WO2013006016A2 - 태양전지 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

태양전지 소자 및 그 제조방법 Download PDF

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WO2013006016A2
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photoactive layer
forming
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이종람
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동완재
정관호
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포항공과대학교 산학협력단
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to improve the efficiency of the solar cell device by improving the amount of light absorbed in the photoactive layer and facilitating the transfer of charge to the electrode.
  • the present invention relates to a solar cell device and a method of manufacturing the same, which can manufacture such a high efficiency solar cell device at a low cost and in a large amount.
  • a device for converting light energy of the sun into electrical energy is called a solar cell device.
  • a solar cell device includes a photoactive layer having an electron donor and an electron acceptor between a pair of electrodes each made of a conductive material. Has a structure.
  • the solar cell device when light is incident on the photoactive layer, electrons and holes charges are generated inside the photoactive layer by the electron donor and the electron acceptor, and the charges are transferred to the pair of electrodes, respectively.
  • the photoelectric effect of the potential difference between the electrodes converts light energy into electrical energy.
  • Such a solar cell element is a minimum unit for generating electrical energy
  • the solar cell module is composed of a plurality of solar cell elements, and is a minimum unit for extracting electrical energy.
  • the solar cell array is a unit in which a plurality of solar cell modules are physically arranged to facilitate installation or maintenance work.
  • the photoactive layer absorbs more light so that more charges are generated inside the photoactive layer, and the faster these charges move to the electrode, the more the efficiency can be improved.
  • a laminated structure of a two-dimensional thin film in which a substrate, a first electrode, a photoactive layer, and a second electrode, each of which is provided in a thin film form that constitutes the mainstream of the current solar cell device structure, is sequentially stacked, has an advantage of simple manufacturing. Since the amount of light absorbed by the photoactive layer is small and the structure does not allow rapid movement of charges, there is a problem of low efficiency.
  • this research direction is a passive form that prevents a decrease in the amount of light incident into the solar cell device, and actively improves the amount of light absorbed by the photoactive layer under the same amount of light condition or promotes the movement of charges to the electrode. Since it is not a form, there is a limit that can not greatly improve the efficiency of the solar cell element.
  • a chemical vapor deposition (CVD) method is mainly used to form such a nano-scale structure, and this chemical vapor deposition method heats a gas containing a chemical substance at high temperature, or Since high energy plasma must be applied, a high deposition temperature is required, resulting in a high manufacturing cost, a long time, and difficulty in depositing in a large area.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the present invention can increase the optical path through which the incident light passes through the photoactive layer, and can quickly receive charges generated inside the photoactive layer as the first electrode,
  • An object of the present invention is to provide a solar cell device and a method of manufacturing the same, which can be easily and cheaply manufactured in a large area.
  • the solar cell device having a light transmittance;
  • a first electrode formed of a material having conductivity and light transmittance and formed on the substrate including a plurality of nano branch structures having a branch shape;
  • a photoactive layer having an electron donor and an electron acceptor and formed on the first electrode;
  • a second electrode formed on the photoactive layer and made of a conductive material.
  • the first electrode may further include an electrode body provided on the substrate in a film shape having a predetermined thickness, and the plurality of nano branch structures may be formed on an upper surface of the electrode body, respectively.
  • the electrode body may be made of the same material as the plurality of nano-branched structures.
  • the photoactive layer may be provided in a form containing the nano-branched structure.
  • the photoactive layer may be formed on the electrode body in a form containing the nano branch structure.
  • the first electrode may include indium tin oxide (ITO).
  • ITO indium tin oxide
  • the substrate may be made of a thin plate material including at least one selected from the group consisting of glass, silicon, sapphire, and metal.
  • the photoactive layer may be made of a material including any one of a block copolymer, silicon, a silicon-germanium compound, and a copper-indium-germanium compound.
  • a method of manufacturing a solar cell device including: forming a first electrode made of a material having conductivity and light transmittance and including a plurality of nano-branched structures having a branch shape on a substrate having light transparency; Forming a photoactive layer having an electron donor and an electron acceptor on the first electrode; And forming a second electrode of a conductive material on the photoactive layer.
  • the forming of the first electrode may include forming an electrode body having a film thickness having a predetermined thickness using a material having conductivity and light transmittance, on the substrate; And forming the plurality of nano branch structures on an upper surface of the electrode body.
  • the forming of the plurality of nano branch structures may include forming the plurality of nano branch structures on an upper surface of the electrode body by electron beam deposition.
  • the forming of the plurality of nano branch structures may be performed by growing the plurality of nano branch structures on the upper surface of the electrode body through a vapor-liquid-solid (VLS) method.
  • VLS vapor-liquid-solid
  • the forming of the first electrode may include forming an electrode body having a film thickness having a predetermined thickness on the substrate using a material having conductivity and light transmittance, and forming the plurality of nano branch structures on an upper surface of the electrode body.
  • the forming of the photoactive layer may include forming the photoactive layer on the upper surface of the electrode body in a form in which the photoactive layer contains the nano-branched structure.
  • the first electrode includes a plurality of nano-branched structures that effectively diffuse and scatter the light incident through the substrate, thereby increasing the optical path through which the incident light passes through the photoactive layer.
  • the photoactive layer By increasing the amount of light absorbed by the photoactive layer, more charges are generated in the photoactive layer, thereby improving the efficiency of the solar cell device.
  • a first electrode having a stable structure can be formed even if a plurality of nano branch structures are included. Can be.
  • the electrode body constituting the first electrode and a plurality of nano-branched structures with the same material the stability of the first electrode can be further improved, and the manufacturing process for the first electrode can be simplified.
  • the photoactive layer is formed on the upper surface of the electrode body of the first electrode in a form that includes the nano branch structure of the first electrode, the charges generated inside the photoactive layer are rapidly formed through the plurality of nano branch structures located inside the photoactive layer. It can move to the first electrode can further improve the efficiency of the solar cell device.
  • the electron beam deposition method that does not require a higher deposition temperature than the conventional chemical vapor deposition method by depositing and growing on the upper surface of the electrode body, it is possible to reduce the manufacturing cost and reduce the manufacturing time Also, a large area solar cell device can be easily manufactured.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a solar cell device according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart showing a method of manufacturing a solar cell device according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a photovoltaic device manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention, a photo formed by depositing and growing a large number of nano-branched structures of a first electrode on a glass substrate using an electron beam deposition method,
  • FIG. 4 and 5 illustrate a state in which a plurality of nano branch structures are grown and formed from an upper surface of an electrode body through an electron beam deposition method over time in a method of manufacturing a solar cell device according to a preferred embodiment of the present invention. Scanning electron micrograph, respectively, as seen from
  • 6 and 7 are a composition analysis table using transmission electron micrograph and EDS (Energy Dispersive x-ray Spectroscopy) for explaining the growth mechanism of the nano-branched structure in the solar cell device manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention, And phase equilibrium of indium tin oxide,
  • FIGS. 9 and 10 are photographs showing the transmittance graph and light scattering degree of a plurality of nano-branched structures grown by varying deposition time on an upper surface of an electrode body in a method of manufacturing a solar cell device according to a preferred embodiment of the present invention
  • 11 and 12 are graphs showing device efficiency for each of the solar cell devices formed by varying the deposition time of the plurality of nano branch structures by the solar cell device manufacturing method according to the preferred embodiment of the present invention.
  • substrate 200 first electrode
  • electrode body 220 nano branch structure
  • the solar cell device and the method of manufacturing the same according to the present invention improve the amount of light absorption to the photoactive layer in the solar cell device which is the smallest unit that converts light energy to generate electrical energy, and the charges generated in the photoactive layer are quickly
  • the present invention relates to a solar cell device and a method of manufacturing the same, which can be moved to an electrode to greatly improve the efficiency thereof.
  • a solar cell device includes a substrate 100, an electrode body 210, and a plurality of nano branch structures 220 including a first electrode 200, a photoactive layer 300, and a second electrode. 400 is made.
  • the substrate 100 is made of a material having a light transmittance so that the incident light can reach the photoactive layer 300, the space in which the first electrode 200, the photoactive layer 300 and the second electrode 400 is formed To provide.
  • the substrate 100 may be formed of a thin plate material including at least one of glass, silicon, sapphire, and the like, and at least one of metal, stainless steel, tungsten, and the like.
  • the first electrode 200 is made of a conductive material and receives electrons or holes from the charges generated in the photoactive layer 300 as the photoactive layer 300 absorbs light, and through the substrate 100. It is made of a material having a light transmittance similar to the substrate 100 so that the incident light can reach the photoactive layer 300.
  • the first electrode 200 may be made of indium tin oxide (ITO) as one of materials having conductivity and light transmittance, but the material is not limited thereto.
  • ITO indium tin oxide
  • the first electrode 200 has a nanoscale twig shape (resin phase) in which an electrode body 210 and a plurality of branches 221 are provided on a substrate 100 in a film shape having a predetermined thickness. It may include a plurality of nano-branched structure 220 formed on the upper surface of the electrode body 210.
  • the electrode body 210 is stably formed on the upper surface of the substrate 100 to provide a space in which the plurality of nano branch structures 220 are formed, and the plurality of nano branch structures 220 from the inside of the photoactive layer 300. It acts as a pathway to reliably move the charges received through it.
  • the electrode body 210 is implemented in a thin film shape, but the shape is not limited thereto.
  • the electrode body 210 may be implemented in a kind of mesh shape on the substrate 100.
  • such an electrode body 210 is not an essential component in forming the first electrode 200 of the solar cell device according to the present invention.
  • a plurality of nano branch structures 220 may be directly formed on the substrate 100 to form the first electrode 200.
  • the plurality of nano branch structures 220 diffuse and scatter light incident through the substrate 100 and the electrode body 210, thereby increasing an internal path of the photoactive layer 300 of incident light.
  • the charge paths are rapidly reduced by shortening the movement path of the charges generated in the photoactive layer 300. It allows you to move to.
  • the charges are nano branch structures. Moving to 220 is because the charges are completed to move to the first electrode 200, the movement time of the charges can be significantly shortened.
  • the nano branch structure 220 is provided in the shape of a twig of a nano scale, where the nano scale means having a size within 1000 nm.
  • the nano-branched structure 220 may have a diameter of several tens of nm, and the length may be about 1000 nm, but the size thereof is not limited thereto.
  • the plurality of nano-branched structures 220 are formed on the upper surface of the electrode body 210 by electron beam deposition, and more specifically, growth is formed on the upper surface of the electrode body 210 through a vapor-liquid-solid (VLS) method. It is desirable to be.
  • VLS vapor-liquid-solid
  • the electron beam deposition method does not require a higher deposition temperature than the conventional chemical vapor deposition method, thereby reducing the manufacturing cost and manufacturing time, and also has a large number of nano-branched structures in the large electrode body 210. This is because the 220 can be easily formed.
  • the electrode body 210 and the plurality of nano-branched structure 220 forming the first electrode 200 is implemented to be made of the same indium tin oxide, but the implementation manner is limited thereto. It doesn't happen.
  • the electrode body 210 may be formed of a separate conductive metal material, and the plurality of nano branch structures 220 may be provided with indium tin oxide on the upper surface of the electrode body 210, and a plurality of nano branches.
  • the structure 220 may also be made of other conductive and light transmissive materials.
  • FIG. 1 is a schematic view of the shape of the nano-branched structure 220 formed on the upper surface of the electrode body 210 is not limited to the bar shown in FIG. That is, it may be formed to be inclined with respect to the upper surface of the electrode body 210, the adjacent other nano branch structure 220 and its branch 221 may be formed to abut or overlap each other.
  • the photoactive layer 300 has an electron donor and an electron acceptor so as to absorb light to generate electrons and holes, and is formed on the upper surface of the electrode body 210 to include a plurality of nano branch structures 220. .
  • the second electrode 400 is formed on the photoactive layer 300 to receive a charge generated in the photoactive layer 300 together with the first electrode 200 to generate a potential difference.
  • the second electrode 400 is made of a conductive material, and reflects the light not absorbed by the photoactive layer 300 among the light incident on the photoactive layer 300 to increase the light path further. It may be made of a high material.
  • the electrode body 210 of the first electrode 200 is formed on the substrate 100 as described above (s100).
  • a plurality of nano branch structures 220 are formed on the upper surface of the electrode body 210 by electron beam deposition (S200).
  • FIG 3 is a photograph showing a state in which the first electrode 200 formed of the electrode body 210 and the plurality of nano branch structures 220 on the substrate 100 is formed in a large area through an electron beam deposition method using indium tin oxide. to be.
  • 4 and 5 are scanning electron micrographs showing the growth of a plurality of nano branch structures 220 on the upper surface of the electrode body 210 as the deposition time elapses.
  • the nano-branched structure 220 is in the form of nanoparticles at the beginning of its formation, and grows in a direction perpendicular to the vertical with time, forming a rod shape, forming a rod shape, and at the side of the nanoparticle.
  • the plurality of branches 221 are formed to grow together to have a complicated tree branch shape, it can be seen that the density of the nanostructure increases.
  • 6 and 7 are transmission electron micrographs showing the growth mechanism of the nano-branched structure 220, a composition analysis table using energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), and phase equilibrium diagrams of indium tin oxide.
  • EDS energy dispersive x-ray spectroscopy
  • the nano branch structure 220 which is gradually grown may be divided into a head part 220-1 and a body part 220-2.
  • the head part 220-1 shown in the graph of FIG. 5A is formed of oxygen. It can be seen that the concentration is in the form of a metal alloy of indium tin, and the body portion 220-2 shown below the graph is formed of indium tin oxide as the oxygen concentration is high.
  • the head portion 220-1 forming the metal alloy form of indium tin is oxidized to serve as a kind of catalyst in forming indium tin oxide. That is, the reactant gas evaporated by the electron beam reaches the supersaturated state as it dissolves in the head 220-1, and the supersaturated reactant grows in one direction while eluting into a solid state through the liquid state. .
  • FIG. 8 is a transmission electron micrograph of the nano branch structure 220 and the junction portion of the branch 221. It can be seen that the nano branch structure 220 is grown in the [100] direction with an interplanar distance of 0.506. The diffraction pattern in the left small box shows the formation of single crystal indium tin oxide.
  • the branch 221 of the nano-branched structure 220 can be seen to grow in the [010] direction which is almost perpendicular to the [100] direction, and the plurality of branches 221 are shortly stretched, as shown in the small box on the right. It can be confirmed that it has a nanostructure of the form.
  • FIG. 9 is a graph illustrating transmittances of a plurality of nano branch structures 220 grown by varying deposition time on an upper surface of an electrode body 210.
  • the nano branch structure 220 is not formed (Bare) and when the nano branch structure 220 is formed for 3, 6, and 10 minutes, respectively, it can be seen that the transmittance is higher than 80% in the visible region. .
  • FIG. 10 is a photograph showing the degree of light scattering by the nano-branched structure 220 in each case with different deposition times.
  • the nano branch structure 220 is not formed (bare)
  • no light is diffused and scattered, but as the deposition formation time of the nano branch structure 220 becomes longer, more light is diffused and scattered at a larger angle. You can check it.
  • the photoactive layer 300 is formed on the first electrode 200 including the electrode body 210 and the plurality of nano branch structures 220 as described above (S300). More preferably, the photoactive layer 300 is formed on the upper surface of the electrode body 210 in a form of enclosing a plurality of nano branch structures 220 of the first electrode 200.
  • 11 and 12 are graphs showing device efficiency for each of the solar cell devices manufactured by varying the deposition formation time of the plurality of nano branch structures 220. It can be seen that the device efficiency is improved as the nano-branched structure 220 is formed to have a deposition time of up to 6 minutes longer than the case of a solar cell device (Bare) manufactured without forming the nano-branched structure 220.
  • the solar cell device manufactured by forming the nano branch structure 220 with a deposition time of 6 minutes is about 20% more efficient than the solar cell device manufactured without forming the nano branch structure 220. It has been shown to improve.
  • the plurality of nano-branched structure 220 is formed by an electron beam deposition method, more specifically, an electron beam deposition method using the VLS method, but the formation method is not necessarily limited thereto.
  • forming the plurality of nano branch structures 220 may be selectively included.
  • the photoactive layer 300 is formed by the first electrode 200 including a plurality of nano branch structures 220 that diffuse and scatter incident light effectively.
  • the efficiency of the solar cell device can be improved by increasing the amount of light absorbed by the photoactive layer 300 by increasing the light path passing therethrough, and the photoactive layer 300 is formed of the nano branch structure 220 of the first electrode 200.
  • the efficiency of the solar cell device may be further improved, and a plurality of nano-branched structures 220 may be deposited and grown by an electron beam deposition method to reduce manufacturing cost and reduce manufacturing time.FIG both the battery element can be easily produced.

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Abstract

본 발명은 태양전지 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 태양전지 소자는, 광투과성을 가진 기판; 전도성과 광투과성을 갖는 재질로 이루어지고, 나노 스케일의 나뭇가지 형상을 갖는 다수의 나노 가지 구조체를 포함하여 상기 기판 상에 형성되는 제1전극; 전자도너와 전자억셉터를 가지며, 상기 제1전극 상에 형성되는 광활성층; 및 상기 광활성층 상에 형성되며, 전도성을 갖는 재질로 이루어지는 제2전극;을 포함하여 이루어진다. 본 발명에 의하면, 제1전극이 입사광을 효과적으로 확산 및 산란시키는 다수의 나노 가지 구조체를 포함함으로써 광활성층을 통과하는 광 경로를 증가시켜 광활성층에 흡수되는 빛의 양을 제고함으로 태양전지 소자의 효율을 향상시킬 수 있고, 광활성층이 제1전극의 나노 가지 구조체를 내포하는 형태로 제1전극의 전극체 상면에 형성되므로 광활성층 내부에서 생성된 전하가 신속하게 제1전극의 나노 가지 구조체로 이동될 수 있어 태양전지 소자의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

태양전지 소자 및 그 제조방법
본 발명은 태양전지 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광활성층에 흡수되는 빛의 양을 제고하고 전극에 대한 전하의 이동을 용이하게 함으로써 태양전지 소자의 효율을 향상시킬 수 있고, 이러한 고효율의 태양전지 소자를 대면적으로 저렴하고 신속하게 제조할 수 있는 태양전지 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양 에너지는 석유와 같은 화석연료가 심한 환경오염을 야기하고, 그 매장량도 점점 줄어들면서 고갈됨에 따라 환경오염 우려가 없으면서도 무한에 가까운 에너지원으로서 각광받고 있다.
이러한 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 소자를 태양전지 소자라 일컫는데, 일반적인 태양전지 소자는 전도성을 갖는 재질로 각각 이루어지는 한 쌍의 전극 사이에 전자도너와 전자억셉터를 가진 광활성층이 형성된 구조를 갖는다.
상기 태양전지 소자는, 광활성층에 빛이 입사됨에 따라 전자도너와 전자억셉터에 의해 광활성층 내부에서 전자와 정공의 전하들이 발생하고, 이 전하들이 한 쌍의 전극으로 각각 이동함에 따라 한 쌍의 전극 간에 전위차가 발생하는 광전효과를 통해 빛 에너지를 전기 에너지로 변환한다.
이와 같은 태양전지 소자는 전기 에너지를 발생하는 최소 단위이고, 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 소자로 구성되며, 전기 에너지를 꺼낼 수 있는 최소 단위이다. 그리고 태양전지 어레이는 설치 작업이나 유지보수 작업의 용이성을 위해 물리적으로 복수의 태양전지 모듈이 배치 구성되는 단위이다.
이 같은 태양전지 소자는 광활성층이 더 많은 빛을 흡수하여 더 많은 전하들이 광활성층 내부에서 발생되고, 이러한 전하들이 전극으로 더욱 신속하게 이동할수록 그 효율은 더 향상될 수 있다.
현재 태양전지 소자 구조의 주류를 이루고 있는 박막 형태로 각각 구비되는 기판, 제1전극, 광활성층 및 제2전극이 순서대로 적층된 2차원 박막의 적층구조는, 그 제조가 간단하다는 장점이 있으나, 광활성층에 흡수되는 빛의 양이 적고 전하들이 신속하게 이동할 수 있는 구조가 아니므로 효율이 낮은 문제점이 있다.
이러한 낮은 효율을 향상시키기 위해 빛이 입사될 때에 기판의 표면 등에서 반사로 손실되는 빛의 양을 줄이기 위해, 기판의 표면 등에 나노 스케일의 구조체를 형성하는 연구 등이 활발히 진행되고 있다.
그러나 이와 같은 연구 방향은, 태양전지 소자 내부로 입사되는 광량의 감소를 막는 소극적인 형태로서, 동일한 광량 조건 하에서 광활성층에 흡수되는 빛의 양을 향상시키거나, 전극에 대한 전하들의 이동을 촉진하는 적극적인 형태가 아니므로, 태양전지 소자의 효율을 크게 제고하지 못하는 한계가 있다.
또한, 종래에는 이러한 나노 스케일의 구조체를 형성하기 위해 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 방식을 주로 이용하는데, 이 화학기상증착 방식은 화학물질을 포함하는 가스를 고열로 가열하거나, 이 가스에 고에너지인 플라즈마를 인가해야 하므로, 높은 증착 온도가 요구되어 제조 단가가 높고 장시간이 소요되며 대면적(大面積)으로 증착하기도 어려운 단점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 입사광이 광활성층을 통과하는 광 경로를 증가시킬 수 있고, 광활성층 내부에서 생성된 전하를 제1전극으로 신속하게 받아들일 수 있으며, 이러한 고효율의 태양전지 소자를 저렴하고 신속하면서도 대면적으로도 용이하게 제조할 수 있는 태양전지 소자 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 태양전지 소자는, 광투과성을 가진 기판; 전도성과 광투과성을 갖는 재질로 이루어지고, 나뭇가지 형상을 갖는 다수의 나노 가지 구조체를 포함하여 상기 기판 상에 형성되는 제1전극; 전자도너와 전자억셉터를 가지며, 상기 제1전극 상에 형성되는 광활성층; 및 상기 광활성층 상에 형성되며, 전도성을 갖는 재질로 이루어지는 제2전극;을 포함하여 이루어진다.
상기 제1전극은, 상기 기판 상에 소정의 두께의 막 형상으로 구비되는 전극체를 더 포함하되, 상기 다수의 나노 가지 구조체는 상기 전극체의 상면에 각각 형성될 수 있다.
상기 전극체는, 상기 다수의 나노 가지 구조체와 동일한 재질로 이루어질 수 있다.
상기 광활성층은, 상기 나노 가지 구조체를 내포하는 형태로 구비될 수 있다.
상기 광활성층은, 상기 나노 가지 구조체를 내포하는 형태로 상기 전극체 상에 형성될 수 있다.
상기 제1전극은, 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 기판은, 유리, 실리콘, 사파이어 및 금속으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 박판 재질로 이루어질 수 있다.
상기 광활성층은, 블록 공중합체, 실리콘, 실리콘-게르마늄계 화합물, 구리-인듐-게르마늄계 화합물 중 어느 하나를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 소자 제조방법은, 전도성과 광투과성을 갖는 재질로 이루어지고, 나뭇가지 형상을 갖는 다수의 나노 가지 구조체를 포함하는 제1전극을 광투과성을 가진 기판 상에 형성하는 단계; 상기 제1전극 상에 전자도너와 전자억셉터를 갖는 광활성층을 형성하는 단계; 및 상기 광활성층 상에 전도성을 갖는 재질의 제2전극을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 제1전극을 형성하는 단계는, 전도성과 광투과성을 갖는 재질로써 소정의 두께의 막 형상으로 이루어지는 전극체를 상기 기판 상에 형성하는 단계; 및 상기 다수의 나노 가지 구조체를 상기 전극체의 상면에 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 다수의 나노 가지 구조체를 형성하는 단계는, 상기 다수의 나노 가지 구조체를 상기 전극체의 상면에 전자선 증착 방식으로 형성하는 단계일 수 있다.
상기 다수의 나노 가지 구조체를 형성하는 단계는, 상기 다수의 나노 가지 구조체를 VLS(Vapor-Liquid-Solid) 방법을 통해 상기 전극체의 상면에서 성장시켜 형성하는 단계일 수 있다.
상기 제1전극을 형성하는 단계는, 전도성과 광투과성을 갖는 재질로써 소정의 두께의 막 형상으로 이루어지는 전극체를 상기 기판 상에 형성하는 단계 및 상기 다수의 나노 가지 구조체를 상기 전극체의 상면에 형성하는 단계를 포함하며, 상기 광활성층을 형성하는 단계는, 상기 광활성층이 상기 나노 가지 구조체를 내포하는 형태로 상기 광활성층을 상기 전극체의 상면에 형성하는 단계일 수 있다.
이러한 본 발명의 태양전지 소자 및 그 제조방법에 의하면, 제1전극이 기판을 통해 입사된 빛을 효과적으로 확산 및 산란시키는 다수의 나노 가지 구조체를 포함함으로써, 입사광이 광활성층을 통과하는 광 경로를 증가시켜 광활성층에 흡수되는 빛의 양을 제고함으로 광활성층에서 더 많은 전하들이 발생하게 하여 태양전지 소자의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 기판 상에 박막 형상의 전극체를 안정적으로 먼저 형성하고, 이 전극체의 상면에 다수의 나노 가지 구조체를 형성함으로써, 다수의 나노 가지 구조체를 포함하더라도 안정적인 구조를 갖는 제1전극을 구성할 수 있다. 그리고 제1전극을 이루는 전극체와 다수의 나노 가지 구조체를 동일한 재질로 형성함으로써, 제1전극의 안정성을 더 향상시킬 수 있고, 제1전극에 대한 제조 공정이 단순화될 수 있다.
게다가, 광활성층이 제1전극의 나노 가지 구조체를 내포하는 형태로 제1전극의 전극체 상면에 형성되므로, 광활성층 내부에서 생성된 전하들이 광활성층 내측으로 위치한 다수의 나노 가지 구조체를 통해 신속하게 제1전극으로 이동할 수 있어 태양전지 소자의 효율을 더욱 제고할 수 있다.
뿐만 아니라, 이러한 다수의 나노 가지 구조체를 종래의 화학기상증착 방식에 비해 높은 증착 온도가 요구되지 않는 전자선 증착 방법으로서 전극체의 상면에 증착시켜 성장 형성함으로써, 제조 단가를 절감하고 제조 시간도 줄일 수 있으며 대면적의 태양전지 소자도 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자의 구조를 보여주는 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자 제조방법을 보여주는 순서도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자 제조방법에 있어서, 유리 재질의 기판 상에 전자선 증착 방식을 이용해 제1전극의 다수의 나노 가지 구조체를 대면적으로 증착 성장시켜 형성한 사진,
도 4와 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자 제조방법에 있어서, 다수의 나노 가지 구조체가 시간 경과에 따라 전자선 증착 방식을 통해 전극체의 상면으로부터 성장 형성되는 상태를 평면과 측면에서 각각 바라본 주사 전자 현미경 사진,
도 6과 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자 제조방법에 있어서, 나노 가지 구조체의 성장 메커니즘 설명을 위한 투과 전자 현미경 사진과 EDS(Energy Dispersive x-ray Spectroscopy)를 이용한 조성 분석표, 및 인듐 주석 산화물의 상평형도,
도 8은 나노 가지 구조체의 성장 방향을 확인할 수 있는 나노 가지 구조체 및 그 가지의 접합 부분에 대한 투과 전자 현미경 사진,
도 9와 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자 제조방법에 있어서, 전극체 상면에 대한 증착 시간을 달리하여 성장한 다수의 나노 가지 구조체의 투과율 그래프 및 광산란 정도를 각각 보여주는 사진,
도 11과 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자 제조방법에 의해 다수의 나노 가지 구조체의 증착 시간을 달리하여 형성된 태양전지 소자 각각에 대한 소자 효율을 보여주는 그래프이다.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 기판 200 : 제1전극
210 : 전극체 220 : 나노 가지 구조체
220-1 : 헤드부 220-2 : 바디부
221 : 가지 300 : 광활성층
400 : 제2전극
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '당업자'라 한다)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 태양전지 소자 및 그 제조방법은, 빛 에너지를 변환하여 전기 에너지를 발생하는 최소 단위인 태양전지 소자에 있어서 광활성층에 대한 빛 흡수량을 제고하고, 광활성층 내부에서 발생된 전하들이 신속하게 전극으로 이동할 수 있게 하여 그 효율을 크게 향상시킨 태양전지 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도 1을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자는 기판(100), 전극체(210)와 다수의 나노 가지 구조체(220)를 포함하는 제1전극(200), 광활성층(300) 및 제2전극(400)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판(100)은 입사된 빛이 광활성층(300)에 도달할 수 있도록 광투과성을 갖는 재질로 이루어져 제1전극(200), 광활성층(300) 및 제2전극(400)이 형성되는 공간을 제공한다.
이러한 기판(100)은 비금속인 유리, 실리콘, 사파이어 등과 금속인 스테인리스 스틸, 텅스텐 등에서 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어지는 박판 재질로 형성될 수 있다.
상기 제1전극(200)은 전도성을 갖는 재질로 이루어져 광활성층(300)이 빛을 흡수함에 따라 광활성층(300)의 내부에서 발생하는 전하들 중에서 전자 또는 정공을 받아들이며, 기판(100)을 통해 입사된 빛이 광활성층(300)에 도달할 수 있도록 기판(100)과 마찬가지로 광투과성을 갖는 재질로 이루어진다.
이렇게 상기 제1전극(200)은 전도성과 광투과성을 갖는 재질 중 하나로 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있으나, 그 재질이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 상기 제1전극(200)은 기판(100) 상에 소정의 두께의 막 형상으로 구비되는 전극체(210) 및 다수의 가지(221)가 형성된 나노 스케일의 나뭇가지 형상(수지상)을 가지며, 전극체(210)의 상면에 형성되는 다수의 나노 가지 구조체(220)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 전극체(210)는 기판(100)의 상면에 안정적으로 형성되어 다수의 나노 가지 구조체(220)가 형성되는 공간을 제공하며, 광활성층(300) 내부로부터 다수의 나노 가지 구조체(220)를 통해 받아들여지는 전하들을 안정적으로 이동시키는 통로 역할을 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전극체(210)는 박막 형상으로 구현되었으나, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전극체(210)는 기판(100) 상에 일종의 메쉬 형상으로 구현될 수도 있다.
또한, 이러한 전극체(210)는 본 발명에 따른 태양전지 소자의 제1전극(200)을 형성하는데 있어서 필수적인 구성요소가 아님을 밝혀둔다. 다시 말해, 기판(100) 상에 다수의 나노 가지 구조체(220)가 바로 형성되어 제1전극(200)을 이룰 수도 있는 것이다.
다수의 나노 가지 구조체(220)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(100)과 전극체(210)를 통과해 입사되는 빛을 확산 및 산란시킴으로써, 입사광의 광활성층(300) 내부 경로를 증가시켜 광활성층(300)의 광 흡수율을 향상시킴과 동시에, 광활성층(300) 내부로 연장 구비됨으로 광활성층(300) 내부에서 발생한 전하들의 이동 경로를 단축시켜 전하들이 신속하게 제1전극(200)으로 이동할 수 있게 하는 역할을 한다.
이러한 다수의 나노 가지 구조체(220)는 전도성을 갖는 재질로 이루어져 전극체(210)에 직접 연결되어 전극체(210)와 함께 제1전극(200)을 형성하는 구성요소이므로, 전하들이 나노 가지 구조체(220)로 이동된 것은 곧 전하들이 제1전극(200)으로의 이동을 완료한 것이기 때문에 전하들의 이동 시간이 크게 단축될 수 있다.
또한, 도 1에서는 나노 가지 구조체(220)와 전극체(210)의 접합 부분에서 빛의 확산 및 산란이 일어나는 것만 도시되었으나, 광활성층(300) 내부로 입사된 빛이 가지(221)의 측부로 입사되어 확산 및 산란되는 경우 등, 나노 가지 구조체(220)의 형상에 기인하는 다양한 경우에 있어서 빛의 확산 및 산란이 수없이 일어나게 된다.
이와 같은 나노 가지 구조체(220)는 전술된 바와 같이, 나노 스케일의 나뭇가지 형상으로 구비되는데, 여기서 나노 스케일이라 함은 1000nm 이내의 크기를 갖는 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 나노 가지 구조체(220)는 그 직경이 수십 nm이며, 그 길이는 1000nm 정도로 형성될 수 있으나, 그 크기가 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 다수의 나노 가지 구조체(220)는 전극체(210)의 상면에 전자선 증착 방식으로 형성되며, 보다 구체적으로는 VLS(Vapor-Liquid-Solid) 방법을 통해 전극체(210)의 상면에 성장 형성되는 것이 바람직하다.
그 이유는 이러한 전자선 증착 방식은 종래의 화학기상증착 방식에 비해 높은 증착 온도가 요구되지 않으므로 제조 단가를 절감하고, 제조 시간도 줄일 수 있으며, 대면적의 전극체(210)에도 다수의 나노 가지 구조체(220)를 용이하게 형성할 수 있기 때문이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1전극(200)을 형성하는 전극체(210)와 다수의 나노 가지 구조체(220)는 동일한 인듐 주석 산화물로 이루어지게 구현되었으나, 그 구현 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 전극체(210)는 별도의 전도성 금속 재질로 형성되고, 다수의 나노 가지 구조체(220)는 전극체(210)의 상면에 인듐 주석 산화물로 구비될 수도 있으며, 다수의 나노 가지 구조체(220)도 다른 전도성, 광투과성 재질로 이루어질 수도 있다.
그리고 도 1은 개략도로서 전극체(210)의 상면에 형성되는 나노 가지 구조체(220)의 형상은 도 1에 도시된 바에 의해 한정되는 것은 아니다. 즉, 전극체(210)의 상면에 대해 기울어지게 형성될 수도 있고, 인접한 다른 나노 가지 구조체(220)와 그 가지(221)가 서로 맞닿거나 겹치게 형성될 수도 있다.
상기 광활성층(300)은 빛을 흡수하여 전자와 정공을 발생할 수 있도록 전자도너와 전자억셉터를 가지며, 다수의 나노 가지 구조체(220)를 내포하는 형태로 전극체(210)의 상면에 형성된다.
상기 제2전극(400)은 제1전극(200)과 함께 광활성층(300) 내부에서 발생한 전하들을 받아들여 전위차를 발생하도록 광활성층(300) 상에 형성된다.
이를 위해, 상기 제2전극(400)은 전도성을 갖는 재질로 이루어지며, 광활성층(300)으로 입사한 빛 중에서 광활성층(300)에 흡수되지 않은 빛을 반사하여 광 경로를 더 늘리기 위해 반사율이 높은 재질로 이루어질 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 소자 제조방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 상술한 바와 같은 기판(100) 상에 제1전극(200)의 전극체(210)를 형성한다(s100). 그 다음, 전극체(210)의 상면에 전자선 증착 방식을 통해 다수의 나노 가지 구조체(220)를 형성한다(s200).
도 3은 기판(100) 상에 전극체(210)와 다수의 나노 가지 구조체(220)로 이루어지는 제1전극(200)을 인듐 주석 산화물로써 전자선 증착 방식을 통해 대면적으로 형성한 상태를 보여주는 사진이다.
도 4와 도 5는 증착 시간의 경과에 따라 전극체(210)의 상면에 다수의 나노 가지 구조체(220)가 성장하는 단계를 보여주는 주사 전자 현미경 사진이다.
나노 가지 구조체(220)는 그 형성 초기에는 나노 입자 형태를 띠고 있다가, 생성된 나노 입자를 기초로 시간 경과에 따라 수직에 가까운 방향으로 성장하여 막대 형상을 이루며, 막대 형상을 이루어 감과 동시에 그 측부로 다수의 가지(221)가 함께 성장 형성되어 복잡한 나뭇가지 형상을 갖게 되면서 나노 구조의 밀도가 증가하는 것을 알 수 있다.
도 6과 도 7은 나노 가지 구조체(220)의 성장 매커니즘을 보여주는 투과 전자 현미경 사진과 EDS(Energy Dispersive x-ray Spectroscopy)를 이용한 조성 분석표, 및 인듐 주석 산화물의 상평형도이다.
점차 성장 형성되는 나노 가지 구조체(220)는 헤드부(220-1)와 바디부(220-2)로 구분될 수 있는데, 도 5a의 그래프에서 위에 도시된 헤드부(220-1)는 산소의 농도가 낮은 것으로 보아 인듐 주석의 금속 합금 형태를 이루고 있으며, 해당 그래프의 아래에 도시된 바디부(220-2)는 산소 농도가 높은 것으로 보아 인듐 주석 산화물을 이루고 있는 것을 확인할 수 있다.
여기서 인듐 주석의 금속 합금 형태를 이루는 헤드부(220-1)는 산화되어 인듐 주석 산화물이 형성되는데 있어 일종의 촉매의 역할을 수행한다. 즉, 전자선에 의해 증발된 반응물 기체는 헤드부(220-1)에 녹아들어 감에 따라 과포화상태에 도달하게 되고, 과포화된 반응물이 액체 상태를 거쳐 고체 상태로 용출되면서 한쪽 방향으로 성장하게 되는 것이다.
도 8은 나노 가지 구조체(220) 및 그 가지(221)의 접합 부분에 대한 투과 전자 현미경 사진으로서, 나노 가지 구조체(220)가 0.506의 면간 거리를 갖는 [100] 방향으로 성장한 것을 확인할 수 있고, 왼쪽 작은 박스 안의 회절 패턴을 통해 단결정의 인듐 주석 산화물이 형성된 것을 확인할 수 있다.
그리고 나노 가지 구조체(220)의 가지(221)는 [100] 방향과 거의 수직을 이루는 [010] 방향으로 성장한 것을 확인할 수 있고, 오른쪽 작은 박스 안의 형상과 같이 다수의 가지(221)들은 짧게 뻗어 나온 형태의 나노 구조를 갖는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 전극체(210) 상면에 대한 증착 시간을 달리하여 성장한 다수의 나노 가지 구조체(220)의 투과율 그래프이다. 나노 가지 구조체(220)가 형성되지 않은 경우(Bare)와, 나노 가지 구조체(220)가 각각 3, 6, 10분 동안 증착 형성된 경우, 모두 가시광 영역에서 80% 이상의 높은 투과율을 보이는 것을 알 수 있다.
또한 도 10은 증착 시간을 달리한 각 경우의 나노 가지 구조체(220)에 의한 광산란 정도를 보여주는 사진이다. 나노 가지 구조체(220)가 형성되지 않은 경우(Bare)에는 확산 및 산란되는 빛이 없지만, 나노 가지 구조체(220)의 증착 형성 시간이 길어짐에 따라 더 많은 빛이 더 큰 각도로 확산 및 산란되는 것을 확인할 수 있다.
이후, 상술한 바와 같은 전극체(210)와 다수의 나노 가지 구조체(220)로 이루어지는 제1전극(200) 상에 광활성층(300)을 형성한다(s300). 보다 바람직하게는 제1전극(200)의 다수의 나노 가지 구조체(220)를 내포하는 형태로 전극체(210)의 상면에 광활성층(300)을 형성한다.
그 후, 상기 광활성층(300) 상에 제2전극을 형성하여 태양전지 소자의 제조를 완료한다(s400).
도 11과 도 12는 다수의 나노 가지 구조체(220)의 증착 형성 시간을 달리하여 제조된 태양전지 소자 각각에 대한 소자 효율을 보여주는 그래프이다. 나노 가지 구조체(220)를 형성하지 않고 제조된 태양전지 소자(Bare)의 경우보다 나노 가지 구조체(220)를 그 증착 형성 시간을 6분까지 길게 형성할수록 소자 효율이 향상된 것을 확인할 수 있다.
특히, 6분의 증착 형성 시간으로 나노 가지 구조체(220)를 형성하여 제조된 태양전지 소자의 경우 나노 가지 구조체(220)를 형성하지 않고 제조된 태양전지 소자의 경우보다 약 20% 가량 소자 효율이 향상되는 것으로 나타났다.
또한, 도 12에서 10분의 증착 형성 시간으로 형성된 나노 가지 구조체(220)에서는 효율 증가 범위가 일부 감소하는 것으로 나타났다.
이는, 증착 형성 시간이 길어지면서 나타나는 길고 불균일한 나노 가지 구조체(220)가 소자의 전류 누설을 유도할 수 있기 때문에 나타나는 현상이므로, 최적화된 증착 형성 시간의 확보가 필요하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 다수의 나노 가지 구조체(220)는 전자선 증착 방식, 보다 구체적으로는 VLS 방법을 이용한 전자선 증착 방식으로 형성되었으나, 그 형성 방식이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1전극(200) 상에 광활성층(300)을 형성할 때에 다수의 나노 가지 구조체(220)가 내포되게 형성하는 것은 선택적으로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 소자 및 그 제조방법에 의하면, 제1전극(200)이 입사광을 효과적으로 확산 및 산란시키는 다수의 나노 가지 구조체(220)를 포함함으로써 광활성층(300)을 통과하는 광 경로를 증가시켜 광활성층(300)에 흡수되는 빛의 양을 제고함으로 태양전지 소자의 효율을 향상시킬 수 있고, 광활성층(300)이 제1전극(200)의 나노 가지 구조체(220)를 내포하는 형태로 제1전극(200)의 전극체(210) 상면에 형성되므로 광활성층(300) 내부에서 생성된 전하가 신속하게 제1전극(200)의 나노 가지 구조체(220)로 이동될 수 있어 태양전지 소자의 효율을 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 다수의 나노 가지 구조체(220)를 전자선 증착 방법으로써 증착시켜 성장 형성함으로써 제조 단가를 절감하고 제조 시간도 줄일 수 있으며 대면적의 태양전지 소자도 용이하게 제조할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (13)

  1. 광투과성을 가진 기판;
    전도성과 광투과성을 갖는 재질로 이루어지고, 나뭇가지 형상을 갖는 다수의 나노 가지 구조체를 포함하여 상기 기판 상에 형성되는 제1전극;
    전자도너와 전자억셉터를 가지며, 상기 제1전극 상에 형성되는 광활성층; 및
    상기 광활성층 상에 형성되며, 전도성을 갖는 재질로 이루어지는 제2전극; 을 포함하여 이루어지는 태양전지 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은,
    상기 기판 상에 소정의 두께의 막 형상으로 구비되는 전극체를 더 포함하되,
    상기 다수의 나노 가지 구조체는 상기 전극체의 상면에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극체는,
    상기 다수의 나노 가지 구조체와 동일한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광활성층은,
    상기 나노 가지 구조체를 내포하는 형태로 구비된 것을 특징으로 하는 태양전지 소자.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 광활성층은,
    상기 나노 가지 구조체를 내포하는 형태로 상기 전극체 상에 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1전극은,
    인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    유리, 실리콘, 사파이어 및 금속으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 박판 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광활성층은,
    블록 공중합체, 실리콘, 실리콘-게르마늄계 화합물, 구리-인듐-게르마늄계 화합물 중 어느 하나를 포함하는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지 소자.
  9. 전도성과 광투과성을 갖는 재질로 이루어지고, 나노 스케일의 나뭇가지 형상을 갖는 다수의 나노 가지 구조체를 포함하는 제1전극을 광투과성을 가진 기판 상에 형성하는 단계;
    상기 제1전극 상에 전자도너와 전자억셉터를 갖는 광활성층을 형성하는 단계; 및
    상기 광활성층 상에 전도성을 갖는 재질의 제2전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 태양전지 소자 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1전극을 형성하는 단계는,
    전도성과 광투과성을 갖는 재질로써 소정의 두께의 막 형상으로 이루어지는 전극체를 상기 기판 상에 형성하는 단계; 및
    상기 다수의 나노 가지 구조체를 상기 전극체의 상면에 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 소자 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 나노 가지 구조체를 형성하는 단계는,
    상기 다수의 나노 가지 구조체를 상기 전극체의 상면에 전자선 증착 방식으로 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 소자 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 나노 가지 구조체를 형성하는 단계는,
    상기 다수의 나노 가지 구조체를 VLS(Vapor-Liquid-Solid) 방법을 통해 상기 전극체의 상면에서 성장시켜 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 소자 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1전극을 형성하는 단계는, 전도성과 광투과성을 갖는 재질로써 소정의 두께의 막 형상으로 이루어지는 전극체를 상기 기판 상에 형성하는 단계 및 상기 다수의 나노 가지 구조체를 상기 전극체의 상면에 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 광활성층을 형성하는 단계는,
    상기 광활성층이 상기 나노 가지 구조체를 내포하는 형태로 상기 광활성층을 상기 전극체의 상면에 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 태양전지 소자 제조방법.
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