KR910007468B1 - 비정질 실리콘 태양전지 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래 태양전지의 평면도.
제2도는 제1도의 A-A'선에 따른 종단면도.
제3도는 제1도의 투명전극 인출부로의 정공의 이동 상태를 나타낸 도면.
제4도는 본 발명에 따른 태양전지의 평면도.
제5도는 제4도의 B-B'선에 따른 종단면도.
제6도는 제5도의 투명전극 인출부로의 정공의 이동 상태를 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 유리기판 20 : 투명전극
20A : 전극 인출부 30 : pin층
40 : 금속전극 50 : 절연층
60 : 투명전극 인출전극
본 발명은 비정질 실리콘 박막 태양전지에 관한 것으로서, 특히 일반화된 p-i-n형 태양전지의 전극 구조와는 달리 투명전극의 외부 접속부를 소자 중심부에서 인출하여 고효율의 광전효과를 가져올 수 있도록한 고효율 박막 태양전지에 관한 것이다.
1970년대 석유파동 이후, 화석연료의 지역적 편중성과 미래 에너지원의 개발 필요성이 심각하게 대두됨에 따라 대체 에너지의 연구개발이 활발하게 추진되어 왔으며, 특히 무공해, 무한정의 태양에너지를 이용하는 기술이 가장 주목을 받고 있다. 이러한 태양에너지를 이용한 기술이란 태양의 광에너지를 흡수하여 기전력을 발생하는 광기전력 효과를 이용하여 태양에너지 직접 전기에너지로 변환시키는 태양전지를 이용한 기술로서 그 기본 소자인 태양전지는 사용재료에 따라 결정질 실리콘 태양전지, 비정질 실리콘 태양전지, 화합물 반도체 태양전지 등으로 분류되며, 특히 비정질 실리콘은 다른 재료에 비해 광흡수 계수가 크기 때문에 두께 1㎛ 이내의 박막화가 가능하고, 또한 글로우방전을 이용한 가스반응으로 박막을 만들 수 있어 제조공정이 간단할 뿐만 아니라 제조에 필요한 에너지량이 적기 때문에 비정질 실리콘을 사용한 비정질 실리콘 태양전지가 가장 각광을 받고 있다.
이와 같은 종래 비정질 실리콘 태양전지는 제2도에 도시한 바와 같이 유리기판(1), 투명전극(2), pin층(3), 금속전극(4) 형태의 적층구조로서, 상기 투명전극(2)은 제1도에서 볼 수 있듯이 소자의 좌측 돌출부인 전극인출부(2A)에서 광전류를 얻어내고 있는바 제3도에서 나타낸 바와 같이 정공의 이동거리가 길어 정공이 전극인출부(2A)로의 도달과정에서 상기 투명전극(2)의 면저항에 의해 정공의 이동도가 떨어져 전자와의 재결합으로 인한 중간 소멸이 발생하여 광전효율이 떨어지는 결점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 투명전극의 표면 및 배면에서의 광여기된 전자, 정공의 재결합을 줄일 수 있는 고효율의 비정질 실리콘 태양전지를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 태양전지는 유리기판, 투명전극, pin층, 금속전극, 절연층, 투명전극 인출전극의 적층구조를 갖는 태양전지로서, 상기 투명전극상의 중앙에 전극인출부가 형성될 수 있도록 소정의 네가티브마스크를 사용하여 그 중앙에 통공이 형성된 pin층, 금속전극, 절연층이 차례로 적층되며, 상기 절연층은 금속전극과 그 위에 증착되는 투명전극 인출전극과의 단락을 방지할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
다음은 본 발명에 의한 비정질 실리콘 태양전지를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 비정질 실리콘 태양전지는 제5도에 도시한 바와 같이 유리기판(10)상에 투명전극(20)을 증착한 다음 상기 투명전극(20) 위에 pin층(30)을 형성함에 있어, 제6도에 도시한 바와 같이 전극인출부(20A)가 소자의 중앙에 형성될 수 있도록 소정의 네가티브마스크를 사용하여 증착하며, 그 상부에 금속전극(40)을 형성함에 있어서는 상기 pin층(30)의 형성과 마찬가지로 그 중앙에 전극이 인출될 수 있도록 하되 통공을 중심으로 금속전극(40)의 우측부분은 상기 유리기판(10)과 접촉될 수 있도록 증착한다. 또한, 상기 금속전극(40)상에 전극들간의 단락(short)을 방지할 수 있도록 절연층(50)을 형성함에 있어서도 상기 pin층(30) 및 금속전극(40)과 마찬가지로 형성하되 통공을 중심으로 절연층(50)의 좌측부분은 금속전극(40)과 후에 증착될 투명전극 인출전극(60)과의 단선을 방지할 수 있도록 하부의 유리기판(10)과 접촉될 수 있도록 증착한다. 이와 같은 구성에 의하면 제6도에 도시한 바와 같이 광여기된 전자, 정공이 중간 소멸없이 수집될 수 있도록 소자의 중앙에 전극인출부(20A)가 형성되는 바 상기 전극인출부(20A)로부터 광전류를 인출할 수 있도록 투명전극 인출전극(60)을 증착하는 것에 의해 본 발명의 비정질 실리콘 태양전지가 얻어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 비정질 실리콘 태양전지에 의하면, 광에너지에 의해 발생된 전자-정공쌍이 각각 (+),(-)단자로 이동해가는 과정에서 정공의 인출부가 소자의 중앙부에 형성되어 있는 까닭에 정공의 평균이동 거리가 줄어들어 투명전극의 면저항을 적게 받게 되고, 그 결과 정공과 전자의 재결합율이 종래에 비해 훨씬 줄어들어 고효율의 태양전지를 얻을 수 있다.
Claims (3)
- 유리기판(10), 투명전극(20), pin층(30), 금속전극(40), 절연층(50), 투명전극 인출전극(60)의 적층구조를 갖는 태양전지로서, 상기 투명전극(20)상의 중앙에 전극인출부(20A)가 형성될 수 있도록 소정의 네가티브마스크를 사용하여 그 중앙에 통공이 형성된 pin층(30), 금속전극(40), 절연층(50)이 차례로 적층되며, 상기 절연층(50)은 금속전극(40)과 그 위에 증착되는 투명전극 인출전극(60)과의 단락을 방지할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 태양전지.
- 제1항에 있어서, 상기한 투명전극 인출전극(60)의 단부가 유리기판(10)에 접촉되는 구조에서 상기한 절연층(50)의 일부는 상기한 투명전극 인출전극(60)과 재면하는 금속전극(40)과 pin층(30)의 각 측면을 함께 절연하도록 연장 형성됨을 특징으로 하는 비정질 실리콘 태양전지.
- 제1항에 있어서, 전극간의 단락을 방지할 수 있도록 상기 금속전극(40)과 투명전극 인출전극(60) 사이에 형성한 절연층(50)으로서 SiO2또는 SiN을 사용함을 특징으로 하는 비정질 실리콘 태양전지.
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| KR900011070A KR900011070A (ko) | 1990-07-11 |
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| KR (1) | KR910007468B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8076175B2 (en) | 2008-02-25 | 2011-12-13 | Suniva, Inc. | Method for making solar cell having crystalline silicon P-N homojunction and amorphous silicon heterojunctions for surface passivation |
-
1988
- 1988-12-31 KR KR1019880018172A patent/KR910007468B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| US8076175B2 (en) | 2008-02-25 | 2011-12-13 | Suniva, Inc. | Method for making solar cell having crystalline silicon P-N homojunction and amorphous silicon heterojunctions for surface passivation |
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|---|---|
| KR900011070A (ko) | 1990-07-11 |
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