 출원이다.
태양 전지(solar cell) 또는 광발전 전지(photovoltaic(PV) cell)는 태양광을 전기로 직접 변환하는 전자 장치이다. 태양 전지를 비추는 광선은 전류 및 전압 모두를 생성하여 전력을 발생시킨다. 태양 전지에서, 태양광으로부터 방출되는 광자는 태양 전지와 충돌하며, 반도체 물질에 의해 흡수된다. 그들의 원자로부터 전자가 방출되어 전위차를 유발한다. 전류는 물질을 통과하여 전위차를 상쇄한다. 태양 전지의 특이한 조성으로 인하여, 전자는 단지 단일 방향으로만 이동할 수 있다.
통상적인 비정질 실리콘 박막 태양 전지는 전형적으로는 그 위에 하부층(underlayer), 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide(TCO)) 접촉층, 및 p-n 접합을 갖는 비정질 실리콘 박막 활성층이 제공되는 유리 기판(커버 플레이트)를 포함한다. 후방 금속층은 리플렉터(reflector) 및 백 접점(back contact)으로서 작용한다. TCO 층은 바람직하게는 광 산란을 증가시키기 위하여 불균일 표면을 갖는다. 태양 전지에서, 광 산란 또는 "헤이즈(haze)"는 전지의 활성 영역에서 광선을 트랩핑하는데 사용된다. 전지내에 트랩핑되는 광선의 양이 많아질수록 수득될 수 있는 효율은 더 높아진다. 그러나, 헤이즈는 TCO 층을 통과하는 광선의 투명도에 악영향을 미칠 만큼 클 수는 없다. 따라서, 광선 트랩핑은 태양 전지의 효율을 향상시키기 위하여 노력할 경우에 중요한 문제이며, 박막 전지 설계시에 특히 중요하다. 이는 또한 최대량의 태양 방사선이 실리콘 층에 전달되도록 TCO 층이 고도로 투명한 경우에도 바람직하다. 일반적으로, 반도체 물질에 도달하는 양자가 많으면 많을수록 전지의 효율은 더 높아진다. 또한, TCO 층은 전지내에서의 전자의 이동을 쉽게 할 수 있을 정도로 고전도성이어야 한다. 이러한 전도도는 TCO 물질에 도펀트 물질을 첨가함으로써 향상될 수 있다.
TCO 층은 태양 전지 성능에 있어서 중요한 인자이다. TCO 물질은 바람직하게는 광 산란을 촉진하기 위하여 전자기 스펙트럼의 목적하는 영역에서 높은 전도도(즉, 낮은 시트 저항), 및 높은 투명도를 가져야만 하며, 높은 헤이즈를 가져야 한다. 그러나, 이러한 인자들은 서로 긴밀한 관계가 있다. 예를 들면, 전도도는 도펀트 농도 및 TCO 층의 두께에 의존한다. 그러나, 도펀트 농도 또는 TCO 층의 두께가 증가하면 일반적으로는 TCO 층의 투명도가 감소한다. 또한, 표면 조도(광 산란)는 일반적으로 코팅 두께에 따라 증가한다. 그러나, 코팅 두께가 증가하면 일반적으로는 코팅을 통한 투과율(특히 가시광선 투과율)이 감소한다. 따라서, 태양 전지용의 TCO 층을 선택할 때 이들 각각의 인자들의 영향 및 상호작용을 잘 따져 보아야 한다.
전도도, 광선 투과율, 및 광 산란이 보다 용이하게 선택될 수 있는 TCO 층을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 인자들이 보다 용이하게 제어될 수 있는 태양 전지용의 TCO 층을 제공하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 TCO 층을 갖는 태양 전지를 제공하는 것이 바람직하다.
태양 전지는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 제 1 기판을 포함한다. 도펀트 물질을 포함하는 투명 전도성 산화물 층을 포함하는 제 1 전도성 층이 상기 제 2 표면의 적어도 일부분 상에 제공된다. 도펀트 물질은 전도성 층내에 선택적으로 분포된다. 반도체 층이 투명한 제 1 전도성 층상에 제공된다. 제 2 전도성 층이 반도체 층의 적어도 일부분 상에 제공된다.
도펀트가 층내에 선택적으로 분포된 투명 전도성 산화물 층을 갖는 코팅된 기판을 제조하는 방법은 멀티-셀 화학 증착용 코터(multi-cell chemical vapor deposition coater)의 각각의 코팅 셀에 산화물 전구체 물질 및 도펀트 전구체 물질을 선택적으로 공급하는 단계를 포함하되, 이때 공급되는 도펀트 물질의 양은 생성되는 코팅에서 도펀트 함량 대 코팅 깊이를 변화시키도록 선택된다.
화학 증착 시스템은 복수의 코팅 셀을 갖는 적어도 하나의 코터를 포함하되, 이때 상기 코팅 셀은 적어도 하나의 산화물 전구체 물질 및 적어도 하나의 도펀트 물질을 포함하는 하나 이상의 코팅 공급원(coating supply source)에 연결된다. 바람직한 실시태양에서, 코팅 셀은 적어도 하나의 산화물 전구체 물질 및 적어도 하나의 도펀트 물질을 포함하는 개개의 코팅 공급원에 개별적으로 연결된다.
도펀트가 코팅층 내에 선택적으로 분포되어 있는 코팅층을 갖는 코팅된 기판을 제조하는 방법은, 멀티-셀 화학 증착용 코터의 코팅 셀에 코팅 전구체 물질을 공급하는 단계; 멀티-셀 화학 증착용 코터의 코팅 셀에 도펀트 전구체 물질을 공급하는 단계; 상기 코팅 전구체 물질 및 상기 도펀트 전구체 물질 중의 적어도 하나의 공급원을 제어하여 코팅 셀에서 코팅 전구체 물질에 대한 도펀트 전구체 물질의 선택된 비를 갖는 코팅 조성물을 한정하는 단계; 및 상기 코팅 조성물을 기판상에 침착시켜 도핑된 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다. 코팅 전구체 물질에 대한 도펀트 전구체 물질의 비는 생성되는 도핑된 코팅의 목적하는 도펀트 함량 대 코팅 깊이 프로필을 한정하도록 선택된다.
코팅 셀의 적어도 일부는 코팅 전구체 공급물 및 도펀트 전구체 공급물에 개별적으로 연결될 수 있다.
첨부된 도면과 관련한 하기 설명으로부터 본 발명이 완전하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 특징을 포함하는 태양 전지의 (축적되지 않은) 측단면도이고;
도 2 는 본 발명의 특징을 포함하는 (축적되지 않은) 화학 증착(CVD) 코팅 시스템의 측면 예상도(side, prospective view)이고;
도 3 은 실시예 1에 대한 TFA 흐름(lb/hr) 대 셀 개수의 그래프이고;
도 4 는 실시예 1에 대한 F/Sn 비 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 5 는 실시예 2에 대한 TFA 흐름(lb/hr) 대 셀 개수의 그래프이고;
도 6 은 실시예 2에 대한 F/Sn 비 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 7 은 실시예 3에 대한 TFA 흐름(lb/hr) 대 셀 개수의 그래프이고;
도 8 은 실시예 3에 대한 F/Sn 비 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 9 는 실시예 4에 대한 TFA 흐름(lb/hr) 대 셀 개수의 그래프이고;
도 10 은 실시예 4에 대한 F/Sn 비 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 11 은 실시예 5에 대한 질소 및 주석 함량 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 12 는 실시예 5에 대한 F/Sn 비 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 13 은 실시예 6의 샘플 1에 대한 주석, 산소 및 불소 함량 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 14 는 실시예 6의 샘플 2에 대한 주석, 산소 및 불소 함량 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 15 는 실시예 6의 샘플 3에 대한 주석, 산소 및 불소 함량 대 코팅 깊이의 그래프이고;
도 16 은 실시예 6에 대한 헤이즈 백분율 대 코팅 두께의 그래프이고;
도 17 은 실시예 6에 대한 시트 저항 대 코팅 두께의 그래프이며;
도 18 은 실시예 6에 대한 헤이즈 대 파장의 그래프이다.
본원에서 사용되는 바와 같은, "왼쪽(left)", "오른쪽(right)", "내부(inner)", "외부(outer)", "상부(above)", "하부(below)" 등과 같은 공간적 또는 방향적 용어는 도면에 도시되어 있는 바와 같은 본 발명에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 다양한 다른 대체 배향을 취할 수 있으며, 따라서 이러한 용어들이 제한적인 것으로 간주되어서는 안되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같은, 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 치수, 물리적 특성, 공정 변수, 성분의 양, 반응 조건 등을 나타내는 모든 수치는 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 하기 명세서 및 특허청구범위에서 제시되는 수치 값은 본 발명에 의해 얻고자 하는 목적하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 적어도, 및 특허청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려고 시도하지 않는 한, 각각의 수치 값은 적어도 보고된 유효 자릿수(significant digit)를 고려하여 통상적인 반올림 기법을 적용하여 해석하여야 한다. 또한, 본원에서 개시되는 모든 범위는 시작 범위 및 종료 범위 값 및 그 범위에 포함되는 임의의 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, "1 내지 10"으로 명시된 범위는 최소값 1과 최대값 10 사이의 (및 이들 두 값을 포함하는) 임의의 모든 하위 범위; 즉, 최소값 1 또는 그 이상에서 시작하여 최대값 10 또는 그 이하에서 끝나는 모든 하위 범위, 예를 들면, 1 내지 3.3, 4.7 내지 7.5, 5.5 내지 10 등을 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같은 "~ 상에 형성되는(formed over)", "~ 상에 침착되는(deposited over)", "~ 상에 제공되는(provided over)", 또는 "~ 상에 위치되는(located over)" 이란 용어는 표면상에 형성, 침착, 제공 또는 위치되지만 필수적으로 표면과 직접 접촉하지는 않는 것을 의미한다. 예를 들면, 기판 "상에 형성되는" 코팅층은 형성되는 코팅층과 기판 사이에 위치되는 동일하거나 상이한 조성을 갖는 하나 이상의 코팅층 또는 필름의 존재를 배제하지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "중합체(polymer)" 또는 "중합체성(polymeric)"이란 용어는 올리고머, 동종중합체, 공중합체, 및 삼원공중합체, 예를 들면, 2 가지 타입 이상의 단량체 또는 중합체로부터 형성된 중합체를 포함한다. 용어 "가시 영역(visible region)" 또는 가시 광선(visible light)"은 380 nm 내지 760 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선을 지칭한다. 용어 "적외선 영역(infrared region)" 또는 "적외선(infrared radiation)"은 760 nm 초과 내지 100,000 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선을 지칭한다. 용어 "자외선 영역(ultraviolet region)" 또는 "자외선(ultraviolet radiation)"은 200 nm 내지 380 nm 미만 범위의 파장을 갖는 전자기 에너지를 의미한다. 용어 "마이크로파 영역(microwave region)" 또는 "마이크로파 방사선(microwave radiation)"은 300 MHz 내지 300 GHz 범위의 주파수를 갖는 전자기 방사선을 지칭한다. 추가적으로, 이들로 국한되는 것은 아니지만, 본원에서 지칭되는 허여된 특허 및 특허출원과 같은 모든 문서는 그들 전체가 "참고로 인용"되는 것으로 간주되어야 한다. 하기 논의에서, 굴절률 값은 550 나노미터(nm)의 기준 파장에 대한 값이다. "필름(film)"이란 용어는 목적하거나 선택된 조성을 갖는 코팅의 영역을 지칭한다. "층(layer)"은 하나 이상의 "필름"을 포함한다. "코팅(coating)" 또는 "코팅 스택(coating stack)"은 하나 이상의 "층"으로 구성된다.
비록 본 발명이 태양 전지의 사용과 관련하여 기술될 것이지만, 본 발명이 태양 전지의 사용으로 국한되는 것이 아니라 건축용 창유리(architectural glazings), 유기 발광 다이오드, 또는 태양 제어용 투명체와 같은 다른 용도에 사용될 수도 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 특징부를 포함하는 예시적인 태양 전지(10)가 도 1에 도시되어 있다. 태양 전지(10)는 제 1 (외부) 주요 표면(14) 및 제 2 (내부) 주요 표면(16)을 갖는 제 1 (외부) 기판(12)을 포함한다. "외부"란 말은 입사 방사선, 예를 들면 태양광과 대면하는 표면을 의미한다. 임의의 하부코팅(18)이 제 2 표면(16)상에 위치될 수 있다. 제 1 전도성 층(20)(예를 들면 TCO 층)은 제 2 표면(16)상에 (예를 들면, 존재하는 경우, 하부코팅(18)상에) 위치된다. 반도체 층(22)은 TCO 층(20)상에 위치된다. 제 2 전도성 층(24)은 반도체 층(22)상에 위치된다. 예를 들면, 제 2 전도성 층(24)은 금속 층 또는 금속-함유 층일 수 있다. 임의의 제 2 (내부) 기판(26)은 제 2 전도성 층(24)상에 위치된다.
본 발명의 광범위한 실시에서, 제 1 기판(12) (및, 존재하는 경우, 임의의 제 2 기판(26))은 특정의 목적하는 특성을 갖는 특정의 목적하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제 1 기판(12)은 가시 광선에 대하여 투명하거나 반투명할 수 있다. "투명한"이란 말은 0% 초과 내지 100%의 가시 광선 투과율을 갖는 것을 의미한다. 이와 달리, 제 1 기판(12)은 반투명할 수 있다. "반투명한"이란 말은 전자기 에너지(예를 들면, 가시 광선)는 통과할 수 있지만 이러한 에너지가 확산됨으로써 관찰자의 반대편에 있는 물체가 선명하게 보이지 않는 것을 의미한다. 적합한 물질의 예로는 플라스틱 기판(예를 들면, 폴리아크릴레이트와 같은 아크릴 중합체; 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리프로필메타크릴레이트 등과 같은 폴리알킬메타크릴레이트; 폴리우레탄; 폴리카보네이트; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등과 같은 폴리알킬테레프탈레이트; 폴리실록산-함유 중합체; 또는 이들을 제조하기 위한 특정의 단량체의 공중합체, 또는 이들의 혼합물); 유리 기판; 또는 이들중 특정한 것들의 혼합물 또는 조합을 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다. 예를 들면, 제 1 기판(12)은 통상적인 소다회-실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 또는 납땜 유리를 포함할 수 있다. 유리는 투명 유리일 수 있다. "투명 유리(clear glass)"란 색조화되지 않거나 착색되지 않은 유리를 의미한다. 이와 달리, 유리는 색조화되거나 아니면 착색된 유리일 수 있다. 유리는 어닐링되거나 열처리된 유리일 수 있다. 본원에서 사용되는 "열처리된(heat treated)"이란 말은 템퍼링되거나 적어도 부분적으로 템퍼링된 것을 의미한다. 유리는 통상의 플로트 유리와 같은 특정 타입일 수 있으며, 특정의 광학적 성질, 예를 들면 특정 값의 가시광선 투과율, 자외선 투과율, 적외선 투과율, 및/또는 전체 태양 에너지 투과율을 갖는 특정의 조성물로 이루어질 수 있다. "플로트 유리(float glass)"란 용융 유리를 용융 주석과 같은 용융 금속욕(molten metal bath) 상에 침착시키는 통상의 플로트 공정에 의해 형성된 유리를 의미한다. 유리의 하부측, 즉, 용융 주석욕과 접촉한 측은 통상적으로는 "주석측(tin side)"이라 지칭되며, 유리의 상부측은 통상적으로는 "공기측(air side)"이라 지칭된다. 유리의 주석측은 유리 표면내에 혼입된 소량의 주석을 함유할 수 있다. 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있는 유리의 비제한적 예로는 미국 펜실베니아주 피츠버그에 소재한 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries Inc.)에서 모두 시판하고 있는 솔라그린®(Solargreen®), 솔엑스트라®(Solextra®), GL-20®, GL-35®, 솔라브론즈®(Solarbronze®), 스타파이어®(Starphire®), 솔라파이어®(Solarphire®), 솔라파이어 PV® 및 솔라그레이®(Solargray®) 유리를 포함한다.
제 1 기판(12)은 특정의 목적하는 치수, 예를 들면, 길이, 폭, 형상, 또는 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 제 1 기판(12)은 평면 형상이거나, 곡면 형상이거나, 또는 평면부 및 곡면부를 모두 가질 수 있다. 하나의 비제한적 실시태양에서, 제 1 기판(12)은 0.5 mm 내지 10 mm, 예를 들면 1 mm 내지 5 mm, 예를 들면 2 mm 내지 4 mm, 예를 들면 3 mm 내지 4 mm 범위의 두께를 가질 수 있다.
제 1 기판(12)은 550 나노미터(nm)의 기준 파장 및 2mm의 기준 두께에서 높은 가시 광선 투과율을 가질 수 있다. "높은 가시 광선 투과율"이란 말은 550 nm에서 가시 광선 투과율이 85% 이상, 예를 들면 87% 이상, 예를 들면 90% 이상, 예를 들면 91% 이상, 예를 들면 92% 이상, 예를 들면 93% 이상인 것을 의미한다.
임의의 하부코팅(18)은, 존재하는 경우, 단일 층 코팅이거나 또는 제 1 층 및 상기 제 1 층 상의 제 2 층을 갖는 다층 코팅일 수 있다. 하부코팅(18)은 제 1 기판(12)과 상부 코팅층 사이에 장벽을 제공할 수 있다. 실리카는 특히 유리 기판의 바깥쪽으로의 나트륨 이온 확산에 대한 장벽으로서 양호한 장벽 특성(barrier property)을 제공하는 것으로 알려져 있다. 이와 달리, 하부코팅(18)은 실리콘, 티타늄, 알루미늄, 주석, 지르코늄, 인의 산화물 중에서 선택되는 2 가지 이상의 산화물의 혼합물일 수 있다. 산화물은 특정의 목적하는 비율로 존재할 수 있다. 하부코팅(18)의 제 2 층은, 존재하는 경우, 균질 코팅일 수 있다. 이와 달리, 제 2 층은 코팅 두께를 통하여 변화하는 코팅의 적어도 2 가지 성분의 상대적인 비율을 가진 구배 코팅일 수 있다.
TCO 층(20)은 도핑된 산화물 층과 같은 적어도 하나의 전도성 산화물 층을 포함한다. 예를 들면, TCO 층(20)은 하나 이상의 Zn, Fe, Mn, Al, Ce, Sn, Sb, Hf, Zr, Ni, Zn, Bi, Ti, Co, Cr, Si, In 중의 하나 이상, 또는 주석산 아연과 같은 이러한 물질중 둘 이상의 합금의 산화물을 포함할 수 있지만, 이들로 국한되는 것은 아니다. TCO 층(20)은 또한 F, In, Al, P, Cu, Mo, Ta, Ti, Ni, Nb, W, 및/또는 Sb 와 같은 하나 이상의 도펀트 물질을 포함할 수도 있지만, 이들로 국한되는 것은 아니다.
TCO 층(20)은 200 nm 초과, 예를 들면 250 nm 초과, 예를 들면 350 nm 초과, 예를 들면 380 nm 초과, 예를 들면 400 nm 초과, 예를 들면 420 nm 초과, 예를 들면 470 nm 초과, 예를 들면 500 nm 초과, 예를 들면 600 nm 초과 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, TCO 층(20)은 350 nm 내지 1,000 nm, 예를 들면 400 nm 내지 800 nm, 예를 들면 500 nm 내지 700 nm, 예를 들면 600 nm 내지 700 nm 범위의 두께를 가질 수 있다.
TCO 층(20)은 20 오옴/평방(Ω/□) 미만, 예를 들면 15 Ω/□ 미만, 예를 들면 14 Ω/□ 미만, 예를 들면 13.5 Ω/□ 미만, 예를 들면 13 Ω/□ 미만, 예를 들면 12 Ω/□ 미만, 예를 들면 11 Ω/□ 미만, 예를 들면 10 Ω/□ 미만의 표면 저항(시트 저항)을 가질 수 있다.
TCO 층(20)은 5 nm 내지 60 nm, 예를 들면 5 nm 내지 40 nm, 예를 들면 5 nm 내지 30 nm, 예를 들면 10 nm 내지 30 nm, 예를 들면 10 nm 내지 20 nm, 예를 들면 10 nm 내지 15 nm, 예를 들면 11 nm 내지 15 nm 범위의 표면 조도(surface roughness)(RMS)를 가질 수 있다. 제 1 하부코팅 층의 표면 조도는 TCO 층(20)의 표면 조도보다 작을 것이다.
바람직한 실시태양에서, TCO 층(20)은 불소 도핑된 산화주석 코팅으로, 이때 불소는 코팅의 총 중량을 기준하여 20 중량% 미만, 예를 들면 15 중량% 미만, 예를 들면 13 중량% 미만, 예를 들면 10 중량% 미만, 예를 들면 5 중량% 미만, 예를 들면 4 중량% 미만, 예를 들면 2 중량% 미만, 예를 들면 1 중량% 미만의 양으로 존재한다. TCO 층(20)은 비정질, 결정질, 또는 적어도 부분적으로 결정질일 수 있다. 그러나, 종래의 TCO 층과 달리, 본 발명의 TCO 층은 코팅 두께 전반에 걸쳐 필수적으로 균일한 도핑 프로필을 갖지 않는다. 본 발명의 실시에서, 도펀트 함량은 하기에서 기술되는 TCO 층 형성 공정에 의해 TCO 층의 선택된 영역에서 선택되거나 변화할 수 있다.
하나의 바람직한 실시태양에서, TCO 층(20)은 불소 도핑된 산화주석을 포함하며, 350 nm 내지 1,000 nm, 예를 들면 400 nm 내지 800 nm, 예를 들면 500 nm 내지 700 nm, 예를 들면 600 nm 내지 700 nm 범위, 예를 들면 650 nm의 두께를 갖는다.
반도체 층(22)은 결정질 실리콘과 같은 특정의 통상적인 태양 전지용 반도체 물질일 수 있다. 그 예로는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 및 비정질 실리콘을 포함한다. 반도체 물질의 다른 예로는 카드뮴 텔루라이드 및 구리 인듐 셀레나이드/설파이드를 포함한다. 전형적인 실리콘 태양 전지에서, 인-도핑된(n-형) 실리콘의 층은 더 두꺼운 붕소-도핑된(p-형) 실리콘의 상부에 위치한다. 전지가 전기적 부하에 접속될 때 소형 p-n 접합부에서 전기장이 생성되어 전류의 흐름이 발생한다. 비정질 실리콘 층(22)은 200 nm 내지 1,000 nm, 예를 들면 200 nm 내지 800 nm, 예를 들면 300 nm 내지 500 nm, 예를 들면 300 nm 내지 400 nm 범위, 예를 들면 350 nm의 두께를 가질 수 있다.
제 2 전도성 층(24)은 금속 층 또는 금속 함유 층일 수 있으며, 하나 이상의 금속 산화물 물질을 포함할 수 있다. 적합한 금속 산화물 층의 예로는 하나 이상의 Zn, Fe, Mn, Al, Ce, Sn, Sb, Hf, Zr, Ni, Zn, Bi, Ti, Co, Cr, Si, In, 또는 이들 물질중의 2 가지 이상의 합금, 예를 들면 주석산 아연을 포함하지만, 이들로 국한되는 것은 아니다. 금속 함유 층(24)은 50 nm 내지 500 nm, 예를 들면 50 nm 내지 300 nm, 예를 들면 50 nm 내지 200 nm, 예를 들면 100 nm 내지 200 nm 범위, 예를 들면 150 nm의 두께를 가질 수 있다.
임의의 제 2 기판(26)은, 존재하는 경우, 제 1 기판(12)에 대해 상술된 특정의 물질일 수 있다. 제 1 기판(12) 및 제 2 기판(26)은 동일하거나 상이한 물질일 수 있으며, 동일하거나 상이한 두께를 가질 수 있다.
하부코팅(18), TCO 층(20), 반도체 층(22), 및 제 2 전도성 층(24)은 분무 열분해법, 화학 증착법(CVD), 또는 마그네트론 스퍼터링식 진공 증착법(magnetron sputtered vacuum deposition)(MSVD)과 같은 특정의 통상적인 방법에 의해 기판(12)의 적어도 일부분 상에 형성시킬 수 있지만, 이러한 방법으로 국한되는 것은 아니다. 상기 층들이 모두 동일한 방법에 의해 형성될 수 있거나, 또는 상이한 방법에 의해 상이한 층들이 형성될 수 있다. 예를 들면, 임의의 하부코팅 층(18) 및 TCO 층(20)은 CVD 방법에 의해 형성될 수 있다. CVD 방법에서, 전구체 조성물은 운반 가스, 예를 들면, 질소 가스내에 담지되어 가열된 기판쪽으로 이동한다. 본 발명의 하나의 실시에서, TCO 층(20)은 하기에서 기술되는 바와 같이 용융 주석욕중에서 CVD 코팅 시스템에 의해 형성된다.
TCO 층의 선택적 침착
도 2에 예시된 본 발명의 하나의 바람직한 실시에서, TCO 층(20)은 통상적인 플로트 유리 제조 공정의 용융 금속(주석) 주석욕(52)내에 위치된 CVD 코팅 시스템(50)을 이용하여 침착시킨다. CVD 코팅 시스템(50)은 하나의 코터(coater) 또는 복수의 코터를 가질 수 있다. 도 2에 도시된 실시태양에서, 코팅 시스템은 제 1 CVD 코터(52) 및 제 2 CVD 코터(54)를 가지고 있다. 그러나, 특정의 목적하는 개수의 코터가 이용될 수 있다. 각각의 코터(52 및 54)는 유리 기판(56)이 용융 금속욕 중에서 용융 금속의 상부를 따라 이동함에 따라 하부 유리 기판(56) 상에 코팅 물질을 공급하도록 복수의 코팅 셀(예를 들면, 코팅 슬롯)을 갖는다. 본 기술분야의 전문가들은 CVD 코터 및 통상적인 플로트 유리 제조 공정의 일반적인 구조 및 동작을 잘 이해하고 있을 것이므로 상세하게 기술하지 않을 것이다.
예시된 실시태양에서, 제 1 코터(52)는 3개의 코팅 셀(A1 - A3)을 가지며, 제 2 코터(54)는 7개의 코팅 셀(B1 - B7)을 갖는다. 이러한 셀 번호는 임의적이며, 하기에서 기술되는 공정에 대한 논의를 돕기 위하여 간단하게 나타낸 것이다. 각각의 코팅 셀은 유리에 코팅 조성물을 공급하기 위하여 매니폴드에 접속될 수 있다. 다른 방법으로, 하나 이상의 셀 또는 셀의 셋트가 코팅 전구체 물질의 공급원(supply) 및/또는 도펀트 전구체 물질의 공급원에 개별적으로 연결될 수도 있다. 이러한 접속은 파이프, 도관, 또는 특정의 다른 통상적인 방법을 통하여 이루어질 수 있다. 도 2에서, 제 2 코터(54)의 코팅 셀(B1 - B7)은 개개의 코팅 전구체 공급원(60) 및 도펀트 전구체 공급원(62)에 각각 개별적으로 연결된다. 제 1 코터(52)도 또한 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시에서, 제 1 코터(52)는 유리상에 하부코팅을 적용하는데 이용될 수 있으며, 제 2 코터(54)는 탑 코트(top coat), 예를 들면, 하기에서 기술되는 바와 같이, 선택된 도펀트 프로필을 갖는 TCO 코팅을 공급하는데 이용될 수 있다. 도 2에 예시된 바람직한 실시태양에서는 각각의 코팅 셀이 코팅 전구체 공급원(60) 및 도펀트 전구체 공급원(62)에 개별적으로 연결되는 반면, 특정의 코팅 구성에 바람직한 경우에는, 2개 이상의 셀이 예를 들면 매니폴드에 의해 동일한 코팅 전구체 공급원(60)에 접속될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 경우에 따라서는, 목적하는 최종 코팅 조성물에 허용될 수 있는 경우, 도펀트 전구체 공급원(62)이 2개 이상의 코팅 전구체 공급원(60) 도관에 작용적으로(operatively) 접속될 수 있다.
코팅 전구체 공급원(60)은, 고온 유리(56) 상으로 인도되었을 때, 반응하거나 분해되어 목적하는 조성을 갖는 코팅을 형성하는 전구체 물질을 함유하는 공급원 또는 용기이다. 산화물 코팅을 형성하기 위하여, 코팅 전구체 물질은, 고온 유리(56) 상으로 인도되었을 때, 산소와 반응하거나 결합되어 산화물을 형성하는 물질을 포함할 수 있다. 이러한 물질의 예로는 하나 이상의 Zn, Fe, Mn, Al, Ce, Sn, Sb, Hf, Zr, Ni, Zn, Bi, Ti, Co, Cr, Si, In, 또는 이들 물질중의 2 가지 이상의 합금, 예를 들면 주석산 아연의 산화물용의 전구체를 포함한다. 이러한 전구체 물질은 시판되고 있으며, 목적하는 코팅 조성물에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 모노부틸주석 트리클로라이드(MBTC)는 주석 산화물 코팅용의 전구체이고, 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS)는 실리카 코팅용의 전구체이며, 트리이소부틸알루미늄(TIBAL)은 알루미나 코팅용의 전구체이다.
도펀트 전구체 공급원(62)은 코팅 물질이 유리 표면상에 침착되기 전에 코팅 전구체 물질과 혼합되는 물질 또는 도펀트를 함유하는 공급원 또는 용기이다. 통상의 도펀트 물질로는 F, In, Al, P, Cu, Mo, Ta, Ti, Ni, Nb, W, 및/또는 Sb 를 포함한다. 예를 들면, 육불화텅스텐은 텅스텐용의 전구체이며, 트리플루오로아세트산(TFA)은 불소용의 전구체이다. 이러한 전구체 물질은 시판되고 있으며, 목적하는 도펀트에 기초하여 선택될 수 있다.
유리(56)상에 공급된 코팅 조성물은 다양한 코팅 공급원으로부터 코터의 개개의 셀에 공급되는 코팅 전구체 물질 및 도펀트 전구체 물질의 양 또는 비율을 선택하거나 변화시킴으로써 각각의 코팅 셀에서 변화될 수 있다. 예를 들어 예시를 위하여, 각각의 셀은 코팅 전구체 공급원(60)으로서의 주석 산화물 전구체 물질(예를 들면 MBTC) 및 도펀트 전구체 공급원(62)으로서의 불소 전구체 물질(예를 들면 TFA)의 공급원에 접속될 수 있다. 인지할 수 있는 바와 같이, 셀은 또한 운반 가스 공급원(예를 들면 질소 또는 산소) 및 급수원 공급원(water source supply) 등과 같은 CVD 코팅 공정에 대표적인 다른 공급원에 접속될 수도 있다. 그러나, 논의의 편의를 위하여, 이러한 다른 공급원들에 대해서는 구체적으로 나타내지 않는다. 각각의 셀에서 코팅 성분(예를 들면, 코팅 전구체 및 도펀트 전구체)의 비율을 변화시킴으로써, 특정 목적에서 요구되는 바에 따라 생성되는 코팅을 통한 도펀트 농도가 제어될 수 있다.
예를 들어, 통상적인 태양 전지의 경우, TCO 층의 외측 표면은 전도성인(즉, 낮은 시트 저항을 갖는) 것이 바람직하다. 종래의 방법에서, 이는 코팅 전구체 물질에 전도성 도펀트를 첨가하여 코팅 조성물을 형성시킨 다음 생성된 코팅 조성물을 유리 표면에 적용시킴으로써 달성하였다. 생성되는 코팅은 코팅 전반에 걸쳐 균일하게 분포된 도펀트를 함유하였다. 이러한 코팅은 전도성 외측 표면을 가지고 있었지만, 외부 표면에서 멀리 떨어져 코팅내의 깊은 곳에 위치된 도펀트는 코팅의 표면 전도도에 거의 기여하지 못하였으며 실제로는 전체 코팅 투명도에 손상을 초래하였다. 본 발명에서, 도펀트 농도는 목적하는 시트 저항을 제공하도록 TCO 코팅의 외측부(상부)에서 편향되거나 선택적으로 제한될 수 있지만 층의 이송시에 악영향을 미칠 정도로 코팅의 깊은 곳에 존재하지 않을 수 있다.
이와 달리, 주석 산화물 코팅의 외측 표면이 높은 시트 저항을 가지지만 코팅이 전도성인 것이 바람직한 경우, 도펀트 물질은 코팅의 하부에서 가까운 곳에 우선적으로 첨가될 수 있지만 층의 상부에서 가까운 곳에는 존재하지 않을 수 있다.
또는, 다른 영역보다 더 많은 도펀트 물질을 가진 코팅의 여러 영역을 갖는 것이 바람직할 경우, 이는 또한 CVD 코터(들)의 선택된 셀에 도펀트 물질을 선택적으로 첨가함으로써 달성될 수도 있다.
상기 바람직한 실시태양에서는 개개의 코팅 전구체 공급원(60) 및 도펀트 전구체 공급원(62)이 코팅 셀과 흐름 연통되어 있었지만, 개개의 코팅 셀이 또한 코팅 전구체 물질 및 도펀트 전구체 물질의 혼합물을 함유하는 단일의 코팅 공급원에 각각 접속되는 것이 가능할 수도 있으나, 이때 이들 성분들의 비율은 상이한 코팅 셀에 접속되는 상이한 코팅 공급원 사이에서 서로 상이하다.
하기 실시예는 본 발명의 다양한 비제한적 양태를 예시하기 위하여 제공된 것이다. 그러나, 본 발명이 이들 특정 실시예로 국한되는 것이 아니라는 것을 알아야 한다.
실시예
하기 실시예들은 주석 산화물 코팅 전구체 물질(MBTC) 및 불소 도펀트 전구체 물질(TFA)을 사용하여 형성시킨 불소 도핑된 주석 산화물 코팅을 예시한다. 그러나, 이는 단지 본 발명의 일반적인 양태를 예시하는 것이지 본 발명이 이들 특정 물질로 국한되는 것이 아니라는 것을 알아야 한다.
각각의 하기 실시예는 3.2㎜의 두께를 갖는 투명한 유리 기판을 사용하였다. TCO 코팅은 상술된 바와 같은 제 2 코터(54)를 사용하여 665㎚의 두께를 갖도록 침착시켰다. 셀(B1 - B7)이 사용되었다. 각각의 셀은 시간당 52.3 파운드(lb/hr)의 주석 전구체(MBTC) 흐름 속도 및 14.6 lb/hr의 물 흐름 속도를 가졌다. 각각의 셀에 대한 불소 전구체(TFA)의 양은 각각의 실시예에 기술된 바와 같이 변화되었다. 이들 실시예에서, 유리는 도 2에서 좌측에서 우측으로 이동하였다. 즉, 셀(B7)은 유리(56)와 마주하게 되는 제 2 코터(54)의 첫 번째 활성 셀(active cell)이었으며, 셀(B1)은 유리와 마주하게 되는 마지막 활성 셀이었다. 코팅이 형성된 후, x-선 광전자 방출 분광법을 이용하여 코팅을 스퍼터 프로빙(sputter probed)하여 불소 농도 대 코팅 깊이에 있어서의 변화를 측정하였다. 스퍼터링 시간(sputter time)은 깊이를 나타내는 지표로서, 1초의 스퍼터링 시간은 약 1.5 옹스트롬(Å)과 같다.
실시예 1
도 3에 설명되어 있는 바와 같이 TFA를 각각의 셀에 공급하였다. 본 실시예에서는 각각의 셀에 대해 균일한 TFA 흐름 속도를 사용하였다. 코팅을 스퍼터 프로빙하였으며, 그 결과를 도 4에 도시하였다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 불소 농도는 코팅 깊이 전반에 걸쳐 비교적 균일하였다. TCO 코팅은 8.6 Ω/□의 시트 저항, 82.6%의 광선 투과율, 및 0.96%의 헤이즈를 가졌다.
실시예 2
도 5에 설명되어 있는 바와 같이 TFA를 각각의 셀에 공급하였다. 본 실시예에서는 더 낮은 초기 TFA 흐름 속도를 사용하였다. 코팅을 스퍼터 프로빙하였으며, 그 결과를 도 6에 도시하였다. 알 수 있는 바와 같이, 불소 농도는 코팅의 하부에서는 더 낮고 코팅의 상부에서는 더 높았다. TCO 코팅은 8.8 Ω/□의 시트 저항, 82.8%의 광선 투과율, 및 0.79%의 헤이즈를 가졌다.
실시예 3
도 7에 설명되어 있는 바와 같이 TFA를 각각의 셀에 공급하였다. 본 실시예에서는 더 높은 초기 TFA 흐름 속도 및 더 낮은 최종 흐름 속도를 사용하였다. 코팅을 스퍼터 프로빙하였으며, 그 결과를 도 8에 도시하였다. 알 수 있는 바와 같이, 불소 농도는 코팅의 하부에서는 더 높고 코팅의 상부에서는 더 낮았다. TCO 코팅은 9.4 Ω/□의 시트 저항, 82.1%의 광선 투과율, 및 1.09%의 헤이즈를 가졌다.
실시예 4
도 9에 설명되어 있는 바와 같이 TFA를 각각의 셀에 공급하였다. 본 실시예에서는 낮은 초기 TFA 흐름 속도, 중간 흐름 속도, 및 이어서 높은 흐름 속도를 사용하였다. 코팅을 스퍼터 프로빙하였으며, 그 결과를 도 10에 도시하였다. 알 수 있는 바와 같이, 불소 농도는 코팅의 하부에서는 더 낮고 코팅의 상부에서는 더 높았으며, 코팅의 중앙부 근처에서 전이 대역(transition zone)을 가졌다. TCO 코팅은 9.0 Ω/□의 시트 저항, 82.7%의 광선 투과율, 및 0.80%의 헤이즈를 가졌다.
실시예 5
본 실시예는 코팅 깊이의 함수로서의 불소 조성물에서의 불연속 단계 변화(step change)를 가진 TCO 코팅을 나타낸다. 기판은 3.2㎜ 투명 유리였으며, 코팅은 385㎚의 두께를 가졌다. 6개의 코터 셀을 사용하였다. MBTC 흐름 속도는 43.6 lb/hr이었으며, 물 흐름 속도는 7.9 lb/hr이었다. TFA 흐름 속도는, 셀 5에서는 8.2 lb/hr이었고, 셀 1 및 3에서는 14.03 lb/hr이었으며, 셀 2, 4 및 6에서는 0 lb/hr이었다. 코팅은 도 11에 도시된 조성물 프로필을 가졌다. 도 12는 코팅에 대한 F/Sn 비율 대 깊이를 나타낸다. 불소 조성물의 불연속 영역이 코팅내에 형성되었다. TCO 코팅은 21.0 Ω/□의 시트 저항, 84.1%의 광선 투과율, 및 0.70%의 헤이즈를 가졌다.
실시예 6
본 실시예는 일정한 시트 저항을 유지하면서 헤이즈를 제어할 수 있는, 깊이의 함수로서의 불소 조성물에서의 단계 변화를 갖는 TCO 코팅을 예시한 것이다. 유리는 4.0㎜의 두께를 갖는 저철분 유리(low-iron glass)였다. 8개의 코팅 셀을 사용하였다. 제 1 코터의 셀 A3은 본 실시예에서는 "셀 8"로 명명되며, 셀 1-7은 상기에서 기술된 셀 B1-B7을 지칭한다. 각각의 셀은 하기 표 1에 나타난 MBTC, 물, 및 TFA 흐름 속도를 가졌다. 모든 값의 단위는 lbs/hr 이다.
표 1
Figure pct00001
코팅은 하기 표 2에 나타난 헤이즈 및 시트 저항값을 가졌다. 두께 값의 단위는 ㎚이고, 헤이즈 값은 백분율(%)이며, 시트 저항값은 오옴/평방(Ω/□)이다.
표 2
Figure pct00002
도 13은 샘플 1에 대한 산소, 주석, 및 불소 함량 대 깊이를 나타내는 그래프이다. 도 14는 샘플 2에 대한 산소, 주석, 및 불소 함량 대 깊이를 나타내는 그래프이다. 도 15는 샘플 3에 대한 산소, 주석, 및 불소 함량 대 깊이를 나타내는 그래프이다.
도 16은 샘플 1 내지 3에 대한 전체 층 두께 대 헤이즈를 나타낸 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 두께가 증가함에 따라 헤이즈가 증가한다. 도 17은 샘플 1 내지 3에 대한 코팅 두께 대 시트 저항을 나타낸 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 시트 저항은 코팅 두께가 증가된 경우에 조차도 비교적 일정하게 유지되었다. 도 18은 샘플 1 내지 3에 대한 투과 헤이즈 대 파장의 그래프이다.
본 기술분야의 전문가들은 전술한 설명에서 개시된 개념을 벗어나지 않고서도 본 발명을 변경할 수 있다는 것을 쉽게 인지할 수 있을 것이다. 따라서, 본원에서 상세하게 기술된 특정 실시태양은 단지 예시적인 것이지 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주에는 첨부된 특허청구범위 전체 및 이들의 특정의 모든 균등물이 포함된다.

Claims (20)

  1. 도펀트가 코팅층내에 선택적으로 분포된 코팅층을 갖는 코팅된 기판을 제조하는 방법으로서,
    코팅 전구체 물질을 멀티-셀 화학 증착 코터(coater)의 코팅 셀(coating cell)에 공급하는 단계;
    도펀트 전구체 물질을 멀티-셀 화학 증착 코터의 코팅 셀에 공급하는 단계;
    상기 코팅 전구체 물질 및 상기 도펀트 전구체 물질중의 적어도 하나의 공급원을 제어하여, 상기 코팅 셀에서 상기 코팅 전구체 물질에 대한 상기 도펀트 전구체 물질의 선택된 비율을 갖는 코팅 조성물을 한정하는 단계; 및
    상기 코팅 조성물을 기판상에 침착시켜 도핑된 코팅층을 형성하는 단계
    를 포함하되, 이때 상기 코팅 전구체 물질에 대한 상기 도펀트 전구체 물질의 비율이, 생성되는 도핑된 코팅의 목적하는 도펀트 함량 대 코팅 깊이를 한정하도록 선택되는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 셀의 적어도 일부가 코팅 전구체 공급원 및 도펀트 전구체 공급원에 개별적으로 연결되는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅층이 투명 전도성 산화물 층인, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 전구체 물질이, Zn, Fe, Mn, Al, Ce, Sn, Sb, Hf, Zr, Ni, Zn, Bi, Ti, Co, Cr, Si, 및 In 중 하나 이상, 또는 이들 물질중 둘 이상의 합금을 포함하는 산화물 코팅을 위한 전구체 물질을 포함하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도펀트 전구체 물질이 F, In, Al, P, 및 Sb 중에서 선택되는 적어도 하나의 도펀트를 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도펀트가 주석 산화물 층내에 불균일하게 분포되도록 상기 코팅 전구체 물질 및 상기 도펀트 전구체 물질중 적어도 하나의 공급원을 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 전구체 물질이 주석 산화물 층을 형성하도록 주석 산화물 전구체를 포함하며, 상기 도펀트 전구체 물질이 불소 전구체를 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    불소 함량이 주석 산화물 층의 하부 근처에서보다 주석 산화물 층의 상부에서 더 높은, 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    불소 함량이 주석 산화물 층의 하부 근처에서보다 주석 산화물 층의 상부에서 더 낮은, 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    불소 함량이 주석 산화물 층의 상부 또는 하부에서보다 주석 산화물 층의 중간 영역에서 더 높은, 방법.
  11. 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 제 1 기판;
    전도성 층내에 선택적으로 분포된 도펀트 물질을 포함하는 투명 전도성 산화물 층인, 상기 제 2 표면의 적어도 일부분 위의 제 1 전도성 층;
    상기 투명한 제 1 전도성 층 위의 반도체 층; 및
    상기 반도체 층의 적어도 일부분 위의 제 2 전도성 층
    을 포함하는 태양 전지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 표면과 제 1 전도성 층 사이에 하부코팅층(undercoating layer)을 더 포함하는 태양 전지.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 전도성 층 위에 제 2 기판을 더 포함하는 태양 전지.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 층이 Zn, Fe, Mn, Al, Ce, Sn, Sb, Hf, Zr, Ni, Zn, Bi, Ti, Co, Cr, Si, 및 In 중의 하나 이상, 또는 이들 물질중 둘 이상의 합금의 산화물을 포함하는, 태양 전지.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 층이 F, In, Al, P, 및 Sb 중에서 선택되는 적어도 하나의 도펀트를 포함하는, 태양 전지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 전도성 층이 불소-도핑된 주석 산화물 층을 포함하는, 태양 전지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 불소가 주석 산화물 층내에 불균일하게 분포된, 태양 전지.
  18. 제 17 항에 있어서,
    불소 함량이 주석 산화물 층의 하부 근처에서보다 주석 산화물 층의 상부에서 더 높은, 태양 전지.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 반도체 층이 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 카드뮴 텔루라이드, 및 구리 인듐 셀레나이드/설파이드 중에서 선택되는, 태양 전지.
  20. 복수의 코팅 셀을 갖는 적어도 하나의 코터를 포함하는 화학 증착 시스템으로서,
    상기 코팅 셀이, 적어도 하나의 산화물 물질 및 적어도 하나의 도펀트 전구체 물질을 포함하는 개개의 코팅 공급원에 개별적으로 연결되는, 화학 증착 시스템.
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