WO2014010925A1 - 후면전극 및 이를 포함하는 cis계 태양전지 - Google Patents

후면전극 및 이를 포함하는 cis계 태양전지 Download PDF

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solar cell
cis
electrode
layer
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곽지혜
안세진
윤경훈
신기식
안승규
조아라
조준식
박상현
유진수
박주형
어영주
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Korea Institute of Energy Research KIER
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a back electrode of a CIS solar cell including CIGS, and more particularly, a back electrode composed of a first electrode layer containing Na and a second electrode layer not containing Na, and a CIS solar cell including the same. It is about.
  • the solar cell is a device that directly converts solar energy into electrical energy, and is expected to be an energy source capable of solving future energy problems due to its low pollution, infinite resources, and a semi-permanent lifetime.
  • Solar cells are classified into various types according to materials used as light absorption layers, and at present, the most commonly used are silicon solar cells using silicon.
  • silicon solar cells using silicon.
  • Thin-film solar cells are manufactured with a thin thickness, so the materials are consumed less and the weight is lighter, so the application range is wide.
  • As a material of the thin-film solar cell research on amorphous silicon, CdTe, CIS (CuInSe 2 ) or CIGS (CuIn 1-x Ga x Se 2 ) has been actively conducted.
  • the CIS or CIGS thin film is one of the I-III-IV compound semiconductors and has the highest conversion efficiency (about 19.9%) among laboratory thin film solar cells.
  • it can be manufactured to a thickness of less than 10 microns, and has a stable characteristic even when used for a long time, and is expected to be a low-cost, high-efficiency solar cell that can replace silicon.
  • Solar cells using the CIS or CIGS thin film is generally manufactured on a soda lime glass substrate.
  • Corning glass which can be used at high process temperatures, was used, but the photoelectric conversion efficiency of CIS and CIGS solar cells was improved by the soda-lime glass substrate used to reduce manufacturing costs. Since this discovery, soda lime glass substrates have been used essentially.
  • soda lime glass substrate improves the efficiency of CIS and CIGS solar cells through various actions.
  • the soda-lime glass substrate has a low melting point, which limits the manufacturing of CIS and CIGS solar cells, and the disadvantage is that it cannot use a flexible substrate made of metal or polymer.
  • the present inventors have a back electrode including a first electrode layer formed of molybdenum added with sodium deposited at an Ar partial pressure of 5-15 mtorr and a second electrode layer formed of molybdenum deposited at an Ar partial pressure of 1-4 mtorr. It has been filed and registered (registered patent 10-0743923).
  • This prior art provides a back electrode that can achieve the effect of Na addition without using a soda lime glass substrate, but the situation for the optimal configuration for improving the efficiency of the solar cell is required.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art described above is to increase the amount of Na supplied to the light absorbing layer from the Na-added first electrode layer to improve the efficiency of the solar cell CIS-based solar cell
  • the purpose is to provide.
  • the back electrode of the CIS-based solar cell according to the present invention for achieving the above object as a back electrode of the CIS-based solar cell formed between the substrate and the CIS-based light absorbing layer including CIGS, formed on the substrate and Na is 10wt%
  • a first electrode layer made of a metal material included above and a second electrode layer formed of a metal material on the first metal layer and not containing Na.
  • the inventors of the present invention proceed with the research on the CIS and CIGS thin film solar cell back electrode developed in the past, compared to the conventional Ar partial pressure during deposition, the method of increasing the amount of sodium to improve the efficiency of the solar cell A rear electrode that can be prepared.
  • the efficiency of the solar cell when Na is added 10wt% or more, the efficiency of the solar cell is improved.
  • the upper limit of the amount of Na added is not particularly determined, but the efficiency of the solar cell is not further improved when an amount of more than about 15 wt% is added, and the characteristics of the rear electrode deteriorate when too much Na is added.
  • the thickness ratio of the first electrode layer and the second electrode layer of the present invention is preferably 10: 3 ⁇ 10: 1.
  • the diffusion distance of Na becomes longer, so that the amount of Na in the light absorption layer decreases, so that the efficiency of the solar cell is not improved, and in the case where the second electrode layer is thinner than the range, the amount of Na in the rear electrode is increased. Too high a problem that the characteristics of the rear electrode deteriorates.
  • the thickness ratio of the first electrode layer to which Na is added and the second electrode layer to which Na is not added is controlled in a range of 1:10 to 6: 5 due to a problem of decreasing the back electrode characteristics due to the addition of Na.
  • the efficiency of the solar cell can be improved by increasing the diffusion amount of Na by reducing the thickness of the second electrode layer.
  • the metal used in the first electrode layer and the second electrode layer of the present invention is preferably molybdenum
  • the substrate may be one material selected from glass, stainless steel, alumina, titanium and polymer. According to the present invention, a CIS solar cell having excellent efficiency can be manufactured even for a substrate of a type not containing Na.
  • a CIS-based solar cell includes a CIS-based solar cell including a substrate, a back electrode formed on the substrate, and a CIS-based light absorbing layer including a CIGS formed on the back electrode.
  • a first electrode layer formed of metal on the substrate and containing 10 wt% or more of Na; And a second electrode layer formed of a metal material on the first metal layer and not containing Na.
  • the present invention improves the efficiency of the solar cell by manufacturing a CIS-based solar cell including a back electrode having a first electrode layer added with 10wt% Na in place of the first electrode layer added with Na to 5wt%.
  • the upper limit of the amount of Na added is not specifically determined, but when the amount of more than about 15wt% is added, the efficiency of the solar cell is not improved further. Adversely affect the efficiency.
  • the thickness ratio of the first electrode layer and the second electrode layer constituting the back electrode of the CIS solar cell of the present invention is preferably 10: 3 to 10: 1.
  • the diffusion distance of Na becomes longer, so that the amount of Na in the light absorption layer decreases, so that the efficiency of the solar cell is not improved, and in the case where the second electrode layer is thinner than the range, the amount of Na in the rear electrode is increased. Too high a problem that the characteristics of the rear electrode deteriorates.
  • the metal used in the first electrode layer and the second electrode layer of the CIS solar cell of the present invention may be molybdenum
  • the substrate of the CIS solar cell may be one material selected from glass, stainless steel, alumina, titanium, and polymer.
  • a CIS solar cell having excellent efficiency can be manufactured even for a substrate of a type not containing Na.
  • the amount of Na diffused in the light absorbing layer can be increased to greatly improve the efficiency of the CIS solar cell. It works.
  • the improvement of the solar cell efficiency is an efficiency improvement that is unpredictable in using the back electrode manufactured by simply increasing the Na content of the first electrode layer and making the thickness of the second electrode layer thin, and from this, various Na-free There is an effect to manufacture a CIS-based solar cell with excellent efficiency with respect to the substrate.
  • 1 is a graph showing the amount of Na contained in the CIGS light absorption layer according to the amount of Na contained in the first electrode layer.
  • FIG. 3 is a current-voltage graph comparing the efficiency of a CIGS solar cell manufactured using a back electrode and a conventional back electrode according to the present embodiment.
  • the CIS-based solar cell back electrode of this embodiment includes a first electrode layer of Na-added Mo material and a second electrode layer of Mo-free Na material, which are sequentially formed on a stainless steel substrate.
  • the method for forming the first electrode layer and the second electrode layer is not particularly limited.
  • the first electrode layer and the second electrode layer are formed by sputtering.
  • the amount of Na added to the first electrode layer is adjusted to form a rear electrode on the stainless steel substrate, and CIGS light absorption layer was formed by a general three-stage simultaneous vacuum evaporation process.
  • sputtering was carried out with a Mo target added with 3 wt%, 5 wt% and 10 wt% of Na, respectively, to form a thickness of 500 nm, and the thickness of the second electrode layer was 600 nm. .
  • 1 is a graph showing the amount of Na contained in the CIGS light absorption layer according to the amount of Na contained in the first electrode layer.
  • the first electrode layer is formed using a target to which 10wt% Na is added, it can be seen that the amount of Na diffused in the CIGS light absorbing layer is relatively large.
  • the thickness of the second electrode layer is adjusted, and a rear electrode is formed on the stainless steel substrate, and the CIGS is performed in a general three-step simultaneous vacuum evaporation process. A light absorbing layer was formed.
  • the first electrode layer was sputtered with an Mo target added at 10 wt% to form a thickness of 500 nm, and the second electrode layer was formed to a thickness of 150 nm, 400 nm and 600 nm, respectively.
  • the rear electrode which was found to be able to form a high Na concentration in the CIGS light absorbing layer and the rear electrode formed under conventional conditions, were formed, respectively, to compare the efficiency of the solar cell.
  • a back electrode composed of a 500 nm-thick first electrode layer added with 10 wt% Na and a second electrode layer 150 nm thick was used. Under conventional conditions, a 500 nm-thick first electrode layer added with 5 wt% Na was added. A back electrode composed of a second electrode layer having a thickness of 600 nm was used.
  • the substrate is made of stainless steel
  • the back electrode is formed by the sputtering process
  • the CIGS light absorption layer is a three-stage co-vacuum evaporation process
  • the CdS buffer layer and the ZnO transparent electrode are formed on the CIGS light absorption layer.
  • CIGS solar cells were formed.
  • FIG. 3 is a current-voltage graph comparing the efficiency of a CIGS solar cell manufactured using a back electrode and a conventional back electrode according to the present embodiment.
  • the efficiency of the CIGS solar cell including the back electrode manufactured in the conventional range is 10.6%, whereas the efficiency of the CIGS solar cell including the back electrode manufactured in the present embodiment is 15.0%. Increased.
  • the improvement in efficiency is an efficiency improvement that is difficult to expect from the use of the back electrode manufactured by simply increasing the Na content of the first electrode layer and making the thickness of the second electrode layer thin.
  • the present invention is invented from the effect of increasing the amount of Na diffused in the CIS-based light absorbing layer in the prior art, the efficiency of the solar cell is significantly improved than expected.
  • the amount of Na added to the first electrode layer and the thickness range of the second electrode layer were adjusted in consideration of the decrease in the characteristics of the back electrode due to the addition of Na and the amount of Na diffused from the soda-lime glass substrate.
  • the amount of Na in the first electrode layer was increased and the thickness of the second electrode layer was decreased, the amount of diffusion of Na was greatly increased.

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Description

후면전극 및 이를 포함하는 CIS계 태양전지
본 발명은 CIGS를 포함하는 CIS계 태양전지의 후면전극에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 Na가 첨가된 제1전극층과 Na가 첨가되지 않은 제2전극층으로 구성되는 후면전극 및 이를 포함하는 CIS계 태양전지에 관한 것이다.
최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그 중에서도 태양전지는 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 전환시키는 장치로서, 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다.
태양전지는 광흡수층으로 사용되는 물질에 따라서 다양한 종류로 구분되며, 현재 가장 많이 사용되는 것은 실리콘을 이용한 실리콘 태양전지이다. 그러나 최근 실리콘의 공급부족으로 가격이 급등하면서 박막형 태양전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 박막형 태양전지는 얇은 두께로 제작되므로 재료의 소모량이 적고, 무게가 가볍기 때문에 활용범위가 넓다. 이러한 박막형 태양전지의 재료로는 비정질 실리콘과 CdTe, CIS(CuInSe2) 또는 CIGS(CuIn1-xGaxSe2)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
CIS 또는 CIGS 박막은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅳ 화합물 반도체 중의 하나이며, 실험실적으로 만든 박막 태양전지 중에서 가장 높은 변환효율(약 19.9%)을 기록하고 있다. 특히 10 마이크론 이하의 두께로 제작이 가능하고, 장시간 사용 시에도 안정적인 특성을 가지고 있어, 실리콘을 대체할 수 있는 저가의 고효율 태양전지로 기대되고 있다.
이러한 CIS 또는 CIGS 박막을 이용한 태양전지는 소다라임 유리 기판 위에서 제조하는 것이 일반적이다. CIS 및 CIGS 태양전지 개발 초기에는 높은 공정온도에서 사용할 수 있는 코닝(Corning) 유리를 이용하였으나, 제조비용 절감을 위해 사용된 소다라임 유리 기판에 의하여 CIS 및 CIGS 태양전지의 광전 변환효율이 향상되는 현상이 발견된 이후로 소다라임 유리 기판이 필수적으로 사용되고 있다.
이는 소다라임 유리 기판에 포함된 Na가 다양한 작용을 통해 CIS 및 CIGS 태양전지의 효율을 향상시키기 때문이다. 다만, 소다라임 유리 기판은 녹는점이 낮아서 CIS 및 CIGS 태양전지 제조에 제약이 있으며, 금속 또는 폴리머 재질의 유연성 기판을 사용하지 못하는 점이 단점으로 꼽힌다.
이러한 단점을 해결하기 위하여, 본 출원인은 5~15mtorr의 Ar 분압에서 증착된 나트륨이 첨가된 몰리브덴으로 형성된 제1전극층과 1~4mtorr의 Ar 분압에서 증착된 몰리브덴으로 형성된 제2전극층을 포함하는 후면전극에 대하여 출원하여 등록(등록특허 10-0743923)받은 바가 있다.
이러한 종래 기술은 소다라임 유리 기판을 사용하지 않고도 Na 첨가의 효과를 얻을 수 있는 후면전극을 제공하나, 태양전지의 효율을 향상시키기 위한 최적의 구성에 대한 연구가 필요한 실정이다.
[선행기술문헌] 한국등록특허 10-0743923
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 Na가 첨가된 제1전극층으로부터 광흡수층에 공급하는 Na의 양을 증가시켜 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있는 CIS계 태양전지의 후면전극을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 CIS계 태양전지의 후면전극은, 기판과 CIGS를 포함하는 CIS계 광흡수층 사이에 형성된 CIS계 태양전지의 후면전극으로서, 상기 기판 위에 형성되고 Na이 10wt% 이상 포함된 금속재질의 제1전극층; 및 상기 제1금속층 위에 형성되고 Na이 포함되지 않은 금속재질의 제2전극층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발명자들은 종래에 개발하였던 CIS 및 CIGS 박막 태양전지용 후면전극에 대한 연구를 진행하여, 종래에 증착시의 Ar 분압을 조절하였던 것에 비하여, 나트륨의 첨가량을 늘리는 방법으로 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있는 후면전극을 제조하였다.
특히, 종래에는 소다라임 기판의 Na이 확산되는 경우를 감안하고, Na의 첨가량이 너무 많은 경우에 후면전극의 특성이 감소하는 문제를 고려하여 5wt%의 Na가 첨가된 전극층을 형성하였으나, 본 발명에서는 Na의 양을 더 늘릴 경우에 태양전지의 효율이 크게 향상되는 것을 확인하였다.
본 발명에서는 Na를 10wt% 이상 첨가하는 경우에 태양전지의 효율이 향상되었다. Na 첨가량의 상한은 특별하게 정하여지지 않지만 약 15wt%를 넘는 양이 첨가될 경우에 태양전지의 효율이 더 향상되지 않으며, Na이 너무 많이 첨가되는 경우에는 후면전극의 특성이 나빠진다.
이때, 본 발명의 제1전극층과 제2전극층의 두께 비는 10:3 ~ 10:1 인 것이 바람직하다. 이 범위보다 제2전극층이 두꺼운 경우에는 Na의 확산거리가 길어져서 광흡수층의 Na 양이 감소하여 태양전지의 효율 향상이 높지 못하며, 범위보다 제2전극층의 얇은 경우에는 후면전극의 Na의 양이 너무 높아서 후면전극의 특성이 나빠지는 문제가 있다.
종래에는 Na의 첨가에 따른 후면 전극 특성의 감소 문제로 인하여, Na이 첨가된 제1전극층과 Na이 첨가되지 않은 제2전극층의 두께 비를 1:10~6:5의 범위에서 조절하였다. 그러나 본 발명과 같이 제1전극층의 Na 첨가량을 늘린 경우에는 제2전극층의 두께를 얇게 하여 Na의 확산량을 증가시킴으로써 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제1전극층과 제2전극층에 사용되는 금속은 몰리브덴인 것이 좋으며, 기판은 유리, 스테인리스 강, 알루미나, 티타늄 및 폴리머 중에서 선택된 하나의 재질일 수 있다. 본 발명에 따르면 Na이 포함되지 않는 종류의 기판에 대해서도 뛰어난 효율의 CIS계 태양전지를 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 CIS계 태양전지는, 기판, 상기 기판 위에 형성된 후면전극, 상기 후면전극 위에 형성된 CIGS를 포함하는 CIS계 광흡수층을 포함하여 구성되는 CIS계 태양전지로서, 상기 후면전극이, 상기 기판 위에 형성되고 Na이 10wt% 이상 포함된 금속재질의 제1전극층; 및 상기 제1금속층 위에 형성되고 Na이 포함되지 않은 금속재질의 제2전극층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래의 5wt%로 Na를 첨가한 제1전극층을 대신하여 10wt%의 Na를 첨가한 제1전극층을 가지는 후면전극을 포함하는 CIS계 태양전지를 제조하여 태양전지의 효율을 향상시켰다. 이때, Na 첨가량의 상한은 특별하게 정하여지지 않지만 약 15wt%를 넘는 양이 첨가될 경우에 태양전지의 효율이 더 향상되지 않으며, Na이 너무 많이 첨가되는 경우에는 후면전극의 특성이 나빠져 태양전지의 효율에 나쁜 영향을 미친다.
그리고 본 발명 CIS계 태양전지의 후면전극을 구성하는 제1전극층과 제2전극층의 두께 비는 10:3 ~ 10:1 인 것이 바람직하다. 이 범위보다 제2전극층이 두꺼운 경우에는 Na의 확산거리가 길어져서 광흡수층의 Na 양이 감소하여 태양전지의 효율 향상이 높지 못하며, 범위보다 제2전극층의 얇은 경우에는 후면전극의 Na의 양이 너무 높아서 후면전극의 특성이 나빠지는 문제가 있다.
나아가 본 발명 CIS계 태양전지의 제1전극층과 제2전극층에 사용되는 금속은 몰리브덴인 것이 좋으며, CIS계 태양전지의 기판은 유리, 스테인리스 강, 알루미나, 티타늄 및 폴리머 중에서 선택된 하나의 재질일 수 있다. 본 발명에 따르면 Na이 포함되지 않는 종류의 기판에 대해서도 뛰어난 효율의 CIS계 태양전지를 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 10wt% 이상의 Na를 첨가한 제1전극층과 얇은 제2전극층을 구비함으로써, 광흡수층에 확산되는 Na의 양을 늘려 CIS계 태양전지의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이러한 태양전지 효율의 향상은 단순히 제1전극층의 Na의 함량을 늘리고, 제2전극층의 두께를 얇게 하여 제조된 후면전극을 이용한 것에서 예상하기 어려운 정도의 효율 향상이며, 이로부터 Na가 포함되지 않은 다양한 기판에 대하여 효율이 뛰어난 CIS계 태양전지를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제1전극층에 함유된 Na의 양에 따른 CIGS 광흡수층에 함유된 Na의 양을 나타낸 그래프이다.
도 2는 제2전극층의 두께에 따른 CIGS 광흡수층에 함유된 Na의 양을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 실시예에 따른 후면전극과 종래의 후면전극을 이용하여 제조된 CIGS 태양전지의 효율을 비교한 전류-전압 그래프이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
본 실시예의 CIS계 태양전지용 후면전극은, 스테인리스 강 재질의 기판 위에 순차적으로 형성된, Na이 첨가된 Mo재질의 제1전극층과 Na이 첨가되지 않은 Mo재질의 제2전극층으로 구성된다.
제1전극층과 제2전극층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 본 실시예에서는 스퍼터링에 의하여 제1전극층과 제2전극층을 형성하였다.
먼저, 제1전극층에 첨가된 Na의 양에 따른 CIGS 광흡수층의 Na 농도를 확인하기 위하여 제1전극층에 첨가된 Na의 양을 조절하여, 스테인리스 강 재질의 기판 위에 후면전극을 형성하고, 그 위에 일반적인 3단계 동시진공 증발공정으로 CIGS 광흡수층을 형성하였다.
제1전극층에 첨가된 Na의 양을 조절하기 위하여, Na가 각각 3wt%와 5wt% 및 10wt%로 첨가된 Mo 타겟으로 스퍼터링을 수행하여 500nm의 두께로 형성하였고, 제2전극층의 두께는 600nm이다.
도 1은 제1전극층에 함유된 Na의 양에 따른 CIGS 광흡수층에 함유된 Na의 양을 나타낸 그래프이다.
도시된 것과 같이, 10wt%의 Na이 첨가된 타겟을 이용하여 제1전극층을 형성한 경우에 CIGS 광흡수층에 확산된 Na의 양이 상대적으로 많은 것을 확인할 수 있다.
그리고 제2전극층의 두께에 따른 CIGS 광흡수층의 Na 농도를 확인하기 위하여 제2전극층의 두께를 조절하면서, 스테인리스 강 재질의 기판 위에 후면전극을 형성하고, 그 위에 일반적인 3단계 동시진공 증발공정으로 CIGS 광흡수층을 형성하였다.
제1전극층은 10wt%로 첨가된 Mo 타겟으로 스퍼터링을 수행하여, 500nm의 두께로 형성하였고, 제2전극층은 각각 150nm, 400nm 및 600nm의 두께로 형성하였다.
도 2는 제2전극층의 두께에 따른 CIGS 광흡수층에 함유된 Na의 양을 나타낸 그래프이다.
제2전극층의 두께를 얇게 하면, 제1전극층에 첨가된 Na의 확산 거리가 짧아지기 때문에 CIGS 광흡수층에 Na가 상대적으로 많이 확산하는 것을 확인할 수 있다.
마지막으로, 본 실시예에서 CIGS 광흡수층에 높은 Na 농도를 형성할 수 있는 것으로 확인된 후면전극과 종래의 조건에서 형성된 후면전극을 각각 형성하여 태양전지의 효율을 비교하였다.
본 실시예에서는 10wt%의 Na가 첨가된 500nm 두께의 제1전극층과 150nm 두께의 제2전극층으로 구성된 후면전극을 이용하였고, 종래의 조건에선 5wt%의 Na가 첨가된 500nm 두께의 제1전극층과 600nm 두께의 제2전극층으로 구성된 후면전극을 이용하였다.
기판은 동일하게 스테인리스 강 재질을 이용하고, 후면전극의 형성은 스퍼터링 공정을 이용하고, CIGS 광흡수층은 3단계 동시진공 증발공정으로 하였으며, CIGS 광흡수층의 위에 CdS 버퍼층과 ZnO 투명전극을 형성하여 일반적인 CIGS 태양전지를 형성하였다.
도 3은 본 실시예에 따른 후면전극과 종래의 후면전극을 이용하여 제조된 CIGS 태양전지의 효율을 비교한 전류-전압 그래프이다.
도시된 것과 같이, 종래의 범위로 제조된 후면전극을 포함하는 CIGS 태양전지의 효율이 10.6%인 것 비하여, 본 실시예의 범위에서 제조된 후면전극을 포함하는 CIGS 태양전지의 효율은 15.0%로 크게 증가하였다.
이러한 효율의 향상은 단순히 제1전극층의 Na의 함량을 늘리고, 제2전극층의 두께를 얇게 하여 제조된 후면전극을 이용한 것에서 예상하기 어려운 정도의 효율 향상이다.
상기한 것과 같이, 본 발명은 종래 기술에서 CIS계 광흡수층에 확산되었던 Na의 양을 더욱 증가시킨 결과, 예상하였던 것보다 태양전지의 효율이 크게 향상되는 효과를 얻은 것으로부터 발명된 것이다.
종래의 출원에서는 Na의 첨가에 따른 후면전극의 특성 감소와 소다라임 유리기판에서 확산되는 Na의 양을 감안하여 제1전극층에 첨가된 Na의 양과 제2전극층의 두께 범위를 조절하였으나, 예상과는 달리 제1전극층의 Na의 양을 늘리고 제2전극층의 두께를 얇게 하여 Na의 확산량을 크게 늘린 본 발명의 경우가 태양전지의 효율이 더욱 뛰어난 결과를 얻을 수 있었다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 기판과 CIGS를 포함하는 CIS계 광흡수층 사이에 형성된 CIS계 태양전지의 후면전극으로서,
    상기 기판 위에 형성되고 Na이 10wt% 이상 포함된 금속재질의 제1전극층; 및
    상기 제1금속층 위에 형성되고 Na이 포함되지 않은 금속재질의 제2전극층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지의 후면전극.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1전극층과 상기 제2전극층의 두께 비가 10:3 ~ 10:1 인 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지의 후면전극.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1전극층에 포함된 Na의 양이 15wt% 이하인 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지의 후면전극.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1전극층과 상기 제2전극층이 몰리브덴 재질인 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지의 후면전극.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판이 유리, 스테인리스 강, 알루미나, 티타늄 및 폴리머 중에서 선택된 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지의 후면전극.
  6. 기판, 상기 기판 위에 형성된 후면전극, 상기 후면전극 위에 형성된 CIGS를 포함하는 CIS계 광흡수층을 포함하여 구성되는 CIS계 태양전지로서,
    상기 후면전극이,
    상기 기판 위에 형성되고 Na이 10wt% 이상 포함된 금속재질의 제1전극층; 및
    상기 제1금속층 위에 형성되고 Na이 포함되지 않은 금속재질의 제2전극층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1전극층과 상기 제2전극층의 두께 비가 10:3 ~ 10:1 인 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1전극층에 포함된 Na의 양이 15wt% 이하인 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1전극층과 상기 제2전극층이 몰리브덴 재질인 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 기판이 유리, 스테인리스 강, 알루미나, 티타늄 및 폴리머 중에서 선택된 하나의 재질인 것을 특징으로 하는 CIS계 태양전지.
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