KR20160004571A - Manufacturing methods of patterned stress relaxation layer and reflecting layer by AAO(Anodic Aluminum Oxide) template deposited on flexible substrate and solar cell using the same - Google Patents
Manufacturing methods of patterned stress relaxation layer and reflecting layer by AAO(Anodic Aluminum Oxide) template deposited on flexible substrate and solar cell using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160004571A KR20160004571A KR1020140083029A KR20140083029A KR20160004571A KR 20160004571 A KR20160004571 A KR 20160004571A KR 1020140083029 A KR1020140083029 A KR 1020140083029A KR 20140083029 A KR20140083029 A KR 20140083029A KR 20160004571 A KR20160004571 A KR 20160004571A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- aluminum
- layer
- thin film
- substrate
- solar cell
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 136
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 50
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 269
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 259
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 225
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 117
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims abstract 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims abstract 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 101
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 56
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 33
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 claims description 23
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 21
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 13
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 13
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 10
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 7
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910003363 ZnMgO Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 6
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 claims description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 claims description 2
- 229910008322 ZrN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 229910052950 sphalerite Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 240000002329 Inga feuillei Species 0.000 description 2
- -1 ZnInSe Inorganic materials 0.000 description 2
- VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3].[AlH3] VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000009990 desizing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
- H01L31/03926—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate comprising a flexible substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Description
본 발명은 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층의 제조방법과 후면전극의 전반사막 제조방법 및 이를 포함하여 구성되는 박막 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CIGS(Cu(InGa)Se2) 광흡수층을 갖는 박막 태양전지에 있어서 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노패턴을 적용하여, 연성 기판의 응력을 완화하기 위한 응력완화층을 형성시키는 방법과, 후면전극 상면에 광전변환율을 향상시키기 위한 전반사막을 제조하는 방법 및 이를 포함하여 구성되는 박막 태양전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate on which an anodized aluminum nano pattern is formed, a method of manufacturing a total reflection film of a rear electrode, and a thin film solar cell comprising the same. More particularly, (InGa) Se 2 ) In a thin film solar cell having a light absorption layer, a method of forming a stress relieving layer for relieving stress of a soft substrate by applying a nano pattern using an anodized aluminum template, And a thin film solar cell comprising the same.
태양전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 친환경적인 미래 에너지원으로 크게 주목받고 있다. 태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 전기를 생산하는데, 구체적으로 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공은 P형 반도체 쪽으로 이동하고 상기 전자는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생된다.
The solar cell is a device that converts light energy into electrical energy, and has attracted much attention as an environmentally friendly future energy source. A solar cell produces electricity using the properties of a semiconductor. Specifically, the solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) semiconductor and a N (negative) semiconductor are bonded. When solar light enters the solar cell, Holes and electrons are generated in the semiconductor due to the energy of the solar light. At this time, the holes move to the P-type semiconductor due to the electric field generated at the PN junction, and the electrons move to the N-type semiconductor And a potential is generated.
태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있는데, 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체층을 형성하여 태양전지를 제조한 것이다. 최근에는 CIGS 광흡수층을 이용한 태양전지의 개발을 통해 효율 향상을 도모하고 있다. CIGS는 직접 천이형(DIrect bandgap) 반도체 화합물로 광전효율이 뛰어나며 10^5/cm 이상의 광흡수 계수를 가진다.
The solar cell can be classified into a substrate type solar cell and a thin film type solar cell. The substrate type solar cell is a solar cell using a semiconductor material itself such as silicon as a substrate. The thin film type solar cell has a thin film type To form a semiconductor layer to manufacture a solar cell. In recent years, efficiency has been improved by developing a solar cell using a CIGS light absorption layer. CIGS is a direct bandgap semiconducting compound with excellent photoelectric efficiency and a light absorption coefficient of 10 ^ 5 / cm or more.
태양전지의 광전변환 효율을 높이기 위해서는 광흡수층에 흡수되는 태양광의 비율을 높여야 한다. 박막형 태양전지의 경우, 기판형 태양전지에 대비하여 박막의 광흡수층을 사용함에 따라 제조단가를 낮출 수 있으나 광흡수율이 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같은 광흡수율 저하를 극복하기 위한 방안으로, 태양전지의 단위기능막에 표면요철을 부여하는 방법이 있다. 표면요철구조가 형성된 상태에서 태양광이 입사하면 요철과 부딪혀 태양광의 산란이 발생되어 광흡수층에서 흡수되는 태양광의 비율을 높일 수 있게 된다. 즉, 산란되어 확산되는 빛에 의해 광흡수층 내에서의 광경로가 길어지게 되고, 광흡수층을 박막으로 만들더라도 광흡수층에 흡수될 확률이 높아지게 되어 태양전지의 효율을 높이는 것이 가능하다. 즉, 상기와 같은 요철을 부여하는 방법은 결국 태양광의 광경로를 확보하여 광포획능력을 향상시킴으로써 태양광이 광흡수층에 보다 오래 머물도록 하는 것에 초점을 맞춘 것이다.
In order to increase the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, the proportion of sunlight absorbed in the light absorbing layer must be increased. In the case of a thin film solar cell, the manufacturing cost can be lowered by using a thin film light absorbing layer as compared with a substrate solar cell, but the light absorption rate is lowered. In order to overcome such a decrease in the light absorptivity, there is a method of imparting surface unevenness to the unit functional film of the solar cell. When the sunlight is incident in a state in which the surface uneven structure is formed, scattering of sunlight occurs when the sunlight strikes the unevenness, so that the ratio of sunlight absorbed in the light absorbing layer can be increased. That is, the scattered light spreads the light path in the light absorbing layer, and even if the light absorbing layer is made into a thin film, the probability of being absorbed into the light absorbing layer is increased, and the efficiency of the solar cell can be increased. That is, the method of imparting such unevenness focuses on ensuring that the sunlight stays in the light absorbing layer for a longer time by increasing the light trapping ability of the sunlight.
본 발명은 연성 기판으로부터 생성되어 태양전지에 전달될 수 있는 응력을 분산 및 완화하고, 태양광의 광경로를 확보하면서도 후면전극과의 낮은 저항을 유지하도록 하기 위하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용하여 패터닝된 응력완화층과 전반사막을 태양전지기술에 적용하고자 한다. 상기 응력완화층과 전반사막을 패터닝하기 위한 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 패터닝 방법에 대하여 기술하자면 아래와 같다.
The present invention relates to a method and apparatus for dispersing and alleviating stress that may be generated from a flexible substrate and transferred to a solar cell, We will apply the relaxed layer and the first half-layer to the solar cell technology. A patterning method using an anodized aluminum template for patterning the stress relieving layer and the total reflection film will be described as follows.
알루미늄옥사이드, 즉 양극산화알루미늄(Al2O3)은 알루미나라고도 불리며, 경도가 좋으며, 열전도도가 좋으며, 녹는점이 높아서 산업 전반에서 여러 가지 용도로 널리 사용되는 물질이다. 양극산화알루미늄(AAO; Anodic Aluminum Oxide)은 양극산화처리 방법으로 만들어진 양극산화알루미늄을 말하는 것으로 일반적인 방법으로는 불균일한 미세공(pore)들이 형성된다. 하지만 2단계 양극산화법(two-step anodizing process)를 이용하면 굉장히 균일하게 자발형성된 헥사고날(hexagonal) 배열을 가진 나노 크기의 미세공 구조를 갖는 패턴된 템플레이트를 만들 수 있어서 여러 가지 나노 기술에 응용이 가능하다. 패턴된 양극산화알루미늄 템플레이트는 미세공 크기와 미세공 간의 간격이 수십~수백 nanometer이고, 미세공 크기와 간격 및 깊이는 양극산화 공정조건에 따라 조절이 가능하다.
Aluminum oxide, that is, anodic aluminum oxide (Al 2 O 3 ), which is also called alumina, has good hardness, good thermal conductivity, and high melting point, and is widely used in various industrial applications. Anodic Aluminum Oxide (AAO) refers to anodized aluminum made by anodic oxidation, and in general, non-uniform pores are formed. However, the two-step anodizing process can be used to produce patterned templates with nano-sized microporous structures with very homogeneously spontaneously formed hexagonal arrangements, It is possible. The patterned anodized aluminum template has a fine pore size ranging from several tens to several hundred nanometers, and the micropore size, spacing and depth can be controlled according to the anodizing process conditions.
종래의 상용화된 대부분의 태양전지는 웨이퍼나 글라스와 같은 단단한 기판 위에 태양전지가 형성되어 있기 때문에 어느 정도 힘을 주어 구부리게 되면 형태가 변하거나 부서지게 된다. 하지만 플렉서블 태양전지는 의도대로 구부리거나 휠 수 있는 태양전지이다. 따라서 상황에 따른 형태의 변형이 가능하고, 유연성을 위해 주로 박막형 태양전지가 연성 기판 위에 구성되므로 가볍고 휴대성도 매우 뛰어난 장점이 있다. 하지만 이러한 연성 기판 위에 각 박막을 적층하는 구조 자체는 벤딩(bending)에 매우 취약할 수밖에 없다.
Most conventional commercialized solar cells have a solar cell formed on a hard substrate such as a wafer or a glass. Therefore, when the solar cell is bent to a certain degree of force, the shape changes or breaks. However, flexible solar cells are solar cells that can bend or twist as intended. Therefore, it is possible to change the shape according to the situation, and for the sake of flexibility, the thin film type solar cell is formed on the flexible substrate, so that it is light and has excellent portability. However, the structure for laminating each thin film on such a flexible substrate is very vulnerable to bending.
또한 태양전지의 광전변환 효율을 높이기 위해서는 광흡수층에 흡수되는 태양광의 비율을 높여야 한다. 박막형 태양전지의 경우, 기판형 태양전지에 대비하여 박막의 광흡수층을 사용함에 따라 제조단가를 낮출 수 있으나 광흡수율이 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같은 광흡수율 저하를 극복하기 위한 방안으로, 상술한 바와 같이, 태양전지의 단위기능막에 표면요철을 부여하는 방법이 있다. 표면요철구조가 형성된 상태에서 태양광이 입사하면 요철과 부딪혀 태양광의 산란이 발생되어 광흡수층에서 흡수되는 태양광의 비율을 높일 수 있게 된다. 즉, 산란되어 확산되는 빛에 의해 광흡수층 내에서의 광경로가 길어지게 되고, 광흡수층을 박막으로 만들더라도 광흡수층에 흡수될 확률이 높아지게 되어 태양전지의 효율을 높이는 것이 가능하다.
In addition, in order to increase the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, the proportion of sunlight absorbed in the light absorbing layer must be increased. In the case of a thin film solar cell, the manufacturing cost can be lowered by using a thin film light absorbing layer as compared with a substrate solar cell, but the light absorption rate is lowered. As a method for overcoming such a decrease in the light absorption rate, there is a method of imparting surface unevenness to the unit functional film of the solar cell as described above. When the sunlight is incident in a state in which the surface uneven structure is formed, scattering of sunlight occurs when the sunlight strikes the unevenness, so that the ratio of sunlight absorbed in the light absorbing layer can be increased. That is, the scattered light spreads the light path in the light absorbing layer, and even if the light absorbing layer is made into a thin film, the probability of being absorbed into the light absorbing layer is increased, and the efficiency of the solar cell can be increased.
표면요철을 부여하는 방식으로 박막층의 표면을 거친 도구로 문지르는 등 기계적인 방식을 이용하여 표면요철을 부여하는 방식, 에칭시키는 등 화학적인 반응을 이용하여 표면요철을 부여하는 방식 등이 사용되어 왔다. 상기와 같은 광경로의 확보를 위해 대한민국 등록특허공보 등록번호 제 10-1063699는 태양전지 표면에 산란효과를 부여하는 것 외에, 후면전극의 상면에 전반사막을 형성시켜 광경로를 증가시키고자 하였다. 그러나 등록번호 제 10-1063699는 광경로는 확보할 수 있었으나, 후면전극과 광흡수층 간의 저항문제를 고려하지 못하여 결과적으로 향상된 광전효율을 기대하기 어려웠다.
A method of giving a surface irregularity by using a mechanical method such as rubbing with a tool through a surface of a thin film layer in a method of giving a surface irregularity or a method of giving a surface irregularity by using a chemical reaction such as etching has been used. In order to secure the above-mentioned light path, Korean Registered Patent Application No. 10-1063699 discloses that a scattering effect is given to the surface of a solar cell, and a frontal film is formed on the top surface of the rear electrode to increase the light path. However, in the registration No. 10-1063699, the light path can be secured, but the problem of resistance between the back electrode and the light absorbing layer can not be considered, and as a result, it is difficult to expect an improved photoelectric efficiency.
상기의 과제를 해결하기 위해 안출된 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법으로 다음의 네 가지가 가능하다.
In order to solve the above-mentioned problems, the following four methods are possible for producing a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate having an anodized aluminum nano pattern formed thereon.
첫째, 연성 기판 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층을 증착한 후 박막 형태의 알루미늄을 증착하여 2단계 양극산화 공정을 수행한 뒤 미세공을 확장(pore widening)하여 제조된 양극산화알루미늄 템플레이트를 마스크로 적용하면 응력완화층에 나노패턴이 형성된다.
First, a stress relieving layer composed of a single layer or a plurality of layers is deposited on a flexible substrate, a thin film of aluminum is deposited, and a two-step anodization process is performed. Then, anodized aluminum When the template is used as a mask, a nano pattern is formed in the stress relieving layer.
둘째, 연성 기판 위에 박막 형태의 알루미늄을 증착한 후, 2단계 양극산화 공정을 수행한 뒤 미세공을 확장(pore widening)하여 제조된 양극산화알루미늄 템플레이트 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층을 증착시키면 나노패턴이 형성된다.
Second, a thin film of aluminum is deposited on a flexible substrate, and then a two-step anodization process is performed. Then, a stress relaxation layer composed of a single layer or a plurality of layers is formed on the anodized aluminum template produced by pore widening the micro- A nano pattern is formed.
셋째, 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄에 2단계 양극산화 공정을 수행한 뒤 미세공을 확장(pore widening)하여 제조된 양극산화알루미늄 템플레이트를 물리·화학적 방법으로 분리하여 응력완화층에 부착한 뒤 마스크로 적용하면 응력완화층에 나노패턴이 형성된다.
Third, the anodized aluminum template prepared by pore widening after performing a two-step anodization process on an independent substrate or foil-type aluminum is physically and chemically separated and attached to the stress relieving layer When applied as a mask, nanopatterns are formed in the stress relieving layer.
넷째, 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄에 제 2단계 양극산화 공정을 수행한 뒤 미세공을 확장(pore widening)하여 제조된 양극산화알루미늄 템플레이트를 물리·화학적 방법으로 분리하여 연성 기판 위에 부착한 뒤 마스크로 적용하여 응력완화층을 증착시키면 나노패턴이 형성된다.
Fourth, an anodized aluminum template prepared by pore-widening the micropores after performing a second-stage anodization process on an independent substrate or foil-shaped aluminum is physically and chemically separated and attached to the flexible substrate Then, when the stress relieving layer is deposited by applying it as a mask, a nano pattern is formed.
상기의 과제를 해결하기 위해 안출된 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법으로 다음의 네 가지가 가능하다.
In order to solve the above-described problems, the following four methods are available for the method of fabricating the total frontal film of the thin film solar cell rear electrode having the anodized aluminum nano pattern formed.
첫째, 후면전극층 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막을 증착한 후 박막 형태의 알루미늄을 증착하여 제 2단계 양극산화 공정을 수행한 뒤 미세공을 확장(pore widening)하여 제조된 양극산화알루미늄 템플레이트를 마스크로 적용하면 전반사막에 나노패턴이 형성된다.
First, a first layer or a first layer of a total layer is deposited on the back electrode layer, and a thin layer of aluminum is deposited on the back electrode layer to perform an anodic oxidation process. Then, anodized aluminum Applying the template as a mask forms a nanopattern in the first half of the desert.
둘째, 후면전극층 위에 박막 형태의 알루미늄을 증착한 후, 2단계 양극산화 공정을 수행한 뒤 미세공을 확장(pore widening)하여 제조된 양극산화알루미늄 템플레이트 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막을 증착시키면 나노패턴이 형성된다.
Second, a thin layer of aluminum is deposited on the back electrode layer, followed by a two-step anodization process, followed by pore widening to form an anodized aluminum template, When deposited, nanopatterns are formed.
셋째, 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄에 제 2단계 양극산화 공정을 수행하고 미세공을 확장(pore widening)하여 제조된 양극산화알루미늄 템플레이트를 물리·화학적 방법으로 분리하여 전반사막에 부착한 뒤 마스크로 적용하여 응력완화층에 나노패턴을 형성한다.
Third, an anodized aluminum template was prepared by performing a second-stage anodization process on an independent substrate or foil-type aluminum, pore-widening the micropores, and separating the anodized aluminum template by physical and chemical methods. As a back mask to form a nano pattern on the stress relieving layer.
넷째, 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄에 제 2단계 양극산화 공정을 수행한 뒤 미세공을 확장(pore widening)하여 제조된 양극산화알루미늄 템플레이트를 물리·화학적 방법으로 분리하여 후면전극층 위에 부착한 뒤 마스크로 적용하여 전반사막을 증착시키면 나노패턴이 형성된다.
Fourth, an anodized aluminum template prepared by pore-widening the micropores after performing a second-stage anodization process on an independent substrate or foil-type aluminum is physically and chemically separated and attached to the back electrode layer Then, a nanopattern is formed by depositing the first half-layer by applying it as a mask.
본 발명의 박막 태양전지 연성 기판 위에 증착되는 응력완화층의 나노패턴 형성을 위한 양극산화알루미늄 템플레이트 제조방법을 적용하면, 나노 사이즈로 패터닝이 구조적으로 연성 기판의 응력을 완화하여 벤딩(bending)시 전극층의 박리 및 기판의 굴곡, 더 나아가 크랙(crack)을 방지할 수 있다.
When the method of manufacturing an anodized aluminum template for forming a nano pattern of a stress relieving layer deposited on a thin film solar cell flexible substrate of the present invention is applied, the nano size patterning structurally alleviates the stress of the flexible substrate, It is possible to prevent peeling of the substrate, bending of the substrate, and further cracking.
본 발명의 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 태양전지에 따르면, 후면전극의 상면에 패턴화된 전반사막을 형성시킴으로써 광흡수층을 거쳐 후면전극으로 입사하는 빛을 반사시킨다. 이로써, 광경로를 더욱 길게 연장시킬 수 있게 하는 것이다. 또한, 전반사막의 재질로 기존의 산화물 또는 질화물 계열 소재 또는 전기적 성능이 우수하고 굴절율이 낮은 p형 투명전극을 사용함으로써 전기전도성을 추가로 확보함으로써 전체적인 광전효율을 크게 향상시키는 효과가 있는 것이다.
According to the solar cell including the an anodic aluminum aluminum nano-pattern of the present invention, a patterned total reflection film is formed on the upper surface of the rear electrode, thereby reflecting light incident on the rear electrode through the light absorbing layer. This makes it possible to extend the optical path longer. In addition, the use of a conventional oxide or nitride-based material or a p-type transparent electrode having an excellent electrical performance and a low refractive index is used as the material of the first half-layer, thereby further securing the electrical conductivity, thereby greatly improving the overall photoelectric efficiency.
도 1은 종래의 태양전지 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법 순서도이다.
도 6은 본 발명의 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층에 적용되는 2단계 양극산화법을 이용한 양극산화알루미늄 템플레이트 제조과정 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법 순서도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법 순서도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법 순서도이다.
도 11은 본 발명의 박막 태양전지 후면전극의 전반사막에 적용되는 2단계 양극산화법을 이용한 양극산화알루미늄 템플레이트 제조과정 개략도이다.
도 12는 본 발명의 양극산화알루미늄 템플레이트 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지의 요부발췌 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지의 요부발췌 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지의 요부발췌 사시도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지의 요부발췌 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 전반사막 패터닝의 결과로서 전반사막의 종횡비(aspect ratio) 차이에 따른 전반사 현상의 비교도이다.1 is a sectional view of a conventional solar cell.
FIG. 2 is a flowchart of a method for manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern formed as a first embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern formed as a second embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern formed as a third embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern formed as a fourth embodiment of the present invention.
6 is a schematic view of an anodic aluminum oxide template manufacturing process using a two-step anodic oxidation method applied to a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of fabricating a full-thickness sidewall film of a thin film solar cell back electrode in which an anodized aluminum nano pattern is formed as a first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of fabricating a full-thickness sidewall film of a thin-film solar cell back electrode having an anodized aluminum nano-pattern as a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of fabricating a full-thickness sidewall film of a thin film solar cell back electrode in which an anodized aluminum nano-pattern is formed as a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of fabricating a total reflection film of a thin film solar cell back electrode in which an anodized aluminum nano pattern is formed as a fourth embodiment of the present invention.
11 is a schematic view of an anodic aluminum template manufacturing process using a two-step anodic oxidation method applied to a total-film of a thin-film solar cell rear electrode of the present invention.
12 is a perspective view of an anodized aluminum template of the present invention.
13 is an exploded perspective view of a thin film solar cell including a stress relieving layer in which an anodized aluminum nano pattern is formed as an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an exploded perspective view of a thin film solar cell including a stress relaxation layer in which an anodized aluminum nano pattern is formed as another embodiment of the present invention. FIG.
15 is a cross-sectional view of a thin film solar cell including a stress relieving layer in which an anodized aluminum nano pattern is formed as an embodiment of the present invention.
16 is an exploded perspective view of a thin film solar cell including an anodic aluminum oxide nanopattern formed by a full thickness solar radiation film according to an embodiment of the present invention.
17 is an exploded perspective view of a thin film solar cell including an anodic aluminum oxide nanopattern formed as a further embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view of a thin-film solar cell including an an anisotropic aluminum oxide nanopattern as a first embodiment of the present invention. FIG.
19 is a comparative diagram of the total reflection phenomenon according to the aspect ratio difference of the total reflection film as a result of the full-width desizing film patterning of the present invention.
본 발명은 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층의 제조방법과 후면전극의 전반사막 제조방법 및 이를 포함하여 구성되는 박막 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CIGS(Cu(InGa)Se2) 광흡수층을 갖는 박막 태양전지에 있어서 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노패턴을 적용하여, 연성 기판의 응력을 완화하기 위한 응력완화층을 형성시키는 방법과, 후면전극 상면에 광전변환율을 향상시키기 위한 전반사막을 제조하는 방법 및 이를 포함하여 구성되는 박막 태양전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate on which an anodized aluminum nano pattern is formed, a method of manufacturing a total reflection film of a rear electrode, and a thin film solar cell comprising the same. More particularly, (InGa) Se 2 ) In a thin film solar cell having a light absorption layer, a method of forming a stress relieving layer for relieving stress of a soft substrate by applying a nano pattern using an anodized aluminum template, And a thin film solar cell comprising the same.
알루미늄옥사이드, 즉 양극산화알루미늄(Al2O3)은 알루미나라고도 불리며, 경도가 좋으며, 열전도도가 좋으며, 녹는점이 높아서 산업 전반에서 여러 가지 용도로 널리 사용되는 물질이다. 양극산화알루미늄(AAO; Anodic Aluminum Oxide)은 양극산화처리 방법으로 만들어진 양극산화알루미늄을 말하는 것으로 일반적인 방법으로는 불균일한 미세공(pore)들이 형성된다. 하지만 2단계 양극산화법(two-step anodizing process)를 이용하면 굉장히 균일하게 자발형성된 헥사고날(hexagonal) 배열을 가진 나노 크기의 미세공 구조를 갖는 패턴된 템플레이트를 만들 수 있어서 여러 가지 나노 기술에 응용이 가능하다. 패턴된 양극산화알루미늄 템플레이트는 미세공 크기와 미세공 간의 간격이 수십~수백 nanometer이고, 미세공 크기와 간격 및 깊이는 양극산화 공정조건에 따라 조절이 가능하다. 이하 첨부되는 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명한다.
Aluminum oxide, that is, anodic aluminum oxide (Al 2 O 3 ), which is also called alumina, has good hardness, good thermal conductivity, and high melting point, and is widely used in various industrial applications. Anodic Aluminum Oxide (AAO) refers to anodized aluminum made by anodic oxidation, and in general, non-uniform pores are formed. However, the two-step anodizing process can be used to produce patterned templates with nano-sized microporous structures with very homogeneously spontaneously formed hexagonal arrangements, It is possible. The patterned anodized aluminum template has a fine pore size ranging from several tens to several hundred nanometers, and the micropore size, spacing and depth can be controlled according to the anodizing process conditions. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.
도 1은 본 발명과 비교하기 위한 종래의 박막 태양전지 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a conventional thin film solar cell for comparison with the present invention.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법 순서도이며, 먼저 준비된 연성 기판(100) 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층(110)을 증착시키고 그 위에 박막 형태의 알루미늄(121)을 증착한 후, 상기 박막 형태의 알루미늄(121)의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하여, 알루미늄(121) 양극산화 제 1단계를 수행한 뒤, 상기 박막 형태의 알루미늄(121)으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하고 알루미늄(121) 양극산화 제 2단계를 수행하여 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 형성한다. 이렇게 패턴된 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 마스크로 사용하여 상기 응력완화층(110)을 습식 또는 건식 에칭함으로써 나노패턴이 형성된 응력완화층을 제조한다.
FIG. 2 is a flowchart of a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate having an anodized aluminum nano pattern formed as a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, The
도 3은 본 발명의 제 2 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법 순서도이며, 먼저 준비된 연성 기판(100) 위에 박막 형태의 알루미늄을 증착한 후, 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하여 알루미늄(121) 양극산화 제 1단계를 수행한다. 이후에 상기 박막 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하여 알루미늄(121) 양극산화 제 2단계를 수행한 후, 양극산화된 알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 형성하게 된다. 상기 알루미늄 템플레이트 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층을 증착시킴으로써 나노패턴이 형성된 응력완화층을 제조한다.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern formed thereon according to a second embodiment of the present invention. A thin aluminum film is deposited on the
도 4는 본 발명의 제 3 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법 순서도이며, 먼저 준비된 연성 기판(100) 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층(110)을 증착시킨 후, 별도의 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(121)을 준비하여, 알루미늄(121)의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하여 알루미늄(121) 양극산화 제 1단계를 수행한다. 이후에 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(121)으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하여 알루미늄(121) 양극산화 제 2단계를 수행한 후, 양극산화된 알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 형성하게 된다. 상기 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 물리·화학적 방법으로 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(121)으로부터 탈거하여 분리하고, 분리해낸 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 상기 응력완화층(110) 위에 마스크로써 사용하기 위해 부착하여 상기 응력완화층(110)을 습식 또는 건식 에칭함으로써 나노패턴이 형성된 응력완화층을 제조한다.
FIG. 4 is a flowchart of a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate on which an anodized aluminum nano pattern is formed according to a third embodiment of the present invention. The stress relieving layer composed of a single layer or a plurality of layers After the
도 5는 본 발명의 제 4 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법 순서도이며, 먼저 별도의 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(121) 표면을 클리닝한 후, 알루미늄(121)의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척한다. 이후 알루미늄(121) 양극산화 제 1단계를 수행한 뒤, 알루미늄(121)으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하고, 다시 알루미늄(121) 양극산화 제 2단계를 수행한다. 이렇게 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 형성하고, 상기 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 물리·화학적 방법으로 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(121)으로부터 탈거하여 분리해낸 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 기판(100) 위에 마스크로써 사용하기 위해 부착하여 준비된 연성 기판(100) 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층(110)을 증착시킴으로써 나노패턴이 형성된 응력완화층을 제조한다.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate having an anodized aluminum nano pattern formed thereon according to a fourth embodiment of the present invention. First, a separate independent substrate or a foil- After cleaning, electrochemically polishing is performed to reduce the surface roughness of aluminum (121) and washed with DI water. After the first step of the anodization of the aluminum (121) is performed, the one-step anodized aluminum oxide layer is removed from the aluminum (121) by etching, and the second step of the anodization of the aluminum (121) is performed again. Thus, the anodized
상기 제 1 내지 제 4의 실시예 공정에서 연성기판의 표면 또는 알루미늄 표면을 클리닝 하는 단계가 추가될 수 있다.
A step of cleaning the surface of the flexible substrate or the aluminum surface in the steps of the first to fourth embodiments may be added.
도 6은 상기의 가능한 제 1 내지 제 4의 실시예에서 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층에 적용되는 2단계 양극산화법을 이용한 양극산화알루미늄 템플레이트 제조과정 개략도로서, 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 이용해 양극산화 제 1단계와 양극산화 제 2단계를 수행하여 나노패턴이 형성된 응력완화층을 제조하기 위한 마스크를 제조하는 방법을 설명한 것이다.
FIG. 6 is a schematic view of an anodic aluminum template manufacturing process using a two-step anodic oxidation method applied to a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate in the first to fourth embodiments described above, wherein an anodized aluminum template 122 A method of manufacturing a mask for manufacturing a stress relieving layer in which a nano pattern is formed by performing an anodizing first stage and an anodizing second stage is described.
상기 공정단계의 상기 연성 기판(100)은 스테인레스 연성기판, Ni-Fe계 연성기판, 고분자 재질로 이루어진 연성기판 중에서 선택될 수 있으며, 상기 응력완화층(110)은 박막 태양전지의 연성 기판(100)을 안정화시키기 위한 것으로 연성 기판(100)에 대한 접착력이 우수한 것을 적용하는 것이 바람직하며, 티타늄(Ti), 크로뮴(Cr), 스테인레스, Ni-Fe계, 고분자 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것이 더욱 바람직하다. 이때 응력완화층(110)은 RF 마그네트론 스퍼터링, DC 마그네트론 스퍼터링, MF 마그네트론 스퍼터링, 열증발법, 전자빔증발법, 열분무법, 화학기상증착법, 원자층 증착법, 분자선증착법 중에서 적어도 어느 하나의 방법을 선택하여, 두께가 10-1000nm 범위로 형성되도록 증착하는 것이 바람직하다.
The
본 발명에서 사용되는 알루미늄(121)은 순도 99% 이상인 것을 적용하며, 알루미늄 양극산화 제 1단계와 제 2단계의 방법으로는, 전해질 용액 환경에서 알루미늄을 양극으로 사용하고 백금 또는 탄소를 음극으로 사용하여, 0-100℃ 범위 내의 온도조건에서 1-480분(응용하고자 하는 마스크 두께에 따라) 동안 10-300V의 범위 내의 전압을 인가하는 2단계 산화과정을 통해 양끝이 개방된 구조의 양극산화알루미늄 템플레이트의 제작이 가능하다.
The aluminum (121) used in the present invention has a purity of 99% or more. In the first step and the second step of the anodic oxidation process, aluminum is used as an anode in an electrolyte solution environment and platinum or carbon is used as an anode , An anodized aluminum oxide film having a structure of both ends opened through a two-step oxidation process in a temperature range of 0-100 ° C and applying a voltage within a range of 10-300V for 1-480 minutes (depending on the mask thickness to be applied) Templates can be made.
또한 상기 공정단계에서 미세공을 확장(pore widening)하는 방법은 2단계 양극산화 단계를 거친 기판, 포일(foil) 또는 박막 형태의 알루미늄(121)을 1-30wt%의 인산(H3PO4) 용액에 0-100℃에서 1-60분간 침지하는 것이 가능하나 본 실시예에 제한하지 아니함은 물론이다.
In addition, phosphoric acid (H 3 PO 4) of the substrate, the foil (foil) or a thin film form of aluminum (121) how to expand the micropores (pore widening) is subjected to 2-step anodizing step in the process step 1-30wt% It is possible to immerse the solution at 0-100 deg. C for 1-60 minutes, but it goes without saying that the present invention is not limited to this embodiment.
또한 접착도 향상을 위해 박막 형태의 알루미늄(121)을 증착하기 전에 10-50nm 두께의 티타늄층을 증착하는 것이 가능하며, 또한 상기 기판, 포일(foil) 또는 박막 형태의 알루미늄(121)에 존재할 수 있는 기계적 스트레스를 제거하고 결정입계(結晶粒界: grain boundary)를 개선하기 위한 열처리를 하는 것 또한 가능하다.
It is also possible to deposit a 10-50 nm thick titanium layer prior to depositing
상기 공정의 마지막 단계로서, 잔존하는 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 제거하는 것도 가능하다.
As a final step of the process, it is also possible to remove the remaining
도 7은 본 발명의 제 1 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법 순서도이며, 먼저 후면전극층(200) 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막(210)을 증착한 후, 박막 형태의 알루미늄(221)을 증착한다. 이후에 알루미늄(221)의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하여 상기 알루미늄(221) 양극산화 제 1단계를 수행한다. 상기 알루미늄(221)으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하고 난 후, 다시 알루미늄(221) 양극산화 제 2단계를 수행하고, 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 형성하게 된다. 이렇게 패턴된 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 마스크로 사용하여 상기 전반사막(210)을 습식 또는 건식 에칭함으로써, 나노패턴이 형성된 전반사막을 제조하게 된다.
7 is a flowchart illustrating a method of fabricating a full-thickness solar cell back electrode having an anodized aluminum nano-pattern according to a first embodiment of the present invention. First, a single layer or a plurality of layers of a
도 8은 본 발명의 제 2 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법 순서도이며, 먼저 후면전극층(200) 위에 박막 형태의 알루미늄을 증착한 후, 알루미늄(221)의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하여, 알루미늄(221) 양극산화 제 1단계를 수행한다. 알루미늄(221)으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거한 뒤, 알루미늄(221) 양극산화 제 2단계를 수행하고, 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 형성하게 된다. 상기 알루미늄 템플레이트 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막을 증착시킴으로써 나노패턴이 형성된 전반사막을 제조하게 된다.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of fabricating a conductive layer of a thin film solar cell back electrode having an anodized aluminum nano pattern according to a second embodiment of the present invention. First, a thin film of aluminum is deposited on the
도 9는 본 발명의 제 3 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법 순서도이며, 먼저 후면전극층(200) 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막(210)을 증착한 뒤, 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(221)을 준비하고, 알루미늄(221)의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하여, 알루미늄(221) 양극산화 제 1단계를 수행한다. 알루미늄(221)으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거한 뒤, 알루미늄(221) 양극산화 제 2단계를 수행하고, 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 형성하게 된다. 상기 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 물리·화학적 방법으로 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(221)으로부터 탈거하여 분리해낸 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 상기 전반사막(210) 위에 마스크로 사용하기 위해 부착하여 상기 전반사막(210)을 습식 또는 건식 에칭함으로써 나노패턴이 형성된 전반사막을 제조하게 된다.
9 is a flowchart of a method of fabricating a full-thickness SAW of a thin-film solar cell back electrode having an anodized aluminum nano-pattern according to a third embodiment of the present invention. First, a single- An aluminum or
도 10은 본 발명의 제 4 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법 순서도이며, 먼저 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(221)을 준비하고, 알루미늄(221)의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척한 뒤, 알루미늄(221) 양극산화 제 1단계를 수행한다. 상기 알루미늄(221)으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하고, 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(221) 양극산화 제 2단계를 수행하여, 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 형성하게 된다. 이렇게 형성된 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 물리·화학적 방법으로 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄(221)으로부터 탈거하여 분리하고, 양극산화알루미늄 템플레이트(222)를 후면전극층(200) 위에 마스크로 사용하기 위해 부착하여 상기 후면전극층(200) 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막(210)을 증착시킴으로써, 나노패턴이 형성된 전반사막을 제조하게 된다.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of fabricating a full-thickness SAW of a thin-film solar cell back electrode having an anodized aluminum nano-pattern according to a fourth embodiment of the present invention. First, an
도 11은 상기의 가능한 제 1 내지 제 4의 실시예에서 박막 태양전지 후면전극의 전반사막에 적용되는 2단계 양극산화법을 이용한 양극산환알루미늄 템플레이트 제조과정 개략도로서, 양극산화알루미늄 템플레이트(122)를 이용해 양극산화 제 1단계와 양극산화 제 2단계를 수행하여 나노패턴이 형성된 전반사막을 제조하기 위한 마스크를 제조하는 방법을 설명한 것이다.
FIG. 11 is a schematic view of a process for manufacturing anodic oxidation aluminum template using a two-step anodic oxidation method applied to a total thickness of a thin film solar cell back electrode in the first to fourth embodiments described above, An anodizing step 1 and an anodizing step 2 are performed to manufacture a mask for producing a nanopatterned full-thickness desiccant.
전반사막에 양극산화 알루미늄 나노패턴이 형성하는 공정에 관한 설명은 상술한 응력완화층의 그것과 다르지 않기 때문에 생략하기로 한다.
The description of the process of forming the anodic aluminum nano-patterns in the first half-layer is not different from that of the above-mentioned stress relieving layer and will be omitted.
단, 상기 공정단계의 전반사막(210)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, ZrN, 갈륨질화물, 알루미늄 질화물, 아연황화물, ITO(In2O3:Sn)(Indium Tin Oxide), FTO(SnO2:F), ZnO, In-Ga-Zn-O, Zr, In2O3, 백금, 금, 산화아연, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화납, 산화구리, 산화티탄 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성하되, RF 마그네트론 스퍼터링, DC 마그네트론 스퍼터링, MF 마그네트론 스퍼터링, 열증발법, 전자빔증발법, 열분무법, 화학기상증착법, 원자층 증착법, 분자선증착법 중에서 적어도 어느 하나의 방법을 선택하여, 두께가 10-1000nm범위가 되도록 증착하는 것이 바람직하다.
However, the
도 12는 본 발명의 양극산화알루미늄 템플레이트의 확대 사시도이다.
12 is an enlarged perspective view of an anodized aluminum template of the present invention.
도 13 및 도 14는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지의 요부발췌 사시도로서, 연성 기판(100); 상기 연성 기판(100) 상면에 증착되는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층(110); 상기 응력완화층(110) 상면에 증착되며, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 후면전극층(200); 상기 후면전극층(200) 상면에 증착되며, 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 광흡수층(300); 상기 광흡수층(300) 상면에 증착되며, CdS, CdZnS, ZnS, Zn(S,O), Zn(OH,S), ZnS(O,OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, Zn(Se,OH), ZnSnO, ZnO, InSe, InOH, In(OH,S), In(OOH,S), In(S,O) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 버퍼층(400); 및 상기 버퍼층(400) 상면에 증착되며, AZO(Al doped Zinc Oxide), BZO(B doped Zinc Oxide), GZO(Ga doped Zinc Oxide), ZnO, ITO(Indium Tin Oxide), In2O3, FTO(F doped Tin Oxide), 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화철, 이산화주석 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 투명전극층(500)을 포함하여 구성되며, 이에 추가적으로 반사방지막(600) 및 그리드전극(700)을 더 포함할 수 있다. 상기 응력완화층(110)은 상술한 본 발명의 방법으로 제조된다. 도 15는 본 발명의 일 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층(110)을 포함하는 박막 태양전지의 단면도이다.
FIGS. 13 and 14 are perspective views of a thin film solar cell including a stress relieving layer having an anodized aluminum nano pattern formed thereon, which are a flexible substrate 100; A stress relieving layer 110 having an anodized aluminum nano pattern deposited on the upper surface of the soft substrate 100; A back electrode layer 200 deposited on the upper surface of the stress relieving layer 110 and including at least one of molybdenum (Mo), chromium (Cr), tungsten (W), and copper (Cu); A light absorption layer 300 deposited on the upper surface of the rear electrode layer 200 and including at least one of copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se); ZnS, ZnInSe, ZnMgO, Zn (Se, O), ZnS (O, OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, ZnS, ZnS, CdSnS, A buffer layer 400 including at least one of ZnO, ZnS, ZnS, InSe, InOH, In (OH, S), In (OOH, S), and In (S, O); (AlO), B doped zinc oxide (BZO), Ga doped zinc oxide (GZO), ZnO, ITO (Indium Tin Oxide), In 2 O 3 , FTO And a transparent electrode layer 500 including at least one or more of F doped tin oxide (ITO), gallium oxide, aluminum oxide, lead oxide, copper oxide, titanium oxide, iron oxide, and tin dioxide.
또한 도 16 및 도 17은 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지의 요부발췌 사시도로서, 연성 기판(100); 상기 연성 기판(100) 상면에 증착되며, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 후면전극층(200); 상기 후면전극층(200) 상면에 증착되는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막(210); 상기 전반사막(210) 상면에 증착되며, 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 광흡수층(300); 상기 광흡수층(300) 상면에 증착되며, CdS, CdZnS, ZnS, Zn(S,O), Zn(OH,S), ZnS(O,OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, Zn(Se,OH), ZnSnO, ZnO, InSe, InOH, In(OH,S), In(OOH,S), In(S,O) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 버퍼층(400); 및 상기 버퍼층(400) 상면에 증착되며, AZO(Al doped Zinc Oxide), BZO(B doped Zinc Oxide), GZO(Ga doped Zinc Oxide), ZnO, ITO(Indium Tin Oxide), In2O3, FTO(F doped Tin Oxide), 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화철, 이산화주석 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 투명전극층(500)을 포함하여 구성되며, 이에 추가적으로 반사방지막(600) 및 그리드전극(700)을 더 포함할 수 있다. 상기 전반사막은 상술한 본 발명의 방법으로 제조된다. 도 18은 본 발명의 일 실시예로서 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막(210)을 포함하는 박막 태양전지의 단면도이다.
FIGS. 16 and 17 are perspective views of a thin film solar cell including an anodic aluminum aluminum nano-pattern formed thereon. FIG. A back electrode layer 200 deposited on the upper surface of the flexible substrate 100 and including at least one of molybdenum (Mo), chrome (Cr), tungsten (W), and copper (Cu); A full-sidewall film 210 having an anodized aluminum nano-pattern deposited on the top surface of the rear electrode layer 200; A light absorption layer 300 deposited on the upper surface of the total reflection film 210 and including at least one of copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se); ZnS, ZnInSe, ZnMgO, Zn (Se, O), ZnS (O, OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, ZnS, ZnS, CdSnS, A buffer layer 400 including at least one of ZnO, ZnS, ZnS, InSe, InOH, In (OH, S), In (OOH, S), and In (S, O); (AlO), B doped zinc oxide (BZO), Ga doped zinc oxide (GZO), ZnO, ITO (Indium Tin Oxide), In 2 O 3 , FTO And a transparent electrode layer 500 including at least one or more of F doped tin oxide (ITO), gallium oxide, aluminum oxide, lead oxide, copper oxide, titanium oxide, iron oxide, and tin dioxide.
도 19는 본 발명의 전반사막 패터닝의 결과로서 전반사막의 종횡비(aspect ratio) 차이에 따른 전반사 현상의 비교도이다. 본 발명의 양극산화 알루미늄 나노패턴을 적용한 태양전지에 따르면, 후면전극의 상면에 패턴화된 전반사막(210)을 형성시킴으로써 광흡수층(300)을 거쳐 후면전극으로 입사하는 빛을 반사시킨다. 이로써, 광경로를 더욱 길게 연장시킬 수 있게 하는 것이다. 또한, 전반사막(210)의 재질로 기존의 산화물 또는 질화물 계열 소재 또는 전기적 성능이 우수하고 굴절율이 낮은 p형 투명전극을 사용함으로써 전기전도성을 추가로 확보함으로써 전체적인 광전효율을 크게 향상시키는 효과가 있는 것이다.
19 is a comparative diagram of the total reflection phenomenon according to the aspect ratio difference of the total reflection film as a result of the full-width desizing film patterning of the present invention. According to the solar cell to which the anodized aluminum nano-pattern of the present invention is applied, a patterned
전반사막의 특징은 빛이 굴절률이 큰 매질(CIGS; 약 2.5~3.0)에서 작은 매질(전반사막; 약 1.4~2.4, 버퍼층; 약 2.5~2.6, 전면전극; 약 1.8~2.0)로 진행하는 경우, 입사각이 전반사막 표면의 직각 방향과 이루는 각도가 일정 각도 이상 일 때 전부 반사(100%)가 일어나는 현상이다. 따라서 일반적으로는 입사각이 전반사막 표면의 직각방향과 이루는 각도가 작을 때는 경계면에서 일부는 투과하고 일부는 반사되다가, 입사각이 전반사막 표면의 직각방향과 이루는 각도가 임계각 이상으로 커졌을 때 전반사현상이 일어나게 되며, 다시 말해서 빛의 입사각이 전반사막 표면의 직각 방향에 가까울수록 반사율이 떨어지게 된다.
The characteristic of the total desert is that when the light travels from a medium with a high refractive index (CIGS) (about 2.5 to 3.0) to a small medium (about 1.4 to 2.4 in total, a buffer layer about 2.5 to 2.6 and a front electrode about 1.8 to 2.0) (100%) occurs when the angle formed by the angle of incidence with the direction perpendicular to the surface of the total desert is more than a certain angle. Therefore, in general, when the incident angle is less than the angle formed by the perpendicular direction of the front surface of the total reflection film, a part of the light is transmitted through the interface and partially reflected, and when the angle formed by the incident angle with the direction perpendicular to the surface of the total reflection surface is greater than the critical angle, In other words, the closer the incident angle of light is to the direction perpendicular to the surface of the first half-finished film, the lower the reflectance.
패턴화된 전반사막에 있어서 전반사막의 두께와 반복횟수, 식각 조건의 조절을 이용하여 단면으로 보이는 패턴의 가로 또는 세로 방향 폭과 높이의 비율인 종횡비(aspect ratio)를 조정하여 적절히 크게 하면, 도 19에 도시된 바와 같이, 태양광이 입사할 때 전반사막(210)의 반복횟수를 거침에 따라 투과각이 점차 커지게 되며, 높은 종횡비(aspect ratio)에 의해 이웃한 패턴태양광 입사각과 표면의 각이 90도에 가깝더라도 전반사현상이 일어날 확률을 증가시킬 수 있게 된다. (하지만 여전히 90의 입사각을 가진 태양광의 경우, 패턴이 없는 부분은 기존 태양전지의 효율을, 패턴이 있는 부분은 전반사막에서의 직각방향 반사율만큼의 효율 향상을 가지게 된다.)
If the aspect ratio, which is the ratio of the width and height of the pattern viewed in cross section, to the height of the pattern viewed through the adjustment of the thickness of the first half-finished film, the number of repetitions, and the etching conditions is appropriately increased, As shown in FIG. 19, when the sunlight is incident, the transmission angle becomes gradually larger as the number of repetition of the first half of the
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it should be understood that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Obviously, the invention is not limited to the embodiments described above. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which fall within the scope of equivalence by alteration, substitution, substitution and the like within the scope of the present invention, Range. In addition, it should be clarified that some configurations of the drawings are intended to explain the configuration more clearly and are provided in an exaggerated or reduced size than the actual configuration.
100. 연성 기판
110. 응력완화층
121. 알루미늄(기판, 포일(foil) 또는 박막)
122. 양극산화알루미늄 템플레이트
200. 후면전극층
210. 전반사막
221. 알루미늄(기판, 포일(foil) 또는 박막)
222. 양극산화알루미늄 템플레이트
300. 광흡수층
400. 버퍼층
500. 투명전극층
600. 반사방지막
700. 그리드전극100. Flexible substrate
110. Stress relieving layer
121. Aluminum (substrate, foil or thin film)
122. Anodized aluminum template
200. Rear electrode layer
210. First Full Desert
221. Aluminum (substrate, foil or thin film)
222. Anodized aluminum template
300. Light absorbing layer
400. The buffer layer
500. Transparent electrode layer
600. Antireflection film
700. Grid electrode
Claims (43)
a-ⅰ) 연성 기판을 준비하는 단계;
a-ⅱ) 상기 연성 기판 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층을 증착시키는 단계;
a-ⅲ) 상기 응력완화층 표면 위에 박막 형태의 알루미늄을 증착하는 단계;
a-ⅳ) 상기 박막 형태의 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하는 단계;
a-ⅴ) 상기 박막 형태의 알루미늄 양극산화 제 1단계;
a-ⅵ) 상기 박막 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하는 단계;
a-ⅶ) 상기 박막 형태의 알루미늄 양극산화 제 2단계;
a-ⅷ) 상기 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 형성하는 단계;
a-ⅸ) 패턴된 양극산화알루미늄 템플레이트를 마스크로 사용하여 상기 응력완화층을 습식 또는 건식 에칭하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
A method of manufacturing a stress relaxation layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern,
a-i) preparing a flexible substrate;
a-ii) depositing a stress relieving layer composed of a single layer or a plurality of layers on the flexible substrate;
a-iii) depositing a thin film of aluminum on the surface of the stress relieving layer;
a-iv) electrochemically polishing the surface of the thin aluminum film to reduce the surface roughness thereof, and washing the surface with DI water;
a-v) an aluminum anodizing step of the thin film type;
a-vi) etching and removing a one-step anodized aluminum oxide layer from the thin film aluminum;
a-e) an aluminum anodizing step of the thin film type;
a-e) pore widening the micropores of the two-step anodized aluminum oxide layer to form an anodized aluminum template;
a-e) wet or dry etching the stress relieving layer using a patterned anodic aluminum template as a mask;
The method for manufacturing a stress relaxation layer of a flexible substrate for a thin film solar cell having an anodized aluminum nano pattern.
b-ⅰ) 연성 기판을 준비하는 단계;
b-ⅱ) 상기 연성 기판 위에 박막 형태의 알루미늄을 증착하는 단계;
b-ⅲ) 상기 박막 형태의 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하는 단계;
b-ⅳ) 상기 박막 형태의 알루미늄 양극산화 제 1단계;
b-ⅴ) 상기 박막 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하는 단계;
b-ⅵ) 상기 박막 형태의 알루미늄 양극산화 제 2단계;
b-ⅶ) 상기 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 형성하는 단계;
b-ⅷ) 상기 알루미늄 템플레이트 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층을 증착시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
A method of manufacturing a stress relaxation layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern,
b-i) preparing a flexible substrate;
b-ii) depositing a thin film of aluminum on the flexible substrate;
b-iii) electrochemically polishing the surface of the thin aluminum foil with DI water to reduce the surface roughness of the aluminum foil;
b-iv) an aluminum anodizing step of the thin film type;
b-v) etching and removing a one-step anodized aluminum oxide layer from the thin film aluminum;
b-vi) the aluminum anodizing step of the thin film type;
b-a) forming an anodized aluminum template by extending the micropores of the two-step anodized aluminum oxide layer;
b-depositing a stress relieving layer composed of a single layer or a plurality of layers on the aluminum template;
The method for manufacturing a stress relaxation layer of a flexible substrate for a thin film solar cell having an anodized aluminum nano pattern.
c-ⅰ) 연성 기판을 준비하는 단계;
c-ⅱ) 상기 연성 기판 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층을 증착시키는 단계;
c-ⅲ) 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄을 준비하는 단계;
c-ⅳ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하는 단계;
c-ⅴ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄 양극산화 제 1단계;
c-ⅵ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하는 단계;
c-ⅶ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄 양극산화 제 2단계;
c-ⅷ) 상기 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 형성하는 단계;
c-ⅸ) 상기 양극산화알루미늄 템플레이트를 물리·화학적 방법으로 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄으로부터 탈거하여 분리하는 단계;
c-ⅹ) 상기 분리해낸 양극산화알루미늄 템플레이트를 상기 응력완화층 위에 부착하는 단계;
c-xi) 상기 양극산화알루미늄 템플레이트를 마스크로 사용하여 상기 응력완화층을 습식 또는 건식 에칭하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
A method of manufacturing a stress relaxation layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern,
c-i) preparing a flexible substrate;
c-ii) depositing a stress relieving layer composed of a single layer or a plurality of layers on the flexible substrate;
c-iii) preparing an independent substrate or aluminum in the form of a foil;
c-iv) electrochemically polishing the surface of the substrate or the foil-shaped aluminum to reduce the surface roughness thereof, and washing the surface with distilled water (DI water);
c-v) an aluminum anodizing step of the independent substrate or foil type;
c-vi) etching and removing the one-step anodized aluminum oxide layer from the independent substrate or foil-type aluminum;
c-2) an aluminum anodization step of the independent substrate or foil type;
c-2) pore widening the micropores of the two-step anodized aluminum oxide layer to form an anodized aluminum template;
c) separating the anodized aluminum template from the substrate or foil aluminum by physical and chemical means;
c-x) attaching the separated anodized aluminum template onto the stress relieving layer;
c-xi) wet or dry-etching the stress relieving layer using the anodized aluminum template as a mask;
The method for manufacturing a stress relaxation layer of a flexible substrate for a thin film solar cell having an anodized aluminum nano pattern.
d-ⅰ) 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄을 준비하는 단계;
d-ⅱ) 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하는 단계;
d-ⅲ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄 양극산화 제 1단계;
d-ⅳ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하는 단계;
d-ⅴ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄 양극산화 제 2단계;
d-ⅵ) 상기 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 형성하는 단계;
d-ⅶ) 상기 양극산화알루미늄 템플레이트를 물리·화학적 방법으로 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄으로부터 탈거하여 분리하는 단계;
d-ⅷ) 연성 기판을 준비하는 단계;
d-ⅸ) 상기 분리해낸 양극산화알루미늄 템플레이트를 상기 연성 기판 위에 부착하는 단계;
d-ⅹ) 상기 양극산화알루미늄 템플레이트를 마스크로 사용하여 상기 연성 기판 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 응력완화층을 증착시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
A method of manufacturing a stress relaxation layer of a thin film solar cell soft substrate having an anodized aluminum nano pattern,
d-i) preparing an independent substrate or aluminum in the form of a foil;
d-ii) electrochemically polishing with aluminum (DI) water to reduce the surface roughness of the aluminum or aluminum foil;
d-iii) an aluminum anodizing step of the independent substrate or foil type;
d-iv) etching and removing a one-step anodized aluminum oxide layer from the independent substrate or foil-shaped aluminum;
d-v) an aluminum anodization step in the form of the independent substrate or foil;
d-vi) pore-widening the micropores of the two-step anodized aluminum oxide layer to form an anodized aluminum template;
d-separating the anodized aluminum template from a substrate or foil aluminum by physical and chemical methods;
d-ⅷ) preparing a flexible substrate;
d-attaching the separated anodized aluminum template onto the flexible substrate;
d-x) depositing a stress relieving layer composed of a single layer or a plurality of layers on the soft substrate using the anodic aluminum template as a mask;
The method for manufacturing a stress relaxation layer of a flexible substrate for a thin film solar cell having an anodized aluminum nano pattern.
a-ⅰ), b-ⅰ), c-ⅰ) 또는 d-ⅷ) 단계의 상기 연성 기판은 스테인레스 연성기판, Ni-Fe계 연성기판, 고분자 재질로 이루어진 연성기판 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
wherein the soft substrate of step (a-i), b-i), c-i) or d-ⅷ is a stainless steel flexible substrate, a Ni-Fe flexible substrate, or a flexible substrate made of a polymer material Wherein the anodic aluminum oxide nanopattern is formed on the substrate.
a-ⅲ), b-ⅱ), c-ⅲ) 또는 d-ⅰ) 단계의 알루미늄은 순도 99% 이상인 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
wherein the aluminum of the step a-iii), b-ii), c-iii) or d-i) has a purity of 99% or more.
a-ⅴ), b-ⅳ), c-ⅴ) 또는 d-ⅲ) 단계의 양극산화 제 1단계 및 a-ⅶ), b-ⅵ), c-ⅶ) 또는 d-ⅴ) 단계의 양극산화 제 2단계는,
전해질 용액 환경에서, 알루미늄을 양극으로 사용하고 백금 또는 탄소를 음극으로 사용하여, 0-100℃ 범위 내의 온도조건에서 1-480분 동안 10-300V의 범위 내의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
the anodic oxidation of step a), b-iv), c-v) or d-iii) and step a-ⅶ), b-vi), c- In the second step,
Characterized in that in the electrolytic solution environment, a voltage in the range of 10 -300 V is applied for 1-480 minutes at a temperature condition in the range of 0-100 캜 using aluminum as the anode and platinum or carbon as the cathode. A method for fabricating a stress relieving layer of a thin film solar cell flexible substrate having an aluminum nano pattern formed thereon.
a-ⅷ), b-ⅶ), c-ⅷ) 또는 d-ⅵ) 단계의 미세공을 확장(pore widening)하는 방법은 2단계 양극산화 단계를 거친 기판, 포일(foil) 또는 박막 형태의 알루미늄을 1-30wt%의 인산(H3PO4) 용액에 0-100℃에서 1-60분간 침지하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The method of pore-widening the micropores in the step (a-ⅷ), b-ⅶ), c-ⅷ) or d-vi) may be a substrate, a foil or a thin aluminum Is immersed in a 1-30 wt% phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution at 0-100 ° C for 1-60 minutes. The method for producing a stress relaxation layer of a flexible substrate according to claim 1,
a-ⅱ), b-ⅷ), c-ⅱ) 또는 d-ⅹ) 단계의 상기 응력완화층은 티타늄(Ti), 크로뮴(Cr), 스테인레스, Ni-Fe계, 고분자 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
the stress relieving layer in the step a-ii), b-c), c-ii) or d-x) is at least one of titanium (Ti), chromium (Cr), stainless steel, Ni- Wherein the anodic aluminum nitride nanopattern is formed on the surface of the thin film solar cell soft substrate.
a-ⅱ), b-ⅷ), c-ⅱ) 또는 d-ⅹ) 단계의 상기 응력완화층은 RF 마그네트론 스퍼터링, DC 마그네트론 스퍼터링, MF 마그네트론 스퍼터링, 열증발법, 전자빔증발법, 열분무법, 화학기상증착법, 원자층 증착법, 분자선증착법 중에서 적어도 어느 하나의 방법을 선택하여 증착되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
the stress relieving layer of step a-ii), b-c), c-ii) or d-x) may be formed by RF magnetron sputtering, DC magnetron sputtering, MF magnetron sputtering, thermal evaporation, electron beam evaporation, Wherein at least one of the vapor deposition method, the atomic layer deposition method, and the molecular beam vapor deposition method is selected and deposited on the substrate.
a-ⅱ), b-ⅷ), c-ⅱ) 또는 d-ⅹ) 단계의 상기 응력완화층의 두께는 10-1000nm 범위로 형성하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
wherein the thickness of the stress relieving layer in the step a-ii), b-c), c-ii) or d-x) is in the range of 10-1000 nm. A method for manufacturing a stress relieving layer of a substrate.
a-ⅰ)와 a-ⅱ) 단계 사이, b-ⅰ)와 b-ⅱ) 단계 사이, c-ⅰ)와 c-ⅱ) 단계 사이, 또는 d-ⅷ)와 d-ⅸ) 단계 사이에,
연성기판 표면을 클리닝하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
between the steps a-i) and a-ii), between b-i) and b-ii), between c-i) and c-ii), or between d-
Cleaning the flexible substrate surface;
Wherein the thin film solar cell soft substrate has an anodic aluminum nano pattern formed thereon.
a-ⅲ)와 a-ⅳ) 단계 사이, b-ⅱ)와 b-ⅲ) 단계 사이, c-ⅲ)와 c-ⅳ) 단계 사이, 또는 d-ⅰ)와 d-ⅱ) 단계 사이에,
알루미늄 표면을 클리닝하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
between step a-iii) and a-iv), between steps b-ii) and b-iii), between steps c-iii) and c-iv), or between steps d-
Cleaning the aluminum surface;
Wherein the thin film solar cell soft substrate has an anodic aluminum nano pattern formed thereon.
a-ⅱ)와 a-ⅲ) 단계 사이 또는 b-ⅰ)와 b-ⅱ) 단계 사이에,
접착도 향상을 위해 10-50nm 두께의 티타늄층을 증착하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Between steps a-ii) and a-iii) or steps b-i) and b-ii)
Depositing a 10-50 nm thick titanium layer for improved adhesion;
Wherein the thin film solar cell soft substrate has an anodic aluminum nano pattern formed thereon.
a-ⅲ)와 a-ⅴ) 단계 사이, b-ⅱ)와 b-ⅳ) 단계 사이, c-ⅲ)와 c-ⅴ) 단계 사이, 또는 d-ⅰ)와 d-ⅲ) 단계 사이에,
상기 기판, 포일(foil) 또는 박막 형태의 알루미늄에 존재할 수 있는 기계적 스트레스를 제거하고 결정입계(結晶粒界: grain boundary)를 개선하기 위한 열처리단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
between step a-iii) and a-v), between steps b-ii) and b-iv), between steps c-iii) and c-v), or between steps d-
A heat treatment step of removing mechanical stress which may exist in the substrate, foil or thin film aluminum and improving the grain boundaries;
Wherein the thin film solar cell soft substrate has an anodic aluminum nano pattern formed thereon.
a-ⅸ), b-ⅷ), c-xi) 또는 d-ⅹ) 단계 이후에,
잔존하는 양극산화알루미늄 템플레이트를 제거하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 연성 기판의 응력완화층 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
a-ⅸ), b-ⅷ), c-xi) or d-ⅹ)
Removing the remaining anodized aluminum template;
Wherein the thin film solar cell soft substrate has an anodic aluminum nano pattern formed thereon.
e-ⅰ) 후면전극층 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막을 증착하는 단계;
e-ⅱ) 상기 전반사막 위에 박막 형태의 알루미늄을 증착하는 단계;
e-ⅲ) 상기 박막 형태의 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하는 단계;
e-ⅳ) 상기 박막 형태의 알루미늄 양극산화 제 1단계;
e-ⅴ) 상기 박막 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하는 단계;
e-ⅵ) 상기 박막 형태의 알루미늄 양극산화 제 2단계;
e-ⅶ) 상기 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 형성하는 단계;
e-ⅷ) 패턴된 양극산화알루미늄 템플레이트를 마스크로 사용하여 상기 전반사막을 습식 또는 건식 에칭하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
A method of fabricating a solar cell front-side electrode, comprising: forming an anode aluminum oxide nanopattern;
e-i) depositing a single layer or a plurality of layers of a total reflection film on the back electrode layer;
e-ii) depositing aluminum in the form of a thin film on the total-film;
e-iii) electrochemically polishing the surface of the thin aluminum foil with DI water to reduce the surface roughness of the aluminum foil;
e-iv) an aluminum anodizing step of the thin film type;
e-v) etching and removing a one-step anodized aluminum oxide layer from the thin film aluminum;
e-vi) the aluminum anodizing step of the thin film type;
e-ⅶ) pore widening the micropores of the two-step anodized aluminum oxide layer to form an anodized aluminum template;
e-ⅷ) wet or dry etching the transmissive desiccant film using a patterned anodic aluminum template as a mask;
Wherein the aluminum nano-pattern is formed on the entire surface of the thin film solar cell back electrode.
f-ⅰ) 후면전극층 위에 박막 형태의 알루미늄을 증착하는 단계;
f-ⅱ) 상기 박막 형태의 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하는 단계;
f-ⅲ) 상기 박막 형태의 알루미늄 양극산화 제 1단계;
f-ⅳ) 상기 박막 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하는 단계;
f-ⅴ) 상기 박막 형태의 알루미늄 양극산화 제 2단계;
f-ⅵ) 상기 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 형성하는 단계;
f-ⅶ) 상기 알루미늄 템플레이트 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막을 증착시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
A method of fabricating a solar cell front-side electrode, comprising: forming an anode aluminum oxide nanopattern;
f-i) depositing a thin film of aluminum on the back electrode layer;
f-ii) electrochemically polishing the surface of the thin aluminum film to reduce the surface roughness thereof, and washing the surface with DI water;
f-iii) an aluminum anodizing step of the thin film type;
f-iv) etching and removing a one-step anodized aluminum oxide layer from the thin film aluminum;
f-v) an aluminum anodizing step of the thin film type;
f-vi) pore-widening the micropores of the two-step anodized aluminum oxide layer to form an anodized aluminum template;
f) depositing a single layer or a plurality of layers of a heat transfer film over the aluminum template;
Wherein the aluminum nano-pattern is formed on the entire surface of the thin film solar cell back electrode.
g-ⅰ) 후면전극층 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막을 증착하는 단계;
g-ⅱ) 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄을 준비하는 단계;
g-ⅲ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하는 단계;
g-ⅳ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄 양극산화 제 1단계;
g-ⅴ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하는 단계;
g-ⅵ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄 양극산화 제 2단계;
g-ⅶ) 상기 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 형성하는 단계;
g-ⅷ) 상기 양극산화알루미늄 템플레이트를 물리·화학적 방법으로 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄으로부터 탈거하여 분리하는 단계;
g-ⅸ) 상기 분리해낸 양극산화알루미늄 템플레이트를 상기 전반사막 위에 부착하는 단계;
g-ⅹ) 상기 양극산화알루미늄 템플레이트를 마스크로 사용하여 상기 전반사막을 습식 또는 건식 에칭하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
A method of fabricating a solar cell front-side electrode, comprising: forming an anode aluminum oxide nanopattern;
g-i) depositing a single layer or a plurality of layers on the back electrode layer;
g-ii) preparing an independent substrate or aluminum in the form of a foil;
g-iii) electrochemically polishing the substrate or foil-type aluminum to reduce the surface roughness thereof, and washing the substrate with DI water;
g-iv) an aluminum anodization step of the independent substrate or foil type;
g-v) etching and removing a one-step anodized aluminum oxide layer from the independent substrate or foil-shaped aluminum;
g-vi) an aluminum anodization step of the independent substrate or foil type;
g-ⅶ) pore widening the micropores of the two-step anodized aluminum oxide layer to form an anodized aluminum template;
g-ⅷ) removing the anodized aluminum template from the substrate or foil-shaped aluminum by physical and chemical methods;
g-ⅸ) attaching the separated anodized aluminum template onto the first dielectric film;
g-x) wet or dry-etching the transmissive film using the anodic aluminum template as a mask;
Wherein the aluminum nano-pattern is formed on the entire surface of the thin film solar cell back electrode.
h-ⅰ) 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄을 준비하는 단계;
h-ⅱ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄의 표면조도(表面粗度) 감소를 위해 전기화학적으로 연마(electrochemically polishing)하여 증류수(DI water)로 세척하는 단계;
h-ⅲ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄 양극산화 제 1단계;
h-ⅳ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄으로부터 1단계 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭하여 제거하는 단계;
h-ⅴ) 상기 독립된 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄 양극산화 제 2단계;
h-ⅵ) 상기 2단계 양극산화된 산화알루미늄층의 미세공을 확장(pore widening)하여 양극산화알루미늄 템플레이트를 형성하는 단계;
h-ⅶ) 상기 양극산화알루미늄 템플레이트를 물리·화학적 방법으로 기판이나 포일(foil) 형태의 알루미늄으로부터 탈거하여 분리하는 단계;
h-ⅷ) 상기 분리해낸 양극산화알루미늄 템플레이트를 후면전극층 위에 부착하는 단계;
h-ⅸ) 상기 양극산화알루미늄 템플레이트 위에 단일 층 혹은 복수의 층으로 구성된 전반사막을 증착시키는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
A method of fabricating a solar cell front-side electrode, comprising: forming an anode aluminum oxide nanopattern;
h-i) preparing an independent substrate or aluminum in the form of a foil;
h-ii) electrochemically polishing the substrate or foil-type aluminum to reduce the surface roughness thereof, and washing the substrate with DI water;
h-iii) an aluminum anodizing step of the independent substrate or foil type;
h-iv) etching and removing a one-step anodized aluminum oxide layer from the separate substrate or foil-shaped aluminum;
h-v) an aluminum anodization step of the independent substrate or foil type;
h-vi) pore-widening the micropores of the two-step anodized aluminum oxide layer to form an anodized aluminum template;
h-ⅶ) removing the anodized aluminum template by physical and chemical methods from a substrate or a foil-shaped aluminum;
h-ⅷ) attaching the separated anodized aluminum template onto a rear electrode layer;
h-ⅸ) depositing a single layer or a plurality of layers on the anodized aluminum template;
The method of claim 1 or 2, further comprising forming an aluminum anodized aluminum nano pattern.
e-ⅱ), f-ⅰ), g-ⅱ) 또는 h-ⅰ) 단계의 알루미늄은 순도 99% 이상인 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
wherein the aluminum of step (e-ii), f-i), g-ii) or h-i) has a purity of 99% or more.
e-ⅳ), f-ⅲ), g-ⅳ) 또는 h-ⅲ) 단계의 양극산화 제 1단계 및 e-ⅵ), f-ⅴ), g-ⅵ) 또는 h-ⅴ) 단계의 양극산화 제 2단계는,
전해질 용액 환경에서, 알루미늄을 양극으로 사용하고 백금 또는 탄소를 음극으로 사용하여, 0-100℃ 범위 내의 온도조건에서 1-480분 동안 10-300V의 범위 내의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
the anodic oxidation step of step e-iv), f-iii), g-iv) or h-iii) and step e-vi), f- In the second step,
Characterized in that in the electrolytic solution environment, a voltage in the range of 10 -300 V is applied for 1-480 minutes at a temperature condition in the range of 0-100 캜 using aluminum as the anode and platinum or carbon as the cathode. A method for fabricating a full frontal film of a thin film solar cell back electrode having an aluminum nano pattern formed thereon.
e-ⅶ), f-ⅵ), g-ⅶ) 또는 h-ⅵ) 단계의 미세공을 확장(pore widening)하는 방법은 2단계 양극산화 단계를 거친 기판, 포일(foil) 또는 박막 형태의 알루미늄을 1-30wt%의 인산(H3PO4) 용액에 0-100℃에서 1-60분간 침지하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
The method of pore widening the micropores in the step e-ⅶ), g-ⅵ), g-ⅶ) or h-ⅵ mi is performed by a two-step anodizing step, a substrate, a foil, Is immersed in a 1-30 wt% phosphoric acid (H 3 PO 4 ) solution at 0-100 ° C for 1-60 minutes.
e-ⅰ), f-ⅶ), g-ⅰ) 또는 h-ⅸ) 단계의 상기 전반사막은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, ZrN, 갈륨질화물, 알루미늄 질화물, 아연황화물, ITO(In2O3:Sn)(Indium Tin Oxide), FTO(SnO2:F), ZnO, In-Ga-Zn-O, Zr, In2O3, 백금, 금, 산화아연, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화납, 산화구리, 산화티탄 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
wherein the total film is formed of a material selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, ZrN, gallium nitride, aluminum nitride, zinc sulfide, ITO (In 2 O 3 : Sn ), Indium tin oxide (ITO), FTO (SnO 2 : F), ZnO, In-Ga-Zn-O, Zr, In 2 O 3 , platinum, gold, zinc oxide, , And titanium oxide. The method of claim 1, wherein the anodic aluminum oxide nanopattern is formed on the surface of the back electrode.
e-ⅰ), f-ⅶ), g-ⅰ) 또는 h-ⅸ) 단계의 상기 전반사막은 RF 마그네트론 스퍼터링, DC 마그네트론 스퍼터링, MF 마그네트론 스퍼터링, 열증발법, 전자빔증발법, 열분무법, 화학기상증착법, 원자층 증착법, 분자선증착법 중에서 적어도 어느 하나의 방법을 선택하여 증착되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
the total film of the total layers of e-i), f-g), g-i) or h-ⅸ may be formed by RF magnetron sputtering, DC magnetron sputtering, MF magnetron sputtering, thermal evaporation, electron beam evaporation, Wherein at least one of the vapor deposition method, the atomic layer deposition method, and the molecular beam vapor deposition method is selected and deposited.
e-ⅰ), f-ⅶ), g-ⅰ) 또는 h-ⅸ) 단계의 상기 전반사막의 두께는 10-1000nm인 것을 특징으로 하는 블록 코폴리머 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
wherein the total thickness of the total film of the total film is in the range of 10 nm to 1000 nm. The thin film solar cell of claim 1, Gt;
e-ⅱ)와 e-ⅲ) 단계 사이, f-ⅰ)와 f-ⅱ) 단계 사이, g-ⅱ)와 g-ⅲ) 단계 사이, 또는 h-ⅰ)와 h-ⅱ) 단계 사이에,
알루미늄 표면을 클리닝하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
between steps e-ii) and e-iii), between steps f-i) and f-ii), between steps g-ii) and g-iii), or between steps h-
Cleaning the aluminum surface;
The method of claim 1 or 2, further comprising forming an aluminum anodized aluminum nano pattern.
e-ⅰ)와 e-ⅱ) 단계 사이 또는 f-ⅰ) 단계 이전에,
접착도 향상을 위해 10-50nm 두께의 티타늄층을 증착하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
The method according to claim 17 or 18,
between step e-i) and step e-ii) or before step f-i)
Depositing a 10-50 nm thick titanium layer for improved adhesion;
The method of claim 1 or 2, further comprising forming an aluminum anodized aluminum nano pattern.
e-ⅱ)와 e-ⅳ) 단계 사이, f-ⅰ) 와 f-ⅲ) 단계 사이, g-ⅱ)와 g-ⅳ) 단계 사이, 또는 h-ⅰ)와 h-ⅲ) 단계 사이에,
상기 기판, 포일(foil) 또는 박막 형태의 알루미늄에 존재할 수 있는 기계적 스트레스를 제거하고 결정입계(結晶粒界: grain boundary)를 개선하기 위한 열처리단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
ii) between steps e-ii) and e-iv), between steps f-i) and f-iii), between steps g-ii) and g-
A heat treatment step of removing mechanical stress which may exist in the substrate, foil or thin film aluminum and improving the grain boundaries;
The method of claim 1 or 2, further comprising forming an aluminum anodized aluminum nano pattern.
e-ⅷ), f-ⅶ), g-ⅹ) 또는 h-ⅸ) 단계 이후에,
잔존하는 양극산화알루미늄 템플레이트를 제거하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 박막 태양전지 후면전극의 전반사막 제조방법.
21. The method according to any one of claims 17 to 20,
e-ⅷ), f-ⅶ), g-ⅹ) or h-ⅸ)
Removing the remaining anodized aluminum template;
The method of claim 1 or 2, further comprising forming an aluminum anodized aluminum nano pattern.
상기 연성 기판 상면에 증착되는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층;
상기 응력완화층 상면에 증착되는 후면전극층;
상기 후면전극층 상면에 증착되는 광흡수층;
상기 광흡수층 상면에 증착되는 버퍼층; 및
상기 버퍼층 상면에 증착되는 투명전극층;
을 포함하여 구성되는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지에 있어서,
상기 응력완화층은 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지.
A flexible substrate;
A stress relieving layer having an anodized aluminum nano pattern deposited on the upper surface of the soft substrate;
A rear electrode layer deposited on the upper surface of the stress relieving layer;
A light absorbing layer deposited on an upper surface of the rear electrode layer;
A buffer layer deposited on the upper surface of the light absorption layer; And
A transparent electrode layer deposited on an upper surface of the buffer layer;
And a stress relieving layer having an anodized aluminum nano pattern formed thereon,
The thin film solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the stress relieving layer comprises a stress relieving layer having an anodized aluminum nano pattern formed thereon.
상기 연성 기판은 스테인레스, Ni-Fe계, 고분자 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지.
32. The method of claim 31,
Wherein the soft substrate comprises at least one selected from the group consisting of stainless steel, Ni-Fe based materials, and high molecular weight materials, and a stress relieving layer having an anodized aluminum nano pattern formed thereon.
상기 응력완화층은 티타늄(Ti), 크로뮴(Cr), 스테인레스, Ni-Fe계 고분자 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지.
32. The method of claim 31,
Wherein the stress relieving layer comprises at least one selected from the group consisting of titanium (Ti), chromium (Cr), stainless steel, and Ni-Fe based polymers, Thin film solar cell.
상기 후면전극층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지.
32. The method of claim 31,
Wherein the back electrode layer comprises at least one of molybdenum (Mo), chromium (Cr), tungsten (W), and copper (Cu) Thin film solar cell.
상기 광흡수층은 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지.
32. The method of claim 31,
Wherein the light absorption layer comprises at least one of copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se) Thin film solar cell.
상기 버퍼층은 CdS, CdZnS, ZnS, Zn(S,O), Zn(OH,S), ZnS(O,OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, Zn(Se,OH), ZnSnO, ZnO, InSe, InOH, In(OH,S), In(OOH,S), In(S,O) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지.
32. The method of claim 31,
The buffer layer may include at least one selected from the group consisting of CdS, CdZnS, ZnS, Zn (S, O), Zn (OH, S), ZnS (O, OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, Zn , And a stress relieving layer in which an anodized aluminum nano pattern is formed, the stress relieving layer being formed of at least one selected from the group consisting of InOH, In (OH, S), In (OOH, S) Thin film solar cell.
상기 투명전극층은 AZO(Al doped Zinc Oxide), BZO(B doped Zinc Oxide), GZO(Ga doped Zinc Oxide), ZnO, ITO(Indium Tin Oxide), In2O3, FTO(F doped Tin Oxide), 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화철, 이산화주석 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 응력완화층을 포함하는 박막 태양전지.
32. The method of claim 31,
The transparent electrode layer may be formed of one selected from the group consisting of AZO (Al doped zinc oxide), B doped zinc oxide (BZO), Ga doped zinc oxide (GZO), ZnO, indium tin oxide (ITO), In 2 O 3 , FTO Wherein the stress relieving layer comprises an anodic aluminum nitride nanopattern formed of at least one of gallium oxide, aluminum oxide, lead oxide, copper oxide, titanium oxide, iron oxide, and tin dioxide.
상기 연성 기판 상면에 증착되는 후면전극층;
상기 후면전극층 상면에 증착되는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막;
상기 전반사막 상면에 증착되는 광흡수층;
상기 광흡수층 상면에 증착되는 버퍼층; 및
상기 버퍼층 상면에 증착되는 투명전극층;
을 포함하여 구성되는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지에 있어서,
상기 전반사막은 제 17항 내지 제 20항 중 어느 하나의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지.
A flexible substrate;
A rear electrode layer deposited on the upper surface of the flexible substrate;
A front dielectric film on which an anodized aluminum nano pattern is deposited on the top surface of the rear electrode layer;
A light absorbing layer deposited on an upper surface of the transmissive film;
A buffer layer deposited on the upper surface of the light absorption layer; And
A transparent electrode layer deposited on an upper surface of the buffer layer;
The present invention relates to a thin film solar cell comprising an anodic aluminum oxide nanopattern,
The thin film solar cell according to any one of claims 17 to 20, wherein the total reflection film is formed by the method of any one of claims 17 to 20.
상기 연성 기판은 스테인레스, Ni-Fe계, 고분자 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지.
39. The method of claim 38,
Wherein the flexible substrate comprises at least one selected from the group consisting of stainless steel, Ni-Fe-based, and high-molecular-weight materials.
상기 후면전극층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지.
39. The method of claim 38,
Wherein the back electrode layer comprises at least one of molybdenum (Mo), chromium (Cr), tungsten (W), and copper (Cu) Solar cells.
상기 광흡수층은 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지.
39. The method of claim 38,
Wherein the light absorbing layer comprises at least one of copper (Cu), indium (In), gallium (Ga), and selenium (Se) Solar cells.
상기 버퍼층은 CdS, CdZnS, ZnS, Zn(S,O), Zn(OH,S), ZnS(O,OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, Zn(Se,OH), ZnSnO, ZnO, InSe, InOH, In(OH,S), In(OOH,S), In(S,O) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지.
39. The method of claim 38,
The buffer layer may include at least one selected from the group consisting of CdS, CdZnS, ZnS, Zn (S, O), Zn (OH, S), ZnS (O, OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, Zn , A thin film including a total film of an anodic aluminum oxide nanopattern, characterized by comprising at least one of InOH, In (OH, S), In (OOH, S), and In Solar cells.
상기 투명전극층은 AZO(Al doped Zinc Oxide), BZO(B doped Zinc Oxide), GZO(Ga doped Zinc Oxide), ZnO, ITO(Indium Tin Oxide), In2O3, FTO(F doped Tin Oxide), 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화철, 이산화주석 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양극산화알루미늄 나노패턴이 형성된 전반사막을 포함하는 박막 태양전지.
39. The method of claim 38,
The transparent electrode layer may be formed of one selected from the group consisting of AZO (Al doped zinc oxide), B doped zinc oxide (BZO), Ga doped zinc oxide (GZO), ZnO, indium tin oxide (ITO), In 2 O 3 , FTO Wherein the thin film solar cell comprises at least one of gallium oxide, aluminum oxide, lead oxide, copper oxide, titanium oxide, iron oxide, and tin dioxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140083029A KR101592468B1 (en) | 2014-07-03 | 2014-07-03 | Manufacturing methods of patterned stress relaxation layer and reflecting layer by AAO(Anodic Aluminum Oxide) template deposited on flexible substrate and solar cell using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140083029A KR101592468B1 (en) | 2014-07-03 | 2014-07-03 | Manufacturing methods of patterned stress relaxation layer and reflecting layer by AAO(Anodic Aluminum Oxide) template deposited on flexible substrate and solar cell using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160004571A true KR20160004571A (en) | 2016-01-13 |
| KR101592468B1 KR101592468B1 (en) | 2016-02-18 |
Family
ID=55172503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140083029A KR101592468B1 (en) | 2014-07-03 | 2014-07-03 | Manufacturing methods of patterned stress relaxation layer and reflecting layer by AAO(Anodic Aluminum Oxide) template deposited on flexible substrate and solar cell using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101592468B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100856746B1 (en) * | 2007-03-20 | 2008-09-04 | 명지대학교 산학협력단 | Fabricating method of titania thin film |
| KR20090004262A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-12 | 엘지전자 주식회사 | Fabricating method of cigs solar cell |
| JP2010258255A (en) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Fujifilm Corp | Anodic oxidation substrate, method of manufacturing photoelectric conversion element using the same, the photoelectric conversion element, and solar cell |
| KR101140730B1 (en) | 2010-07-08 | 2012-05-03 | 한국철강 주식회사 | Method for handling a flexible substrate of solar cell |
| KR20130105000A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-25 | 포항공과대학교 산학협력단 | Solar cell |
-
2014
- 2014-07-03 KR KR1020140083029A patent/KR101592468B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100856746B1 (en) * | 2007-03-20 | 2008-09-04 | 명지대학교 산학협력단 | Fabricating method of titania thin film |
| KR20090004262A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-12 | 엘지전자 주식회사 | Fabricating method of cigs solar cell |
| JP2010258255A (en) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Fujifilm Corp | Anodic oxidation substrate, method of manufacturing photoelectric conversion element using the same, the photoelectric conversion element, and solar cell |
| KR101140730B1 (en) | 2010-07-08 | 2012-05-03 | 한국철강 주식회사 | Method for handling a flexible substrate of solar cell |
| KR20130105000A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-25 | 포항공과대학교 산학협력단 | Solar cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101592468B1 (en) | 2016-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6817764B2 (en) | Solar cell and manufacturing method of solar cell | |
| CN207558806U (en) | Thin-film solar cells | |
| US20140124030A1 (en) | Thin film solar cell and method for manufacturing same | |
| JP2009231539A (en) | Solar battery and method for manufacturing metallic electrode layer to be used for the same | |
| JP5127925B2 (en) | Thin film solar cell and manufacturing method thereof | |
| Hussain et al. | SF6/Ar plasma textured periodic glass surface morphologies with high transmittance and haze ratio of ITO: Zr films for amorphous silicon thin film solar cells | |
| US20100307579A1 (en) | Pseudo-Periodic Structure for Use in Thin Film Solar Cells | |
| JP5538375B2 (en) | Thin film solar cell and manufacturing method thereof | |
| KR101578813B1 (en) | Scattering metal-nanostructure-layer covered electrode and solar cell using the same, and a methods of manufacturing them | |
| KR101592468B1 (en) | Manufacturing methods of patterned stress relaxation layer and reflecting layer by AAO(Anodic Aluminum Oxide) template deposited on flexible substrate and solar cell using the same | |
| KR101591721B1 (en) | Manufacturing methods of patterned stress relaxation layer and reflecting layer by block copolymer template deposited on flexible substrate and solar cell using the same | |
| WO2015015694A1 (en) | Photovoltaic device | |
| KR101743512B1 (en) | Fabrication Method of Compound Semiconductor Solar Cell having Controlled Transparency | |
| KR101506116B1 (en) | Method of manufacturing patterned glass substrate of solar cell and method of solar cell using thereof | |
| KR101033286B1 (en) | Thin film type Solar Cell and Method for manufacturing the same | |
| TWI447917B (en) | Thin-film solar cell and method for manufacturing a front electrode layer thereof | |
| JP2009158915A (en) | Method of manufacturing substrate for solar battery | |
| TW201304174A (en) | Transparent electroconductive substrate used for solar cell and method for manufacturing the same | |
| WO2017203751A1 (en) | Solar cell and method for manufacturing same, and solar cell panel | |
| US20230261124A1 (en) | High absorption photovoltaic material and methods of making the same | |
| KR100973676B1 (en) | Thin film type Solar Cell and Method for manufacturing the same | |
| KR101032433B1 (en) | Thin film type Solar Cell and Method for manufacturing the same | |
| KR101359407B1 (en) | Two-Step Wet Texturing Production Method Using Metal Ultra Thin Film | |
| KR101334055B1 (en) | Manufacturing method of chalcogenide solar cell with double texture structure having texture layer and chalcogenide solar cell by the same | |
| TWI606599B (en) | Method of transferring thin film |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181211 Year of fee payment: 4 |