KR890004428B1 - Cu₂S/CdS 태양 전지의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명의 구조도.
제2도는 본 발명의 에너지 대역 구조도.
제3도는 본 발명의 제조 공정도.
제4도는 본 발명의 소결온도에 따른 밀도의 변화도.
제5도는 본 발명의 소결온도에 따른 그레인(Grain)의 크기.
본 발명은 태양전지를 제조하는데 있어서 소결법을 이용하여 간단한 제조공정에 따른 제조원가를 저렴하게 제조할 수 있는 Cu2S/CdS 태양 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 경우 Si 주위의 태양 전지를 제조하는데 비하여, 효율은 조금 떨어지거나 제조원가 저렴한 CdS의 여러가지 제조 방법중에서 증착(Evaporation)법, 스퍼터링(Sputtoring)법, 분무(Spray)법, 등으로 실시해왔으나 제조 공정에서 어려움과 또는 태양전지의 광전변환효율이 떨어지는 결점이 있었다.
따라서 본 발명은 이와같은 종래의 결점을 해소시키기 위해 Cu2S/CdS 태양 전지 제조방법으로 소결법(Sinterecl Lauyer)으로 새로운 태양 전지를 발명한 것으로써 제조 공정을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도에서 보는 바와같은 제조 공정에 따라 CdS분말을 모울어(Moulder)에 넣고 결정입크기가 5-10[㎛]이 되도록 압력기(Press)로 100-1200[Kg/Cm2]의 압력을 가해 성형시킨후 수평로(Furnace)에 넣어 시간당 200°C에 이르도록 하여 3-4시간 동안 최고 온도가 600-700°C에 도달하도록 하여 최고 온도에서 약 1.5-2시간동안 유지시켜 소결한다.
이때 소결온도에 따른 밀도 및 그레인(Grain)의 크기는 제4, 5도에서 보는 바와같이 변화되며 소결된 CdS의 밀도는 태양전지의 효율에 크게 영향을 주는데 이때의 밀도는 최고 4.0을 보이며 이것을 #1200-2000의 SiC분말로 플리싱(Polishing)하여 0.5㎜ 두께로 유지시킨 후 묽은 HCI로 표면을 에칭(Etching)후 90-95°C의 CuCI 수용액에 10-30 Sec 동안 침적시켜 화학적으로 Cu2S층을 형성시킨 후 150-200°C에서 10-15분 동안의 열처리를 통하여 접합을 형성시키고 n형층에 A1을 증착시켜 -전극을 만들고 P형층에 Ag페이스트(Paste)로 격자모양의 +전극을 부착한다.
이렇게 제조완료된 본 발명의 태양 전지 구조도는 제1도에서 보는 바와같이 나타나며 제2도는 다결정 CdS표면층이 CuCI 수용액 중에서 화학적 방응으로 Cu 이온이 Cd 이온과 치환됨으로써 CdS보다 더 낮은 전자밀도를 가진 축퇴(Degenerated)된 P형 Cu2S/CdS 이종접합의 에너지 대역구조도이며 P형 Cu2S층은 약 1.2eV의 대역폭을 가지고 있고 n형 CdS는 2.4eV의 대역폭을 가지고 있어서 거의 모든 가시광선을 흡수하고 파장이 짧은 자외선까지도 흡수할 수 있게 되고 P형 Cu2S층에 광을 받게되면 E=hv(1.2eV)의 에너지를 가진 광양자는 흡수하여 수소 캐리어인 전자가 여기되며 이때 Cu2S층은 전자-정공쌍이 발생하게 되어 전자가 CdS영역으로 이동하고 공핍층(Depletion Lsyer)에서도 높은 전계로 인하여 CdS영역으로 내려가거나 접촉면 영역에서 포획되어 접촉면위의 Cu2S 층안에서 정공과 재결합하는 과정에서 태양전지의 특성을 나타낸다.
또한 다결정 CdS의 밀도가 4.0이고 침적시간이 30초인 태양 전지의 단락 전류는 2.17mA/Cm2이고 개방전압은 0.25V이며 효율은 0.17%이다.
소결법으로 제작한 n형 다결정 CdS는 700°C 전후하여 밀도가 4.0 이상으로 좋은 밀도를 나타내었고 침적시간은 30Sec 전후가 좋은 효율은 나타나게 됨을 알 수 있는 것으로써 간단한 제조공정으로 태양전지의 광전변환효율이 높은 것을 얻을 수 있게 된 것이다.
Claims (1)
- CdS분말을 모울딩하여 600-700°C 온도에서 1.5-2시간 동안 유지시켜 소결하고 CuCI 수용액에서 10-30Sec 동안 침적시킨 후 150-200°C에서 10-15분 동안의 열처리를 통해 A1의 -전극과 Ag페이스트로 +전극을 부착시키게 됨을 특징으로 하는 Cu2S/CdS 태양 전지의 제조방법.
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