KR20200058152A - 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치, 이를 이용한 투명전극의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 반투명 페로브스카이트 태양전지 - Google Patents
반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치, 이를 이용한 투명전극의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 반투명 페로브스카이트 태양전지 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 서로 마주보도록 위치하는 두 개의 스퍼터 건; 상기 마주보는 두 개의 스퍼터 건 사이에 일 방향의 자장이 형성되도록 각 스퍼터 건의 후면에 배열되는 자석; 및 상기 두 개의 스퍼터 건의 일 측에 상기 두 개의 스퍼터 건과 수직하게 배치되는 기판 거치부를 포함하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치, 이를 이용한 투명전극의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 반투명 페로브스카이트 태양전지에 관한 것이다.
Description
본 발명은 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치, 이를 이용한 투명전극의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 반투명 페로브스카이트 태양전지에 관한 것이다.
최근 전 세계적으로 고효율 페로브스카이트 태양전지에 관한 연구가 급속도로 진행되고 있다.
인쇄공법으로 제작이 가능한 저가의 페로브스카이트 제조 공법으로도 20%이상의 고효율을 나타내기 때문에 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 고효율 페로브스카이트 태양전지의 다양한 응용분야 중 태양광 모듈을 건축 외장재로 사용하여 전력을 생산하는 Building Integrated Photovoltaic (BIPV)용 태양전지로 그 가능성이 높다. 기존 결정질/비정질 Si 태양전지나 CIGS 태양전지와 달리 페로브스카이트 액티브 물질이 두께 조절에 따라 투명 특성을 나타내기 때문에 유리창호형 반투명 태양전지로 응용이 가능하다.
일반적인 페로브스카이트 태양전지의 상부전극은 액티브 층에서 발생된 전자가 지나가기 쉽도록 낮은 일함수를 가지는 금속 전극을 사용한다. 그러나, 창호용 반투명 페로브스카이트 태양전지는 상부전극으로 불투명한 금속 전극을 사용할 수 없으며, 하부전극과 마찬가지로 투명전극을 사용해야 한다.
대표적인 투명전극인 전도성 산화물 투명전극(Transparent conduction oxide: TCO)은 스퍼터링 공정을 통해 낮은 저항과 높은 투과도를 구현할 수 있으며, 현재 상업화된 평판디스플레이, 태양전지 분야에서는 대부분 스퍼터링 공정을 이용하여 태양전지를 제작하고 있다.
그러나, 스퍼터링 공정은 높은 에너지의 플라즈마를 이용하는 공정으로, 이 때 발생되는 고 에너지 입자가 페로브스카이트 광활성층과 충돌하여 광활성층 물질의 결합을 끊음으로써 전기적/광학적 특성에 영향을 줄 수 있으며, 이에 따라 태양전지가 작동을 하지 않거나 매우 낮은 효율을 나타내게 된다.
이와 관련하여, 미국 공개특허 제2017-0069861호는 진공 증발법을 이용하여 상부 투명전극을 제조하는 방안을 공개하고 있다. 그러나, 저저항 및 고투과 투명 전극의 구현에 한계가 있는 것으로 보인다.
따라서, 페로브스카이트 광활성층에 대한 플라즈마 데미지가 없으면서도, 저저항 및 고투과 투명전극을 제조할 수 있는 새로운 방법이 강구될 필요가 있다.
본 발명은 반투명 페로브스카이트 태양전지의 광활성층에 대한 플라즈마 데미지를 최소화하면서도, 저저항 및 고투과성을 갖는 투명전극을 제조할 수 있는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 스퍼터링 장치를 이용하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 투명전극 제조방법을 이용하여 제조되는 반투명 페로브스카이트 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 서로 마주보도록 위치하는 두 개의 스퍼터 건; 상기 마주보는 두 개의 스퍼터 건 사이에 일 방향의 자장이 형성되도록 각 스퍼터 건의 후면에 배열되는 자석; 및 상기 두 개의 스퍼터 건의 일 측에 상기 두 개의 스퍼터 건과 수직하게 배치되는 기판 거치부를 포함하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 서로 마주보는 두 개의 스퍼터 타겟 사이에 일 방향의 자장을 형성하고, 상기 두 개의 스퍼터 타겟에 음의 바이어스를 인가하고, 상기 두 개의 스퍼터 타겟 사이에 플라즈마 형성용 공정가스를 투입하여 플라즈마를 형성하며, 페로브스카이트 광활성층이 형성된 기판을 상기 두 개의 스퍼터 타겟의 일 측에 상기 두 개의 스퍼터 타겟과 수직하게 배치하여, 상기 페로브스카이트 광활성층 상에 투명전극층 형성을 위한 스퍼터링을 실시하는, 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 제1투명전극층; 페로브스카이트 광활성층 및 상기 투명전극의 제조방법에 따라 형성된 제2투명전극층을 포함하는 반투명 페로브스카이트 태양전지를 제공한다.
본 발명의 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치 및 이를 이용한 투명전극의 제조방법에 의하면, 투명전극의 스퍼터링 공정시 발생되는 고 에너지의 플라즈마 입자를 의도적으로 형성한 자장을 이용해 가두어 페로브스카이트 활성층에 대한 플라즈마 데미지를 최소화하면서도, 저저항 및 고투과성의 투명전극을 페로브스카이트 활성층상에 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치 및 이를 이용한 투명전극의 제조방법은 대면적의 유리 창호용 반투명 페로브스카이트 태양전지의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 반투명 페로브스카이트 태양전지는 고투과성을 지니면서도 우수한 에너지 변환 효율을 나타내어 Building Integrated Photovoltaic (BIPV)용 태양전지에 매우 적합하다.
도 1은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치를 이용하여 투명전극을 형성하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 일반적인 불투명 페로브스카이트 구조와 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치를 이용한 투명전극 제조과정에서 형성되는 하전된 입자들이 일 방향의 자장에 구속되는 모습을 예시적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지의 구조를 예시적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법으로 형성된 IZTO의 면저항(a) 및 투과도(b)를 측정한 결과이다.
도 6은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지와 종래의 페로브스카이트 태양전지의 J-V 커브를 측정한 결과이다.
도 7은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지와 종래의 페로브스카이트 태양전지의 표면을 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지와 불투명 페로브스카이트 태양전지의 J-V 커브를 측정한 결과이다.
도 2는 일반적인 불투명 페로브스카이트 구조와 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치를 이용한 투명전극 제조과정에서 형성되는 하전된 입자들이 일 방향의 자장에 구속되는 모습을 예시적으로 도시한 것이다.
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도 5는 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법으로 형성된 IZTO의 면저항(a) 및 투과도(b)를 측정한 결과이다.
도 6은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지와 종래의 페로브스카이트 태양전지의 J-V 커브를 측정한 결과이다.
도 7은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지와 종래의 페로브스카이트 태양전지의 표면을 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지와 불투명 페로브스카이트 태양전지의 J-V 커브를 측정한 결과이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치를 제공한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 스퍼터링 장치는 스퍼터링 타겟이 놓이는 두 개의 스퍼터 건이 서로 마주보도록 위치하며, 기판이 놓이는 기판 거치부가 상기 두 개의 스퍼터 건의 일 측에 상기 두 개의 스퍼터 건과 수직하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 두 개의 마주보는 스퍼터 건 사이에 일 방향의 자장이 형성될 수 있도록 각 스퍼터 건의 후면에 자석이 배열된다. 상기 자석은 마주보는 스퍼터 건에 배열되는 자석과 서로 다른 극성이 대향되도록 배열될 수 있다. 또한, 상기 자석은 영구자석 또는 전자석일 수 있고, 단일의 자석 또는 두 개 이상의 자석의 조합으로 이루어질 수 있으며, 두 개 이상의 영구자석의 조합인 것이 바람직하다.
위의 구조에서 스퍼터링 장치에 사용되는 일반 요소들은 생략되었고 기능상 주요한 요소만 언급되었다.
본 발명의 스퍼터링 장치는 스퍼터 건을 대형화하는 경우 대면적 페로브스카이트 태양전지용 상부 투명전극의 성막이 가능하기 때문에 창호용 반투명 페로브스카이트 태양전지 제작에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 서로 마주보는 두 개의 스퍼터 타겟 사이에 일 방향의 자장을 형성하는 것을 특징으로 한다. 상기 일 방향의 자장은 자석을 각 스퍼터 건의 후면에 서로 다른 극성이 대향되도록 배열하는 방법으로 형성할 수 있다. 상기 자석은 상기 스퍼터링 장치에 관한 설명에서의 내용과 동일하다.
상기 서로 마주보는 두 개의 스퍼터 타겟에 음의 바이어스를 인가하고, 두 개의 스퍼터 타겟 사이 공간에 플라즈마 형성용 공정가스를 투입하게 되면 두 개의 스퍼터 타겟 사이 공간에 플라즈마가 형성된다. 이 때 두 개의 스퍼터 타겟 사이에 일 방향의 자장이 형성되어 있으므로, 플라즈마 내부에 형성된 전하를 띤 입자들은 상기 일 방향으로 형성된 자장에 의해 구속된다.
도 3과 같이, 두 개의 스퍼터 타겟 사이에 형성된 자장에 구속된 전하를 띤 입자들은 자이로 운동을 함과 동시에 스퍼터 타겟에 인가된 음의 바이어스에 의해 왕복운동을 하게 되며, 두 개의 스퍼터 타겟 사이 공간에서 플라즈마를 유지하게 된다.
따라서, 페로브스카이트 광활성층이 형성된 기판을 상기 두 개의 스퍼터 타겟의 일 측에 상기 두 개의 스퍼터 타겟과 수직하게 배치하게 되면, 전하를 띠는 고 에너지의 플라즈마 입자들은 두 개의 스퍼터 타겟 사이 공간에 구속되므로 페로브스카이트 광활성층에 대한 영향을 줄 수 없게 되며, 비교적 낮은 에너지를 갖는 중성의 타겟 입자는 확산에 의해 페로브스카이트 광활성층 상에 도달 할 수 있고, 이에 따라 투명전극층을 형성할 수 있다.
상기 플라즈마 형성용 공정가스는 비반응성 가스를 이용할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 아르곤(Ar)을 사용하였다.
상기 페로브스카이트 활성층은 페로브스카이트 물질을 포함하며, 상기 페로브스카이트 물질은 해당 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 보다 구체적으로, 페로브스카이트 물질은 분자구조가 ABX3 형태이며, 상기 A로는 메틸암모늄(CH3NH3) 또는 포름아미디늄(HC(NH2)2)의 유기물일 수 있고, 상기 B로는 납(Pb) 또는 주석(Sn)의 금속 원소일 수 있으며, 상기 X로는 염소(Cl), 브로민(Br), 또는 아이오딘(I)의 할라이드 원소일 수 있다.
상기 투명전극층은 TCO(Transparent Conductive Oxide)층, 금속 박막층, 금속 그리드가 삽입된 TCO층, 금속 나노와이어-TCO층, 금속 그리드-TCO층, 금속 박막-TCO층 및 TCO-금속 박막-TCO층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지의 구조를 도 4에 나타내었다. 본 발명의 일 실시예에서는 단일의 TCO층을 사용하였다.
상기 TCO층은 In2O3, Sn-doped In2O3, Zn-doped In2O3, Si-doped In2O3, Zn-Sn-doped In2O3, Mo-doped In2O3, V-doped In2O3, W-doped In2O3, Zr-doped In2O3, Ti-doped In2O3, ZnO, Al-doped ZnO, Ga-doped ZnO, Sn-doped ZnO, SnO2, F-doped SnO2 및 Sb-doped SnO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 Zn-Sn-doped In2O3(IZTO)를 사용하였다.
상기 투명전극층은 1㎚ 내지 10㎛ 의 두께로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법은 일반적인 스퍼터링 공정과 마찬가지로 인가되는 전력, 작업압력, 기판 위치, 공정가스 유량 등을 조절하여 성막되는 투명전극의 특성을 조절할 수 있다. 이에 따라, 일반적인 DC 스퍼터링 공정에 의해 성막된 투명전극과 유사한 특성을 갖는 투명전극의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명은 반투명 페로브스카이트 태양전지를 제공한다.
본 발명의 반투명 페로브스카이트 태양전지는 제1투명전극층; 페로브스카이트 광활성층 및 제2투명전극층을 포함하며, 상기 제2투명전극층은 상기 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법에 따르는 경우, 페로브스카이트 광활성층에 대한 영향을 최소화하면서도 스퍼터링 공정에 의할 수 있으므로, 기존의 인쇄법 또는 진공 증발법에 비하여 저저항 및 고투과성의 제2투명전극층을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 상기 제2투명전극층 즉, 상부 투명전극은 면저항이 50Ω/square 이하이고, 투과도가 80% 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1투명전극층 및 제2투명전극층에 관한 사항은 상기 투명전극의 제조방법에 관한 설명에서의 투명전극층에 대한 내용과 동일하다.
이하에서는 상술한 반투명 페로브스카이트 태양전지에 대한 광학적 및 전기적 특성 등에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서는 투명전극으로 IZTO를 사용하고 있으나, 이는 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법으로 형성된 IZTO의 면저항(a) 및 투과도(b)를 측정한 결과이다. 이 때 IZTO 전극 200W DC power, 작업압력 1.2 mTorr, 아르곤 유량 10sccm, 산소 유량 0.3sccm, 타겟과 타겟사이의 거리 7cm, 타겟과 기판과의 거리 4cm 의 조건에서 성막되었으며, 이에 따라 두께 200nm의 IZTO 전극을 형성하였다.
상기 도 5를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 IZTO 전극은 산소의 유량이 0.3sccm 인 경우, 50Ω/square 이하의 면저항을 나타내고, 80% 이상의 광투과도를 나타내는 점을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따라 상부전극으로 IZTO 전극을 성막한 반투명 페로브스카이트 태양전지(실시예 1 내지 4) 및 종래의 일반적인 DC 스퍼터링 공정에 의해 상부전극으로 ITO전극을 성막한 반투명 페로브스카이트 태양전지(비교예 1)의 J-V 커브를 비교한 것이며, 이에 따른 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
이 때 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지는 유리기판/제1투명전극층(ITO)/제1전하수송층(NiO)/페로브스카이트 광활성층/제2전하수송층(PC60BM)/제2투명전극층(IZTO)의 구조로 이루어져 있으며, 상기 제2투명전극층(IZTO)은 100 내지 400W DC power, 작업압력 1.2 mTorr, 아르곤 유량 10sccm, 산소 유량 0.3sccm, 타겟과 타겟사이의 거리 7cm, 타겟과 기판과의 거리 4cm 의 조건에서 성막되었으며, 이에 따라 형성된 제2투명전극층(IZTO)의 두께는 200nm 이었다.
| 태양전지 구조 | DC Power(W) |
Voc (V) |
Jsc (mA/㎠) |
FF (%) |
PCE (%) |
|
| 실시예 1 | Glass/ITO/NiO/Perovskite/PCBM/IZTO | 100 | 0.993 | 15.77 | 45.83 | 7.18 |
| 실시예 2 | Glass/ITO/NiO/Perovskite/PCBM/IZTO | 200 | 1.056 | 16.79 | 51.19 | 9.08 |
| 실시예 3 | Glass/ITO/NiO/Perovskite/PCBM/IZTO | 300 | 1.036 | 17.52 | 44.61 | 8.10 |
| 실시예 4 | Glass/ITO/NiO/Perovskite/PCBM/IZTO | 400 | 1.011 | 17.96 | 33.92 | 6.16 |
| 비교예 1 | Glass/ITO/NiO/Perovskite/PCBM/ITO | 200 | 1.075 | 8.16 | 26.87 | 2.36 |
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 반투명 페로브스카이트 태양전지는 6.16 내지 9.08%의 광변환 효율(PCE)을 나타내는 반면, 종래의 일반적인 DC 스퍼터링 공정을 이용하여 제작한 비교예 1에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지는 2.36%의 매우 낮은 광변환 효율을 나타내어, 플라즈마 데미지에 의해 소자의 특성이 매우 저하되었음을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따라 상부전극으로 IZTO 전극을 성막한 반투명 페로브스카이트 태양전지(실시예 5) 및 상부전극으로 Ag 전극을 갖는 불투명 페로브스카이트 태양전지(비교예 2)의 J-V 커브를 비교한 것이며, 이에 따른 결과를 하기 표 2에 정리하였다.
이 때 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지는 유리기판/제1투명전극층(ITO)/제1전하수송층(NiO)/페로브스카이트 광활성층/제2전하수송층(PC60BM)/제2투명전극층(IZTO)의 구조로 이루어져 있으며, 상기 제2투명전극층(IZTO)은 200W DC power, 작업압력 1.2 mTorr, 아르곤 유량 10sccm, 산소 유량 0.3sccm, 타겟과 타겟사이의 거리 7cm, 타겟과 기판과의 거리 4cm 의 조건에서 성막되었으며, 이에 따라 형성된 제2투명전극층(IZTO)의 두께는 500nm 이었다.
| 태양전지 구조 | Voc (V) |
Jsc (mA/㎠) |
FF (%) |
PCE (%) |
|
| 실시예 5 | Glass/ITO/NiO/Perovskite/PCBM/IZTO(500nm) | 1.058 | 17.76 | 64.93 | 12.21 |
| 비교예 2 | Glass/ITO/NiO/Perovskite/PCBM/Ag(80nm) | 1.000 | 18.48 | 73.17 | 13.33 |
상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 5의 반투명 페로브스카이트 태양전지는 12.21%의 광변환 효율(PCE)을 나타내어, 상부전극으로 Ag 전극을 갖는 비교예 2에 따른 불투명 페로브스카이트 태양전지의 광변환 효율(13.33%)과 유사한 광변환 효율을 나타내는 점을 확인할 수 있다.
상기 결과들로부터, 본 발명에 따른 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법을 이용함으로써, 저저항 및 고투과성의 상부 투명전극을 형성할 수 있고, 이와 동시에 페로브스카이트 광활성층에 플라즈마 데미지에 의한 영향을 최소화하여 광변화 효율이 우수한 반투명 페로브스카이트 태양전지를 제조할 수 있음을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형실시가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다.
Claims (12)
- 서로 마주보도록 위치하는 두 개의 스퍼터 건;
상기 마주보는 두 개의 스퍼터 건 사이에 일 방향의 자장이 형성되도록 각 스퍼터 건의 후면에 배열되는 자석; 및
상기 두 개의 스퍼터 건의 일 측에 상기 두 개의 스퍼터 건과 수직하게 배치되는 기판 거치부를 포함하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 자석은, 마주보는 스퍼터 건에 배열된 자석과 서로 다른 극성이 대향되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 자석은, 영구자석 또는 전자석인 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 자석은, 단일의 자석 또는 두 개 이상의 자석의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치. - 서로 마주보는 두 개의 스퍼터 타겟 사이에 일 방향의 자장을 형성하고,
상기 두 개의 스퍼터 타겟에 음의 바이어스를 인가하고, 상기 두 개의 스퍼터 타겟 사이에 플라즈마 형성용 공정가스를 투입하여 플라즈마를 형성하며,
페로브스카이트 광활성층이 형성된 기판을 상기 두 개의 스퍼터 타겟의 일 측에 상기 두 개의 스퍼터 타겟과 수직하게 배치하여, 상기 페로브스카이트 광활성층 상에 투명전극층 형성을 위한 스퍼터링을 실시하는, 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 투명전극층은, TCO(Transparent Conductive Oxide)층, 금속 박막층, 금속 그리드가 삽입된 TCO층, 금속 나노와이어-TCO층, 금속 그리드-TCO층, 금속 박막-TCO층 및 TCO-금속 박막-TCO층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 TCO층은, In2O3, Sn-doped In2O3, Zn-doped In2O3, Si-doped In2O3, Zn-Sn-doped In2O3, Mo-doped In2O3, V-doped In2O3, W-doped In2O3, Zr-doped In2O3, Ti-doped In2O3, ZnO, Al-doped ZnO, Ga-doped ZnO, Sn-doped ZnO, SnO2, F-doped SnO2 및 Sb-doped SnO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법. - 청구항 5에 있어서,
상기 투명전극층의 두께는, 1㎚ 내지 10㎛ 인 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극의 제조방법. - 제1투명전극층;
페로브스카이트 광활성층; 및
제2투명전극층을 포함하는 반투명 페로브스카이트 태양전지로,
상기 제2투명전극층은 청구항 5 내지 8에 따른 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지. - 청구항 9에 있어서,
상기 제2투명전극층은, 면저항이 50Ω/square 이하이고, 투과도가 80% 이상인 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지. - 청구항 9에 있어서,
상기 제1투명전극층 및 제2투명전극층은, TCO(Transparent Conductive Oxide)층, 금속 박막층, 금속 그리드가 삽입된 TCO층, 금속 나노와이어-TCO층, 금속 그리드-TCO층, 금속 박막-TCO층 및 TCO-금속 박막-TCO층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극. - 청구항 11에 있어서,
상기 TCO층은, In2O3, Sn-doped In2O3, Zn-doped In2O3, Si-doped In2O3, Zn-Sn-doped In2O3, Mo-doped In2O3, V-doped In2O3, W-doped In2O3, Zr-doped In2O3, Ti-doped In2O3, ZnO, Al-doped ZnO, Ga-doped ZnO, Sn-doped ZnO, SnO2, F-doped SnO2 및 Sb-doped SnO2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극.
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| KR1020180142798A KR20200058152A (ko) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | 반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 스퍼터링 장치, 이를 이용한 투명전극의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 반투명 페로브스카이트 태양전지 |
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|---|---|---|---|---|
| US20170069861A1 (en) | 2015-09-04 | 2017-03-09 | International Business Machines Corporation | Transparent Conducting Oxide As Top-Electrode In Perovskite Solar Cell By Non-Sputtering Process |
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Patent Citations (1)
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