KR20150137161A - 태양 전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

태양 전지 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계; (b) 상기 후면전극층 상에 광흡수층을 형성하는 단계; (c) 상기 광흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; (d) 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 전면전극층에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리하는 단계를 포함하는 태양전지 및 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.

Description

태양 전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 광투과도가 향상된 전면전극층을 포함하는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 환경규제에 따라 탄소 배출량을 줄이기 위한 신재생 에너지 개발의 일환으로, 태양광을 전기에너지로 변환하므로 설치장소에 제약이 작고 쉽게 전력을 발전할 수 있는 태양전지가 주목받고 있다.
이러한 태양전지는 단결정 또는 다결정 실리콘 웨이퍼를 이용하여 제작되나, 일반적으로 단결정 실리콘이 광전변환 효율이 가장 높아 대규모 발전시스템 분야 등에서 널리 사용된다. 그러나, 이러한 단결정 실리콘은 제작공정이 복잡하고 가격이 높아 비경제적이다.
따라서, 비록 효율은 비교적 떨어지지만 저급의 실리콘 웨이퍼를 사용하는 다결정 실리콘으로 태양전지를 제조하는 방법이 개발되어 현재 주택용 발전시스템 등에 사용되고 있다. 그러나, 이 역시 공정이 복잡하고 최근 실리콘의 가격 급등으로 인한 원자재 가격의 단가 상승으로 인하여 태양전지 제조비용을 낮추는데 한계가 있다.
이에 따라, 최근에는 이를 극복하기 위한 박막형 태양전지로서, 다중접합구조의 비정질 실리콘을 사용하는 방법과, 칼코게나이드계 화합물 등의 화합물 반도체를 사용하는 방법이 개발되고 있다.
본 발명은 전면전극층 특성과 최종적인 태양전지의 성능을 높이기 위해, 태양전지의 전면전극층에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법 등을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 (a) 기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계; (b) 상기 후면전극층 상에 광흡수층을 형성하는 단계; (c) 상기 광흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; (d) 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 전면전극층에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법을 제공한다.
상기 (e)단계에서 다단 열처리는 2회 내지 10회 반복 수행될 수 있다.
상기 (e)단계에서 다단 열처리시 인가되는 RF-파워(RF-power)는 0.01KW 내지 10KW일 수 있다.
상기 (e)단계에서 전자빔의 1회 조사량은 0.01KeV 내지 10KeV일 수 있다.
상기 (e)단계에서 전자빔의 1회 조사시간은 0.1초 내지 10초일 수 있다.
상기 (e)단계에서 다단 열처리는 전자빔의 1회 조사량을 변화시키면서 수행될 수 있다.
상기 전자빔 1회 조사량은 n단(n은 1이상의 정수) 열처리시 전자빔의 1회 조사량은 0.01KeV 내지 0.7KeV이고, n+1단 열처리시 전자빔의 1회 조사량은 0.8KeV 내지 1.5 KeV일 수 있다.
상기 (e)단계에서 전면전극층은 i형 ZnO박막 및 Ⅲ족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 n형 ZnO박막 또는 ITO(Indium Tin Oxide)박막을 포함할 수 있다.
상기 (e)단계에서 전면전극층의 두께는 300nm 내지 1500nm일 수 있다.
상기 (d)단계 및 상기 (e)단계가 동시에 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 방법으로 제조된 태양전지를 제공한다.
본 발명은 태양전지의 광흡수층에 손상이 없도록, 태양전지의 전면전극층에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리함으로써, 전면전극층의 광투과도를 높이고, 표면 저항을 낮춤으로써 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 광투과도가 향상된 전면전극층을 포함하는 태양전지의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1~2 및 비교예 1~2에 따른 태양전지의 개방전압(Voc), 단락전류밀도(Jsc), 충전인자(FF), 광전변환효율(η), 션트 저항(R shunt) 및 직렬 저항(R series)을 측정하여 나타낸 것이다.
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.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상 (또는 하)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상 (또는 하) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 (a) 기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계; (b) 상기 후면전극층 상에 광흡수층을 형성하는 단계; (c) 상기 광흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계; (d) 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 전면전극층에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 태양전지를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 광투과도가 향상된 전면전극층을 포함하는 태양전지의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 전면전극층을 포함하는 태양전지(1)의 제조방법은 (a) 기판(10) 상에 후면전극층(20)을 형성하는 단계; (b) 상기 후면전극층(20) 상에 광흡수층(30)을 형성하는 단계; (c) 상기 광흡수층(30) 상에 버퍼층(40)을 형성하는 단계; (d) 상기 버퍼층(40) 상에 전면전극층(50)을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 전면전극층(50)에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리(2회 내지 10회 반복)하는 단계를 포함하여 이루어진다.
(a): 기판(10) 상에 후면전극층(20)을 형성
상기 (a) 단계에서 기판(10)은 일반적으로 유리 기판이 사용될 수 있으며, 세라믹 기판, 금속 기판 또는 폴리머 기판 등도 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리 기판으로는 소다라임 유리(sodalime) 또는 고변형점 소다유리(high strained pointsoda glass) 기판을 사용할 수 있고, 금속 기판으로는 스테인레스 스틸 또는 티타늄을 포함하는 기판을 사용할 수 있으며, 폴리머 기판으로는 폴리이미드(polyimide) 기판을 사용할 수 있다.
상기 기판(10)은 투명할 수 있다. 상기 기판(10)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible) 할 수 있다.
상기 (a) 단계에서 후면전극층(20)은 상기 기판(10) 상에 형성되고, 도전층으로서, Mo 등의 금속을 포함할 수 있다.
상기 후면전극층(20)은 하나의 층으로 이루어질 수도 있고, 2층 이상의 복수층으로 이루어질 수도 있다. 상기 후면전극층(20)이 2층 이상의 복수층으로 이루어지는 경우, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.
상기 후면전극층(20)의 형성은 스퍼터링, 진공증발법, 화학기상법, 원자층 증착법, 이온빔증착법, 스크린프린팅, 스프레이 딥코팅, 테이프개스팅 및 잉크젯으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 공지의 방법에 의한 것일 수 있다.
상기 후면전극층(20)의 두께는 0.1㎛ 내지 1㎛인 것이 바람직하고, 0.5㎛인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
(b): 후면전극층 (20) 상에 광흡수층(30)을 형성
상기 (b) 단계에서 광흡수층(30)은 상기 후면전극층(20) 상에 형성되는 것으로, 상기 광흡수층(30)은 상기 후면전극층(20) 상에 광흡수층 물질을 증착 및 열처리하여 형성된다.
상기 광흡수층(30)은 광흡수층 물질로 CuInS2(CIS), CuGaS2(CGS), CuInSe2(CISe), CuGaSe2(CGSe), CuAlSe2(CASe), CuInTe2(CITe), CuGaTe2(CGTe), Cu(In, Ga)S2(CIGS), Cu(In, Ga)Se2(CIGSe), Cu2ZnSnS4(CZTS) 및 CdTe로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 칼코게나이드계 화합물을 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 광흡수층 물질의 증착은 진공 증착에 의할 수 있고, 비진공 증착에 의할 수도 있다. 구체적으로, 상기 광흡수층 물질의 증착은 진공 증착에 의한 것으로, 스퍼터링, 진공증발법, 화학기상법, 원자층 증착법 및 이온빔증착법으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 방법에 의할 수 있고, 상기 광흡수층 물질의 증착은 비진공 증착에 의한 것으로, 스크린프린팅, 스프레이 딥코팅, 테이프개스팅 및 잉크젯으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 방법에 의할 수도 있다.
상기 열처리는 상기 광흡수층 물질의 증착과 동시에 일어날 수 있고, 상기 광 흡수층 물질의 증착 이후에 일어날 수도 있다.
또한, 상기 열처리는 Se 분위기 또는 S 분위기 하에 수행될 수 있고, 상기 열처리는 300℃ 내지 600℃에서 30분 내지 1시간 동안 수행될 수 있다.
예를 들어, Cu, In, Ga, Se 전구체(precursor)를 스퍼터링 방법에 의해 증착하고, 열처리 챔버에서 H2Se나 H2S 가스를 이용하여 열처리하여 셀렌화(selenization)시켜 Cu(In, Ga)S2(CIGS) 칼코게나이드계 화합물을 포함하는 광흡수층을 형성할 수도 있고, Cu, In, Ga, Se 소스(source)가 고체 형태로 들어있는 도가니를 가열시켜 열처리하면서, 고진공 분위기에서 동시에 증발시켜 Cu(In, Ga)S2(CIGS) 칼코게나이드계 화합물을 포함하는 광흡수층(30)을 형성할 수도 있다.
(c): 광흡수층 (30) 상에 버퍼층(40)을 형성
상기 (c) 단계에서 버퍼층(40)은 상기 광흡수층(30) 상에 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(40)은 스퍼터링, 화학용액법, 화학기상법 또는 원자층증착법 등에 의하여 CdS, InS, ZnS, 또는 Zn(O,S) 등으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 버퍼층(40)은 n형 반도체 층이고, 상기 광흡수층(30)은 p형 반도체 층이다. 따라서, 상기 광흡수층(30) 및 버퍼층(40)은 pn 접합을 형성한다.
즉, 상기 광흡수층(30)과 전면전극층(50)은 격자상수와 에너지 밴드 갭의 차이가 크기 때문에, 밴드 갭이 두 물질의 중간에 위치하는 상기 버퍼층(40)을 삽입하여 양호한 접합을 형성할 수 있다.
(d): 버퍼층 (40) 상에 전면전극층(50)을 형성
상기 (d) 단계에서 전면전극층(50)은 상기 버퍼층(40) 상에 형성되는 것으로, 상기 전면전극층(50)은 상기 광흡수층(30)과 pn접합을 형성하는 윈도우(window)층으로서, 상기 전면전극층(50)은 i형 ZnO박막 및 Ⅲ족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 n형 ZnO박막 또는 ITO(Indium Tin Oxide)박막을 포함할 수 있다. 구체적으로, 스퍼터링 등에 의하여 ZnO, 알루미늄(Al) 또는 알루미나(Al2O3)등으로 도핑된 ZnO, ITO 등으로 형성될 수 있다.
다시 말해, 상기 전면전극층(50)은 i형 ZnO박막 상에 전기광학적 특성이 뛰어난 n형 ZnO박막 또는 ITO(Indium Tin Oxide)박막을 증착한 2중 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 버퍼층 상에 형성되는 첫번째 층은 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 하기 때문에 광투과율이 높아야 하며, 광전자의 흐름이 새는 통로 (shunt path)를 차단하기 위해 전기저항이 높아야 하므로, 도핑되지 않은 i형 ZnO 박막으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, i형 ZnO박막 상에 증착되는 두번째 층은 저항이 낮아 전류의 흐름이 좋은 알루미늄(Al), 알루미나(Al2O3), 보론(B), 마그네슘 (Mg) 또는 갈륨 (Ga)로 도핑된 ZnO 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막이 적합하다.
상기 전면전극층의 두께는 300nm 내지 1500nm인 것이 바람직하고, 400nm 내지 1000nm인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 전면전극층의 두께가 상기 범위 미만인 경우, 저항이 높아 광전자의 흐름이 원활하지 못하는 문제점이 있고, 전면전극층의 두께가 상기 범위를 초과하는 경우, 광투과도가 낮아져 광전류 생성이 원활하지 않은 문제점이 있다.
(e): 전면전극층(50)에 전자빔(E- beam )에 의한 다단 열처리
상기 (e) 단계는 전면전극층(50)에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리하는 것이다.
기존에는 전면전극층의 광학적인 특성을 높이기 위해서, 전면전극층에 전자빔(E-beam)에 의한 1단 열처리를 수행하였으나, 이러한 경우, 전자빔(E-beam)의 조사량을 너무 적게 하면, 전면전극층의 효과적인 처리가 이루어지지 않아 전면전극층의 광투과도 및 저항의 성능 개선이 거의 이루어지지 않는 문제점이 있고, 전자빔(E-beam)의 조사량을 너무 많이 하면, 광흡수층에 손상을 주어 태양전지의 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명에서는 전면전극층(50) 특성과 최종적인 태양전지(1)의 전기적인 성능을 높이기 위해, 태양전지(1)의 전면전극층(50)에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리한 것에 특징이 있다.
상기 다단 열처리는 여러 번 열처리(annealing)를 반복 수행하는 것으로, 상기 다단 열처리는 2회 내지 10회 반복 수행되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 다단 열처리가 2회 미만으로 수행되는 경우, 전면전극층(50)의 효과적인 처리가 이루어지지 않아 전면전극층(50)의 광투과도 및 표면 저항의 성능 개선이 낮은 문제점이 있고, 다단 열처리가 10회를 초과하여 수행되는 경우, 전자빔(E-beam)에 따른 전면전극층(50)의 성능 개선이 둔화되어 열처리 효과가 떨어지는 문제점이 있다.
상기 열처리시 인가되는 RF-파워(RF-power)는 0.01KW 내지 10KW인 것이 바람직하고, 0.1KW 내지 1.2KW인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 열처리시 인가되는 RF-파워(RF-power)가 상기 범위 미만인 경우, 전자의 양이 너무 작아 전자빔(E-beam)에 따른 열처리 효과가 매우 낮아지는 문제점이 있고, 열처리시 인가되는 RF-파워(RF-power)가 상기 범위를 초과하는 경우, 전자의 양이 너무 많아 열에너지가 광흡수층(30)에 부정적인 영향을 주어 태양전지(1)의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
상기 전자빔(E-beam)의 1회 조사량은 0.01KeV 내지 10KeV인 것이 바람직하고, 0.1KeV 내지 2.0KeV인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 전자빔(E-beam)의 1회 조사량이 상기 범위 미만인 경우, 전면전극층(50)의 효과적인 처리가 이루어지지 않아 전면전극층(50)의 광투과도 및 표면 저항의 성능 개선이 낮은 문제점이 있고, 전자빔(E-beam)의 1회 조사량이 상기 범위를 초과하는 경우, 광흡수층(30)에 손상을 주어 태양전지(1)의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
상기 전자빔(E-beam)의 1회 조사시간은 0.1초 내지 10초인 것이 바람직하고, 0.5초 내지 2초인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 전자빔(E-beam)의 1회 조사시간이 상기 범위 미만인 경우, 전면전극층(50)의 효과적인 처리가 이루어지지 않아 전면전극층(50)의 광투과도 및 표면 저항의 성능 개선이 낮은 문제점이 있고, 전자빔(E-beam)의 1회 조사시간이 상기 범위를 초과하는 경우, 광흡수층(30)에 손상을 주어 태양전지(1)의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
상기 다단 열처리는 전자빔의 1회 조사량을 일정하게 수행될 수 있으나, 전자빔의 1회 조사량을 변화시키면서 수행될 수도 있다. 이때, 전자빔의 1회 조사량을 변화시키는 경우, 전면전극층(50)의 두께에 따라 전면전극층(50) 전 영역에 고른 열처리가 가능하여 전면전극층(50) 한 곳에 집중되는 열처리에 비해 열처리 효과가 증대된다. 즉, 전자빔의 1회 조사량을 변화시키는 경우, 전면전극층(50) 전 영역에서 결정화가 일어날 수 있어, 전면전극층(50)의 광투과도 및 표면 저항 개선에 효과적이다.
구체적으로, 상기 전자빔 1회 조사량은 n단(n은 1이상의 정수) 열처리시 전자빔의 1회 조사량은 0.01KeV 내지 0.7KeV이고, n+1단 열처리시 전자빔의 1회 조사량은 0.8KeV 내지 1.5 KeV인 것일 수 있다.
상기 다단 열처리된 전면전극층(50)의 광투과도는 80% 내지 95%인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 전면전극층(50)에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리함으로써, 전면전극층(50)의 광투과도를 높일 수 있다. 이때, 다단 열처리된 전면전극층(50)의 광투과도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 광흡수층(30)의 광전류 생성이 원활해지지 않는 문제점이 있다.
또한, 상기 (e)단계는 상기 (d)단계 후 연달아 이루어질 수도 있고, 상기 (d)단계 및 상기 (e)단계가 동시에 이루어질 수도 있다.
본 발명은 태양전지(1)의 광흡수층(30)에 손상이 없도록, 태양전지(1)의 전면전극층(50)에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리함으로써, 전면전극층(50)의 광투과도를 높이고 표면 저항을 낮춤으로써 태양전지(1)의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1
유리(sodalime glass) 기판 상에 제조된 Mo계 합금을 DC 스퍼터링 방법으로 코팅하여 0.5㎛의 후면전극층을 형성하였다. 후면전극층 상에 Cu, In, Ga 및 Se 전구체를 동시증발법으로 증착한 후, 1.5㎛의 CIGS계 화합물을 포함하는 광흡수층을 형성하였다. 이후, 광흡수층 상에 50nm의 CdS 버퍼층을 화학용액증착법(Chemical bath deposition)으로 형성한 후, RF 스퍼터링 방법으로 코팅하여 50nm의 i형 ZnO박막 및 500nm 두께를 가지는 n형의 Al이 2wt% 도핑된 ZnO박막을 형성하여 전면전극층을 형성하고, 전면전극층에 5×10-3torr, 상온(25℃)에서 0.6KW의 RF-파워(RF-power)를 인가하여 0.5KeV의 에너지로 1.2초 동안 전자빔(E-beam)에 의한 1단 열처리한 후, 1단 열처리와 동일한 조건으로 2단 열처리를 함으로써 태양전지를 최종 제조하였다.
이때, 전면전극층의 광투과도는 82%였다.
실시예 2
유리(sodalime glass) 기판 상에 제조된 Mo계 합금을 DC 스퍼터링 방법으로 코팅하여 0.5㎛의 후면전극층을 형성하였다. 후면전극층 상에 Cu, In, Ga 및 Se 전구체를 동시증발법으로 증착한 후, 1.5㎛의 CIGS계 화합물을 포함하는 광흡수층을 형성하였다. 이후, 광흡수층 상에 50nm의 CdS 버퍼층을 화학용액증착법(Chemical bath deposition)으로 형성한 후, RF 스퍼터링 방법으로 코팅하여 50nm의 i형 ZnO박막 및 500nm 두께를 가지는 n형의 Al이 2wt% 도핑된 ZnO박막을 형성하여 전면전극층을 형성하고, 전면전극층에 5×10-3torr, 상온(25℃)에서 0.6KW의 RF-파워(RF-power)를 인가하여 0.5KeV의 에너지로 1.2초 동안 전자빔(E-beam)에 의한 1단 열처리한 후, 1.0KeV의 에너지로 2단 열처리를 함으로써 태양전지를 최종 제조하였다. 2단 열처리 시, 전자빔의 에너지를 제외한 나머지 조건은 1단 열처리와 동일하였다.
이때, 전면전극층의 광투과도는 83%였다.
비교예 1
1단 열처리 및 2단 열처리를 모두 생략한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하였다.
이때, 전면전극층의 광투과도는 80%였다.
비교예 2
2단 열처리를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하였다.
이때, 전면전극층의 광투과도는 80%였다.
실험예 : 태양전지의 성능 평가
실시예 1 및 비교예 1~2에 따라 제조된 태양전지의 개방전압(Voc), 단락전류밀도(Jsc), 충전인자(FF), 광전변환효율(η), 션트 저항(R shunt) 및 직렬 저항(R series)을 평가하였고, 그 결과는 표 1 및 도 2에 나타내었다.
구분 Voc
(mV)		 Jsc
(mA/㎠)		 FF
(%)		 η
(%)		 R shunt
(Ohm)		 R series
(Ohm)
실시예 1 660 31.3 72.9 15.0 3565 5.0
실시예 2 660 31.7 73.0 15.3 3627 4.9
비교예 1 650 30.4 71.9 14.3 3390 5.5
비교예 2 650 30.3 72.5 14.4 4084 5.0
상기 표 1 및 도 2에서 보듯이, 실시예 1~2의 경우, 비교예 1~2에 비하여 태양전지의 개방전압(Voc), 단락전류밀도(Jsc), 충전인자(FF) 및 광전변환효율(η)이 모두 높음을 확인할 수 있었고, 실시예 1~2의 경우, 비교예 1~2와 동등한 수준의 션트 저항(R shunt)을 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1~2는 전자빔(E-beam)에 의해 다단 열처리한 것으로, 열처리를 하지 않은 비교예 1에 비해 직렬 저항(R series)가 크게 낮음을 확인할 수 있었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. (a) 기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계;
    (b) 상기 후면전극층 상에 광흡수층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 광흡수층 상에 버퍼층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 버퍼층 상에 전면전극층을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 전면전극층에 전자빔(E-beam)에 의한 다단 열처리하는 단계를 포함하는
    태양전지의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 다단 열처리는 2회 내지 10회 반복 수행되는
    태양전지의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 다단 열처리시 인가되는 RF-파워(RF-power)는 0.01KW 내지 10KW인
    태양전지의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 전자빔의 1회 조사량은 0.01KeV 내지 10KeV인
    태양전지의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 전자빔의 1회 조사시간은 0.1초 내지 10초인
    태양전지의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 다단 열처리는 전자빔의 1회 조사량을 변화시키면서 수행되는
    태양전지의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전자빔 1회 조사량은 n단(n은 1이상의 정수) 열처리시 전자빔의 1회 조사량은 0.01KeV 내지 0.7KeV이고, n+1단 열처리시 전자빔의 1회 조사량은 0.8KeV 내지 1.5 KeV인
    태양전지의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 전면전극층은 i형 ZnO박막 및 Ⅲ족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 n형 ZnO박막 또는 ITO(Indium Tin Oxide)박막을 포함하는
    태양전지의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 전면전극층의 두께는 300nm 내지 1500nm인
    태양전지의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계 및 상기 (e)단계가 동시에 이루어지는
    태양전지의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 태양전지.
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