KR101019382B1 - Solar cells utilizing the anodic aluminum oxide layers and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
양극 산화 알루미나를 사용한 태양 전지 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에서는 2단계의 양극 산화법을 통해 전기 화학적인 방법으로 규칙적인 구조의 다공성 알루미나를 형성하고, 형성된 다공성 알루미나를 태양 전지의 하부 및 상부 저반사층으로 사용하는 새로운 텍스처링 방법을 사용하는 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제시하는 방법은 광기전력을 형성하는 재료와는 무관하게 저반사층을 형성할 수 있으므로 다양한 무기물과 유기물을 사용한 태양 전지로 제조할 수 있으며, 다공성 알루미나의 깊이가 다른 방법을 통해 형성한 요철에 비해 깊기 때문에 반사로 인한 입사광의 손실을 최소화할 수 있다. 또한 양극 산화 공정을 조절하여 형성되는 다공성 알루미나의 구멍의 깊이와 지름을 쉽게 조절할 수 있다. 기판과 태양 전지 표면에 이중으로 다공성 알루미나가 존재하기 때문에 태양 전지 표면 및 내부에서 반사되는 빛의 양을 최소화하여 발전 효율을 증가시킬 수 있다.Provided are a solar cell using anodized alumina and a method of manufacturing the same. In the present invention, a solar cell using a new texturing method using a porous alumina having a regular structure by an electrochemical method through a two-step anodic oxidation method, and using the formed porous alumina as a lower and upper low reflection layer of the solar cell and its It relates to a manufacturing method. Since the method proposed in the present invention can form a low reflection layer irrespective of a material for forming a photovoltaic power, it can be manufactured as a solar cell using various inorganic and organic materials, and the unevenness formed by a method having a different depth of porous alumina. Because it is deep compared to, the loss of incident light due to reflection can be minimized. In addition, it is possible to easily control the depth and diameter of the hole of the porous alumina formed by adjusting the anodic oxidation process. Since the porous alumina is present on the surface of the substrate and the solar cell in double, it is possible to increase the power generation efficiency by minimizing the amount of light reflected from the solar cell surface and the inside.
Description
본 발명은 태양 전지(solar cell)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양 전지의 저반사층을 형성하는 텍스처링(texturing) 방법을 이용한 태양 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solar cell, and more particularly, to a solar cell using a texturing method for forming a low reflection layer of a solar cell and a method of manufacturing the same.
최근 지구환경문제와 화석에너지의 고갈, 원자력발전의 폐기물처리 및 신규발전소 건설에 따른 위치선정 등의 문제로 인하여 신 재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며, 그 중에서도 무공해 에너지원인 태양광발전에 대한 연구개발이 국내외적으로 활발하게 진행되고 있다.Recently, interest in renewable energy is increasing due to global environmental problems, depletion of fossil energy, waste disposal of nuclear power generation, and location selection due to the construction of new power plants. Among them, research on solar power generation as a pollution-free energy source Development is underway at home and abroad.
태양 전지는 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 전환시키는 반도체 소자이다. 태양 전지는 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 사용하여 p-n 접합 구조로 제작하는 것이 일반적인 것으로서, 그 기본구조는 다이오드와 유사하다.Solar cells are semiconductor devices that convert solar energy directly into electrical energy. It is common to manufacture a solar cell with a p-n junction structure using amorphous silicon or polycrystalline silicon, and its basic structure is similar to that of a diode.
전기적 성질이 서로 다른 p형의 반도체와 n형의 반도체를 접합시킨 구조를 갖는 태양 전지에 태양광이 조사되면 광에너지에 의한 전자-정공쌍(electron-hole pair)이 생겨나고, 전자와 정공이 이동하여 n형 반도체층과 p형 반도체층을 가로질 러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르게 된다.When solar light is irradiated to a solar cell having a structure in which p-type semiconductors and n-type semiconductors having different electrical properties are bonded to each other, electron-hole pairs are generated by light energy, and electrons and holes Electromotive force is generated by a photovoltaic effect in which current moves through the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, and current flows to a load connected to the outside.
상세하게는, 외부에서 빛이 태양 전지에 입사되었을 때 p-n 접합부에 p형 반도체의 가전자대(valence band) 전자는 입사된 광에너지에 의해 전도대(conduction band)로 여기된다. 이렇게 여기된 전자와 여기된 전자에 의해 형성된 정공은 p-n 접합부에 한 개의 전자-정공쌍을 생성하게 된다. 상기 전자-정공쌍 중 전자와 정공은 각각 p-n 접합부 사이에 존재하는 전기장에 의해 n형 반도체와 p형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 된다.Specifically, when light is incident on the solar cell from outside, valence band electrons of the p-type semiconductor are excited to the conduction band by the incident light energy. The holes formed by the excited electrons and the excited electrons generate one electron-hole pair at the p-n junction. The electrons and holes of the electron-hole pairs are transferred to the n-type semiconductor and the p-type semiconductor by the electric field existing between the p-n junctions, respectively, to supply current to the outside.
이러한 실리콘 소재의 태양 전지는 다른 소재에 비해 높은 광기전력 효율을 나타내기 때문에 일찍부터 상업화가 이루어졌음에도 불구하고, 태양 전지를 제조하는 데 고가의 실리콘을 사용함으로써 태양 전지의 가격이 상승하여 현재까지 한정된 분야에만 사용하고 있으며, 최근에 유기물을 사용하여 보다 저렴하게 태양 전지를 제작하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. Although solar cells made of such silicon materials exhibit higher photovoltaic efficiency than other materials, even though commercialization has been made early, the price of solar cells has increased due to the use of expensive silicon to manufacture solar cells. It is used only in a limited field, and recently, research is being actively conducted to manufacture solar cells at low cost using organic materials.
일반적인 태양 전지는 여러 원인에 의해서 전력 손실에 의한 발전 효율의 저하가 발생하며 그 중에도 태양 전지 표면에서 발생하는 광학적 손실이 가장 크다. 태양 전지 표면에서의 광학적 손실은 태양 전지 표면에 입사하는 빛의 반사로 인해 입사되는 빛의 일부만이 태양 전지 안으로 들어가는 것이다. 이러한 빛의 반사로 인한 손실을 막기 위해 기존의 실리콘 기반의 태양 전지에서는 저반사층을 실리콘 표면 위에 형성하는 방법이 제시되고 있으며, 이러한 저반사층을 제작하는 방법으로 실리콘 표면에 인위적인 요철(凹凸)을 형성하는 텍스처링이 연구되고 있다. 텍 스처링을 통해 실리콘 표면에 요철을 형성하면 반사된 빛을 다시 태양 전지로 입사시킬 수 있어 전체적인 광 포획량이 증가하게 되어 광학적 손실의 감소로 인해 태양 전지의 발전 효율이 증가하게 된다. In general, a solar cell has a decrease in power generation efficiency due to power loss due to various causes, and among them, the optical loss occurring on the surface of a solar cell is the largest. The optical loss at the solar cell surface is that only a portion of the incident light enters the solar cell due to the reflection of light incident on the solar cell surface. In order to prevent the loss caused by the reflection of light, a method of forming a low reflection layer on a silicon surface has been proposed in a conventional silicon-based solar cell, and an artificial unevenness is formed on the silicon surface by manufacturing the low reflection layer. Texturing is being studied. Forming irregularities on the silicon surface through texturing allows the reflected light to be incident back into the solar cell, increasing the overall amount of light trapping and increasing the power generation efficiency of the solar cell due to the reduction of optical loss.
이러한 텍스처링에는 나노 입자를 사용하고 그 사이에 나노 입자와 동일한 물질을 증착하여 요철을 형성하는 방법, 절연체를 증착한 후 습식 식각이나 플라즈마 식각으로 에칭하여 요철을 형성하는 방법 등이 있다. 이러한 방법은 비교적 규칙적인 요철을 형성할 수 있으나, 사용할 수 있는 물질이 단결정 또는 다결정 실리콘에 한정되어 있기 때문에 비정질 실리콘에는 사용할 수 없으며, 실리콘 이외의 무기물 및 고분자와 같은 유기물 기반의 태양 전지 제작에는 적합하지 않은 방법이다. 따라서 최근에 연구되고 있는 염료 감응형 태양 전지나 고분자를 사용한 태양 전지에는 적용할 수 없다는 문제를 가지고 있다. Such texturing includes a method of forming irregularities by using nanoparticles and depositing the same material as the nanoparticles therebetween, or forming an irregularities by depositing an insulator and etching by wet etching or plasma etching. This method can form relatively regular irregularities, but it cannot be used for amorphous silicon because the materials that can be used are limited to monocrystalline or polycrystalline silicon, and are suitable for manufacturing organic-based solar cells such as inorganic materials and polymers other than silicon. It is not done. Therefore, there is a problem that it is not applicable to dye-sensitized solar cells or solar cells using polymers that are being studied recently.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무기물 및 유기물 기반의 다양한 태양 전지에 저반사층을 형성할 수 있는 방법을 제안하여 그러한 저반사층을 구비한 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.The problem to be solved by the present invention is to propose a method for forming a low reflection layer in various solar cells based on inorganic and organic materials to provide a solar cell having such a low reflection layer and a manufacturing method thereof.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 태양 전지는, 기판, 및 상기 기판 상에 형성된 소자층을 포함하며, 상기 기판과 소자층 사이, 상기 소자층 상에 다공성 알루미나로 이루어진 저반사층을 각각 구비한다.The solar cell according to the present invention for solving the above technical problem includes a substrate and a device layer formed on the substrate, between the substrate and the device layer, a low reflection layer made of porous alumina on the device layer, respectively Equipped.
상기 소자층은 기판 상에서부터 하부 전극, 광기전력층 및 상부 전극을 순차 포함하며, 상기 광기전력층은 나노 입자를 포함하는 전도성 고분자층 또는 나노 입자가 부착된 탄소 나노튜브 또는 p형 및 n형 반도체 물질로 형성된 것일 수 있다.The device layer sequentially includes a lower electrode, a photovoltaic layer and an upper electrode on a substrate, and the photovoltaic layer includes a conductive polymer layer including nanoparticles or carbon nanotubes or p-type and n-type semiconductors having nanoparticles attached thereto. It may be formed of a material.
본 발명에 따른 태양 전지 제조방법에서는 기판 상에 다공성 알루미나로 이루어진 하부 저반사층을 형성한 다음, 상기 하부 저반사층 상에 소자층을 형성한다. 그런 다음, 상기 소자층 상에 다공성 알루미나로 이루어진 상부 저반사층을 형성한다.In the method of manufacturing a solar cell according to the present invention, a lower low reflection layer made of porous alumina is formed on a substrate, and then an element layer is formed on the lower low reflection layer. Then, an upper low reflection layer made of porous alumina is formed on the device layer.
상기 하부 저반사층을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 Al 박막을 형성하는 단계, 상기 Al 박막을 1차 양극 산화시켜 상기 Al 박막 표면에 1차 다공성 알루미나를 형성하는 단계, 상기 1차 다공성 알루미나를 제거하여 상기 Al 박막에 요철을 형성하는 단계, 및 상기 요철이 형성된 Al 박막을 2차 양극 산화시켜 상기 Al 박막 표면에 최종 다공성 알루미나를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the lower low reflection layer may include forming an Al thin film on the substrate, forming a first porous alumina on the surface of the Al thin film by first anodizing the Al thin film, and forming the first porous alumina. And removing irregularities from the Al thin film, and forming the final porous alumina on the surface of the Al thin film by secondary anodization of the Al thin film on which the irregularities are formed.
상기 상부 저반사층을 형성하는 단계는, 제2의 기판 상에 Al 박막을 형성하는 단계, 상기 Al 박막을 1차 양극 산화시켜 상기 Al 박막 표면에 1차 다공성 알루미나를 형성하는 단계, 상기 1차 다공성 알루미나를 제거하여 상기 Al 박막에 요철을 형성하는 단계, 상기 요철이 형성된 Al 박막을 2차 양극 산화시켜 상기 Al 박막 표면에 최종 다공성 알루미나를 형성하는 단계, 상기 최종 다공성 알루미나를 상기 제2의 기판으로부터 분리시키는 단계, 및 상기 분리된 최종 다공성 알루미나를 상기 소자층 상에 부착시키는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the upper low reflection layer may include forming an Al thin film on a second substrate, and primary anodic oxidation of the Al thin film to form a primary porous alumina on the surface of the Al thin film. Removing alumina to form irregularities in the Al thin film, and forming a final porous alumina on the surface of the Al thin film by secondary anodizing the Al thin film on which the irregularities are formed, and forming the final porous alumina from the second substrate. Separating, and attaching the separated final porous alumina on the device layer.
상기 소자층을 형성하는 단계는, 하부 전극, 광기전력층 및 상부 전극을 순 차 형성하는 단계를 포함하며, 상기 광기전력층은 나노 입자가 포함된 전도성 고분자 용액을 상기 기판 상에 스핀 코팅하여 형성할 수 있다. The forming of the device layer includes sequentially forming a lower electrode, a photovoltaic layer and an upper electrode, wherein the photovoltaic layer is formed by spin coating a conductive polymer solution containing nanoparticles on the substrate. can do.
상기 최종 다공성 알루미나를 상기 제2의 기판으로부터 분리시키는 단계는, 상기 최종 다공성 알루미나 위에 보호층을 형성하는 단계, 상기 보호층이 형성된 제2의 기판을 식각 용액에 담가 상기 최종 다공성 알루미나 하단에 남아 있는 Al 박막을 제거하여 원통형 구조의 다공성 알루미나를 얻는 단계, 및 상기 보호층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. The separating of the final porous alumina from the second substrate may include forming a protective layer on the final porous alumina, immersing the second substrate on which the protective layer is formed in an etching solution, and remaining at the bottom of the final porous alumina. Removing the Al thin film may include obtaining a porous alumina having a cylindrical structure, and removing the protective layer.
본 발명에 따르면, 양극 산화 방법을 이용한 텍스처링 과정을 통해 제작된 다공성 알루미나를 저반사층으로 사용하여 입사광의 반사율을 줄인다. 다공성 알루미나는 광기전력층 물질에 상관없이 형성할 수 있으므로, 다양한 무기물 및 유기물 기반의 태양 전지 제조가 가능하다. 따라서, 무기물 기반의 p-n 접합 태양 전지 및 유기물 기반의 염료 감응형 태양 전지 및 나노 입자 태양 전지로 제조할 수 있게 된다.According to the present invention, the reflectance of incident light is reduced by using the porous alumina produced through the texturing process using the anodic oxidation method as a low reflection layer. Porous alumina can be formed irrespective of the photovoltaic layer material, thus making it possible to manufacture various inorganic and organic based solar cells. Therefore, it is possible to manufacture inorganic-based p-n junction solar cells and organic-based dye-sensitized solar cells and nanoparticle solar cells.
본 발명에 따른 태양 전지는 기판 위와 태양 전지 표면에 이중으로 다공성 알루미나가 형성되어 있기 때문에 상부 다공성 알루미나는 상부 저반사층으로서 1차적으로 태양 전지 표면에서 반사되는 빛의 양을 최소화할 수 있으며, 하부 다공성 알루미나는 하부 저반사층으로서 2차적으로 태양 전지 내부의 기판에서 반사되는 빛의 양을 최소화할 수 있다. 따라서 이중으로 빛의 반사를 최소화하기 때문에 광학적 손실로 인한 발전 효율의 감소를 최소한으로 억제할 수 있다. In the solar cell according to the present invention, since the porous alumina is formed on the substrate and the surface of the solar cell in a double manner, the upper porous alumina is the upper low reflection layer, which can minimize the amount of light that is primarily reflected from the solar cell surface. Alumina is a lower low reflection layer that can minimize the amount of light reflected from the substrate inside the solar cell. Therefore, since the reflection of light is minimized, the reduction in power generation efficiency due to optical loss can be minimized.
2차 양극 산화 공정을 통해 형성된 다공성 알루미나는 높이가 일정하고 매우 규칙적이다. 또한 공정 조건에 따라 다공성 알루미나의 구멍의 높이와 지름을 쉽게 조절할 수 있기 때문에 광기전력층으로 사용되는 물질에 맞게 최적화할 수 있다. 또한 다공성 알루미나는 기존의 텍스처링 방법에 비해 요철의 깊이가 깊기 때문에 반사로 인한 입사광의 손실을 최소화하는 데 유리한 구조를 가진다. Porous alumina formed through the secondary anodic oxidation process is of constant height and very regular. In addition, the height and diameter of the pores of the porous alumina can be easily adjusted according to the process conditions, which can be optimized for the material used as the photovoltaic layer. In addition, porous alumina has a structure that is advantageous in minimizing the loss of incident light due to reflection because the depth of the irregularities are deeper than the conventional texturing method.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 태양 전지 및 그 제조방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a solar cell and a manufacturing method according to the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.
도 1은 본 발명에 따라 양극 산화 공정으로 제작된 다공성 알루미나를 상부 및 하부의 저반사층(anti-reflection layer)으로 사용하는 태양 전지의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a solar cell using porous alumina fabricated in the anodic oxidation process according to the present invention as an upper and lower anti-reflection layer.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양 전지(100)는 기판(10)과 기판(10) 상에 형성된 소자층(55)을 포함한다. 특히, 기판(10)과 소자층(55) 사이에 다공성 알루미나로 이루어진 하부 저반사층(20)을, 소자층(55) 상에 다공성 알루미나로 이루어진 상부 저반사층(60)을 더 포함함에 특징이 있다. 소자층(55)은 기판(10) 상에서부터 순차 형성된 하부 전극(30), 광기전력층(40), 및 상부 전극(50)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
기판(10)은 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있다. 무기물은 Si, Ge, GaAs, GaN, GaP, InAs, InP, InSb, CdSe, CdTe, ZnS, Al2O3, SiC, 유리 및 쿼츠(quartz) 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다. 유기물은 PVP(poly vinyl pyrrolidone), PMMA(poly methyl methacrylate), PS(poly styrene), PI(poly imide), PET(poly ethylene terephtalate), PVC(poly vinyl chloride) 및 PE(poly ethylene) 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다. The
하부 전극(30)과 상부 전극(50)은 Al, Ag, Cr, Ti 및 MgAg 중에서 선택되는 어느 하나와 같은 금속으로 이루어질 수 있다. 하부 전극(30)은 하부 저반사층(20)의 요철을 따라 형성되며, 상부 전극(50)은 광기전력층(40) 위에 패턴 형태로 형성된다. The
광기전력층(40)은 다양한 무기물 혹은 유기물로 이루어질 수 있는데, 도시한 바와 같이 나노 입자(41)를 포함하는 전도성 고분자층(42)으로 형성될 수 있으며, 나노 입자가 부착된 탄소 나노튜브 혹은 기존의 태양 전지와 유사한 구조로 p형 및 n형 반도체 물질로 형성할 수 있다. The
광기전력층(40)이 나노 입자(41)를 포함하는 전도성 고분자층(42)인 경우, 입사된 빛은 나노 입자(41)에서 전자와 정공을 형성하고, 형성된 전자와 정공은 전도성 고분자층(42)을 통해 하부 전극(30)과 상부 전극(50)으로 이동하게 된다. 광기전력층(40)을 형성하는 전도성 고분자층(42) 물질로는 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오 펜(polythiophene), 폴리설퍼니트리드(poly sulfur nitride) 및 PVK 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있고, 나노 입자(41) 물질로는 Al2O3, BaCO3, Bi2O3, B2O3, CaCO3, CeO2, Cr2O3, Fe2O3, Ga2O3, In2O3, Li2CO3, LiCoO2, MgO, MnCO3, MnO2, Mn3O4, Nb2O5, PbO, Sb2O3, SnO2, SrCO3, Ta2O5, TiO2, BaTiO3, V2O5, WO3, ZrO2 및 ZnO 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. When the
광기전력층(40)이 나노 입자가 부착된 탄소 나노튜브인 경우, 입사된 빛은 나노 입자에서 전자와 정공을 형성하고, 형성된 전자와 정공은 탄소 나노튜브를 통해 하부 전극(30)과 상부 전극(50)으로 이동하게 된다. 탄소 나노튜브는 단일벽 탄소 나노튜브, 이중벽 탄소 나노튜브, 다중벽 탄소 나노튜브 또는 탄소 나노튜브의 묶음(bundle)일 수 있으며, 여기에 부착되는 나노 입자는 Al2O3, BaCO3, Bi2O3, B2O3, CaCO3, CeO2, Cr2O3, Fe2O3, Ga2O3, In2O3, Li2CO3, LiCoO2, MgO, MnCO3, MnO2, Mn3O4, Nb2O5, PbO, Sb2O3, SnO2, SrCO3, Ta2O5, TiO2, BaTiO3, V2O5, WO3, ZrO2, ZnO 등이 가능하다. When the
그리고, 광기전력층(40)이 p형 및 n형의 반도체 물질로 형성되는 경우, 예컨대 p형 혹은 n형으로 도핑된 Si, Ge, AlAs, AlSb, GaAs, GaN, GaP, GaSb, InAs, InP, InSb, CdS, CdSe, CdTe, ZnO, ZnS, PbS, PbTe, SnO2, In2O3와 같은 도핑된 반도체를 증착한 것일 수 있다. And, if the
태양 전지의 제조 방법에서 후술하는 바와 같이, 다공성 알루미나로 이루어 진 하부 및 상부 저반사층(20, 60)은 증착된 Al 박막 위에 형성하는 것이므로 광기전력층(40)에 사용되는 소재와 공정에 큰 영향을 받지 않는다. 따라서, 광기전력층(40) 제작에 다양한 소재와 구조를 사용할 수 있으므로, 본 발명에 따른 태양 전지(100)는 기존의 실리콘 기반의 무기물 태양 전지 뿐만 아니라 유기물 기반의 염료 감응형 태양 전지 및 나노 입자 태양 전지로 제조될 수 있다. As described below in the solar cell manufacturing method, the lower and upper low reflection layers 20 and 60 made of porous alumina are formed on the deposited Al thin film, and thus have a great influence on the materials and processes used in the
또한 기판(10) 위와 태양 전지(100) 표면에 이중으로 저반사층(20, 60)이 형성되어 있기 때문에, 상부 저반사층(60)에 의해서는 1차적으로 태양 전지(100) 표면에서 반사되는 빛의 양을 최소화할 수 있으며, 하부 저반사층(20)에 의해서는 2차적으로 태양 전지(100) 내부의 기판(10)에서 반사되는 빛의 양을 최소화할 수 있다. 따라서 이중으로 빛의 반사를 최소화하기 때문에 광학적 손실로 인한 발전 효율의 감소를 최소한으로 억제할 수 있다. In addition, since the low reflection layers 20 and 60 are formed on the
도 2는 본 발명에 따른 태양 전지 제조방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이고, 도 3 내지 도 6, 도 9 내지 도 14는 공정 순서별 단면도들, 그리고 도 7 및 도 8은 실험예에 의한 사진들이다. 이들을 참조하여 본 발명에 따른 태양 전지 제조방법을 상세히 설명하기로 한다. 2 is a flowchart illustrating a process of performing a preferred embodiment of the solar cell manufacturing method according to the invention, Figures 3 to 6, 9 to 14 are cross-sectional views of the process sequence, and Figures 7 and 8 are experimental examples. Photos by. The solar cell manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to these.
도 1에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 태양 전지(100)는 하부 저반사층(20)과 상부 저반사층(60)을 구비하는데, 이 저반사층(20, 60)은 직렬적인 공정, 즉 하부 저반사층(20) 형성한 다음에 상부 저반사층(60)을 형성하는 방법으로 진행하거나, 병렬적인 공정, 즉 하부 저반사층(20)과 상부 저반사층(60)을 동시에 형성하는 방법으로 진행할 수가 있다. 또한, 단계 s1부터 단계 s4까지의 공정은 하부 및 상부 저반사층(20, 60) 형성에 공통적으로 사용된다. 본 실시예에서는 병렬적인 공정으로 진행하는 경우를 예로 들어 설명한다. The
하부 저반사층 형성을 위해 태양 전지(100)가 제작될 기판(10)과 상부 저반사층 형성에 사용될 제2의 기판(12)을 준비하여 불순물 등을 제거하는 세정 이후, 두께가 수백 ㎛, 예컨대 100 ㎛인 Al 박막(14, 16)을 열증착을 통해 도 3과 같이 각각 형성한다(단계 s1). 기판(10)으로는 앞에서 언급한 바와 같이, Si, Ge, GaAs, GaN, GaP, InAs, InP, InSb, CdSe, CdTe, ZnS, Al2O3, SiC, 유리, 쿼츠 등의 무기물 기판 또는 PVP, PMMA, PS, PI, PET, PVC, PE 등의 유기물 기판을 사용할 수 있으며 제2의 기판(12)으로는 Al 박막을 증착할 수 있는 것이면 크게 제한이 없다.After the
다음, 1차 양극 산화를 위해 Al 박막(14, 16)이 증착된 기판(10, 12)을 양극에 연결하고, 백금 또는 탄소 전극을 음극으로 하여, 두 전극에 수십 V, 예컨대 60 ~ 80 V의 전압을 인가하면서 황산 또는 옥살산으로 된 전해질 용액에서 수 시간, 예컨대 4 ~ 8 시간 동안 양극 산화를 진행한다(단계 s2). 전압의 세기를 조절함에 따라 최종적으로 형성되는 다공성 알루미나의 구멍의 지름을 조절할 수 있고, 전해질 용액의 온도는 10℃ 이하일 수 있다. 1차 양극 산화를 마친 Al 박막(14a, 16a)은 도 4와 같이 표면에 다공성 알루미나(14b, 16b)가 형성된다. 그러나 1차 양극 산화로 형성된 다공성 알루미나(14b, 16b)의 모양이 불규칙하고 높이가 일정하지 않은 경우에는 저반사층으로 사용이 불가능하다. Next, for the first anodic oxidation, the
불규칙한 모양의 다공성 알루미나(14b, 16b)를 제거하기 위해 기판(10, 12) 을 인산과 크롬산을 혼합한 용액에 수 시간 동안 담근다. 예를 들어 0.4 M의 인산과 0.2 M의 크롬산을 혼합한 60℃의 용액에 기판(10, 12)을 1 ~ 3 시간동안 담가 다공성 알루미나(14b, 16b)를 제거한다(단계 s3). 다공성 알루미나(14b, 16b)가 제거된 Al 박막(14a, 16a)은 도 5에 도시한 바와 같이 다공성 알루미나에 있던 자리에 낮은 높이의 매우 규칙적인 요철이 남게 된다.
단계 s2와 동일하게 기판(10, 12)을 전극에 연결한 후, 단계 s2와 동일한 조건에서 수 분 동안 2차 양극 산화를 한다(단계 s4). 예컨대 동일한 전압과 전해질 용액에서 5 ~ 10분 동안 2차 양극 산화를 실시한다. 이 과정에서 Al 박막(14a, 16a)의 요철 위에 다공성 알루미나가 다시 성장되어, 도 6과 같이 일정한 높이를 가진 다공성 알루미나(20, 22)가 형성된다. 양극 산화 시간을 조절하며 형성되는 다공성 알루미나(20, 22)의 높이를 조절할 수 있다. The
2차 양극 산화를 통해 성장한 다공성 알루미나(20, 22)는 도 7의 주사 전자 현미경(SEM)상에서 보는 바와 같이 평면 상에 균일하게 분포하며, 도 8의 원자힘 현미경(AFM)상에서 보는 바와 같이 일정한 높이로 형성됨을 확인할 수 있다. 따라서, 저반사층으로 사용될 수 있다.
이와 같이 2차 양극 산화를 거친 다공성 알루미나(20, 22)는 그 요철의 높이가 일정하며 배열이 매우 규칙적이다. 또한 양극 산화 과정을 2번에 걸쳐 진행하였기 때문에 요철의 깊이가 한 번의 양극 산화를 거쳐 제작되는 요철에 비해 상대적으로 깊기 때문에 입사된 빛이 반사될 확률이 매우 작아져 우수한 저반사층으로 사용할 수 있다. 또한 양극 산화 조건을 변화시킴으로서 형성되는 다공성 알루미 나의 구멍의 지름과 높이를 쉽게 조절할 수 있기 때문에 높은 발전 효율을 얻기 위한 소자의 최적화가 용이하다. As such, the
한편, 본 실시예에서는 다공성 알루미나를 2차의 양극 산화로 형성하는 예를 들었으나, 3차 이상의 양극 산화로 형성하는 것도 물론 가능하다. Meanwhile, in the present embodiment, the porous alumina is formed by secondary anodic oxidation, but it is also possible to form by anodic oxidation of three or more.
다음에 도 9와 같이 기판(10) 위에 형성된 다공성 알루미나, 즉 하부 저반사층(20) 위에 Al 또는 Ag와 같은 금속을 열증착하여 하부 전극(30)을 형성한다(단계 s5). 하부 전극(30)으로는 Cr, Ti, MgAg 등의 다른 금속을 증착할 수도 있다. Next, as shown in FIG. 9, a
ZnO 나노 입자가 포함된 PVK 전도성 고분자 용액을 도 10과 같이 하부 전극(30)이 형성된 기판(10) 위에 스핀 코팅하여 전력을 생산하는 광기전력층(40)으로서 나노 입자(41)가 분산된 전도성 고분자층(42)을 형성한다(단계 s6). 광기전력층(40)을 형성하는 전도성 고분자층(42) 물질로는 PVK 이외에도 앞에서 언급한 바와 같은 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 또는 폴리설퍼니트리드를 사용할 수 있고, 나노 입자(41)로는 ZnO 이외에 앞에서 언급한 Al2O3, BaCO3, Bi2O3, B2O3, CaCO3, CeO2, Cr2O3, Fe2O3, Ga2O3, In2O3, Li2CO3, LiCoO2, MgO, MnCO3, MnO2, Mn3O4, Nb2O5, PbO, Sb2O3, SnO2, SrCO3, Ta2O5, TiO2, BaTiO3, V2O5, WO3 또는 ZrO2 를 사용할 수 있다. 그리고, 광기전력층(40)을 형성하기 위해 p형 및 n형 반도체 물질을 증착하거나 나노 입자가 부착된 탄소 나노튜브를 형성할 수도 있다. Conductive in which the
단계 s5와 동일한 방법으로, 즉 광기전력층(40) 위에 Al 또는 Ag와 같은 금속을 열증착하여 도 11과 같이 상부 전극(50)을 형성한다(단계 s7). 상부 전 극(50)으로는 Cr, Ti, MgAg 등의 다른 금속을 증착할 수도 있다. In the same manner as in step S5, that is, a metal such as Al or Ag is thermally deposited on the
한편, 단계 s1 ~ 단계 s4를 통해 형성된 다공성 알루미나(22) 위에 왁스(wax)와 같은 보호층(24)을 도 12와 같이 입힌다. 보호층(24)을 입힌 기판(12)을 과포화 염화수은(HgCl2) 용액 안에 담가 다공성 알루미나(22) 하단에 남아 있는 Al 박막(16a)을 제거한다. Al 박막(16a)이 제거되면 기판(12)은 분리되고, 다공성 알루미나는 도 13과 같이 바닥이 녹아 없어져 원통형 구조의 다공성 알루미나(22a)가 된다. 바닥이 없어진 다공성 알루미나(22a)를 아세톤 용액에 담가 보호층(24)을 제거한다(단계 s8). Meanwhile, a
보호층(24)이 제거된 다공성 알루미나(22a)를 도 14와 같이 상부 전극(50)이 형성된 광기전력층(40) 위에 부착시켜 상부 저반사층(60)을 형성한다(단계 s9). 다공성 알루미나는 유연성이 있기 때문에 도 14와 같이 상부 전극(50) 위에 돌출된 형태로 부착되게 된다. 부착된 상부 저반사층(60)은 광도파관 역할을 하여 입사된 빛이 태양 전지(100) 표면에서 반사되는 것을 최소한으로 억제한다. The
상술한 바와 같이, 2차 양극 산화 공정을 통해 형성된 다공성 알루미나는 높이가 일정하고 매우 규칙적이다. 또한 공정 조건에 따라 다공성 알루미나의 구멍의 높이와 지름을 쉽게 조절할 수 있기 때문에 광기전력층으로 사용되는 물질에 맞게 최적화할 수 있다. 또한 다공성 알루미나는 기존의 텍스처링 방법에 비해 요철의 깊이가 깊기 때문에 반사로 인한 입사광의 손실을 최소화하는 데 유리한 구조를 가진다. 또한 이러한 장점을 가지는 다공성 알루미나를 이중으로 사용하여 하부 저반사층은 태양 전지 내부에서의 전반사로 인한 빛의 손실을 최소화하며, 상부 저반사층은 태양 전지 표면에서의 전반사로 인한 빛의 손실을 최소화할 수 있다. 따라서 태양 전지의 내부 및 외부에서의 광학적 손실을 최소화하여 높은 발전 효율을 얻을 수 있으며 이러한 태양 전지를 저렴하고 간단하게 제작할 수 있게 된다. As mentioned above, the porous alumina formed through the secondary anodic oxidation process is of constant height and very regular. In addition, the height and diameter of the pores of the porous alumina can be easily adjusted according to the process conditions, which can be optimized for the material used as the photovoltaic layer. In addition, porous alumina has a structure that is advantageous in minimizing the loss of incident light due to reflection because the depth of the irregularities are deeper than the conventional texturing method. In addition, the double low-reflection layer minimizes the loss of light due to total reflection inside the solar cell, and the upper low reflection layer minimizes the loss of light due to the total reflection at the solar cell surface. have. Therefore, high power generation efficiency can be obtained by minimizing optical loss inside and outside the solar cell, and the solar cell can be manufactured inexpensively and simply.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and the present invention belongs to the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims.
도 1은 본 발명에 따라 양극 산화 공정으로 제작된 다공성 알루미나를 저반사층(anti-reflection layer)으로 사용하는 태양 전지의 개략도이다. 1 is a schematic view of a solar cell using porous alumina fabricated in the anodic oxidation process according to the present invention as an anti-reflection layer.
도 2는 본 발명에 따른 태양 전지 제조방법에 대한 바람직한 일 실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a process of performing a preferred embodiment of the solar cell manufacturing method according to the present invention.
도 3 내지 도 6, 도 9 내지 도 14는 본 발명에 따른 태양 전지 제조방법의 공정 순서별 단면도들이다. 3 to 6 and 9 to 14 are cross-sectional views of the process sequence of the solar cell manufacturing method according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따라 저반사층으로 사용된 다공성 알루미나의 주사 전자 현미경(SEM)상이다.7 is a scanning electron microscope (SEM) image of porous alumina used as a low reflection layer in accordance with the present invention.
도 8은 본 발명에 따라 저반사층으로 사용된 다공성 알루미나의 원자힘 현미경(AFM)상이다. 8 is an atomic force microscope (AFM) image of porous alumina used as a low reflection layer in accordance with the present invention.
Claims (18)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020080120938A KR101019382B1 (en) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Solar cells utilizing the anodic aluminum oxide layers and fabrication method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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