KR101032064B1 - Solar cell and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

효율을 향상시킬 수 있고, 제작이 용이한 구조의 태양 전지 및 이의 제조방법이 개시된다. 이러한 태양 전지는 투명 기판, 진성 반도체층, p형 반도체층 및 n형 반도체층, 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 상기 투명 기판은 빛을 수광하는 제1 면 및 이와 반대의 제2 면을 갖는다. 상기 진성 반도체층은 밴드갭 에너지가 서로 상이한 2개 이상의 반도체층들을 포함하고, 상기 제2 면의 하부에 형성된다. 상기 p형 반도체층은 상기 진성 반도체층의 하부에 형성된다. 상기 n형 반도체층은 상기 p형 반도체층과 이격되도록 상기 진성 반도체층의 하부에 형성된다. 상기 제1 전극은 상기 p형 반도체층과 접하고, 상기 제2 전극은 상기 n형 반도체층과 접한다. 상기 진성 반도체층은 비정질 실리콘(a-Si)층, 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)층, 미세결정질 실리콘(μ-Si)층, 프로터결정 실리콘(pc-Si)층, 비정질 실리콘카바이드(a-SiC:H)층 중에서 적어도 하나 이상의 층들로 형성될 수 있다.Disclosed are a solar cell having a structure capable of improving efficiency and making it easy to manufacture, and a method of manufacturing the same. Such solar cells include a transparent substrate, an intrinsic semiconductor layer, a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, a first electrode and a second electrode. The transparent substrate has a first side for receiving light and a second side opposite thereto. The intrinsic semiconductor layer includes two or more semiconductor layers having different bandgap energy from each other, and is formed below the second surface. The p-type semiconductor layer is formed below the intrinsic semiconductor layer. The n-type semiconductor layer is formed below the intrinsic semiconductor layer to be spaced apart from the p-type semiconductor layer. The first electrode is in contact with the p-type semiconductor layer, and the second electrode is in contact with the n-type semiconductor layer. The intrinsic semiconductor layer includes an amorphous silicon (a-Si) layer, an amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer, a hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) layer, a microcrystalline silicon (μ-Si) layer, a protocrystal The silicon (pc-Si) layer and the amorphous silicon carbide (a-SiC: H) layer may be formed of at least one or more layers.

태양 전지, 솔라셀, 밴드갭, 백콘택, 후면전극 Solar cell, Cell, Band gap, Back contact, Back electrode

Description

태양 전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}SOLAR CELL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 태양 전지 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히 효율을 향상시킬 수 있고, 제작이 용이한 구조를 갖는 태양 전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a solar cell having a structure that can improve the efficiency and easy to manufacture, and a method for manufacturing the same.

최근 심각한 환경 오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정 에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 태양 에너지는 비용이 적게 들고 공해가 없으며, 영구적으로 사용할 수 있기 때문에 대체 에너지로서 각광을 받고 있다.Recently, the importance of developing the next generation of clean energy is increasing due to serious environmental pollution and depletion of fossil energy. Solar energy is in the limelight as an alternative because of its low cost, no pollution, and its permanent use.

태양 전지는 태양 에너지를 전기적으로 변환시키는 것이다. 기본적으로 태양 전지는 PN정크션 다이오드와 같은 구조로 되어 있으나 광흡수를 최대로 하고, 전자와 정공의 재결합을 최소화하도록 제작되고 있다.A solar cell is an electrical conversion of solar energy. Basically, a solar cell has the same structure as a PN junction diode, but it is manufactured to maximize light absorption and minimize recombination of electrons and holes.

태양 전지에서 광학적 에너지는 광자(photon) 에너지가 밴드갭(band gap) 에너지보다 크면 흡수될 수 있다. 흡수된 광자는 전자-정공 쌍을 발생시키고, 태양 전지 내에서는 광전류(photocurrent)가 생기게 된다. 이 광전류는 태양 전지를 가로질러 부하(load)에 연결된 전력을 전달한다.Optical energy in solar cells can be absorbed if the photon energy is greater than the band gap energy. The absorbed photons generate electron-hole pairs, resulting in photocurrent in the solar cell. This photocurrent delivers the power connected to the load across the solar cell.

변환 효율을 극대화하기 위해 광 흡수 대역을 넓히기 위해서, 입사되는 빛을 여러 개의 파장 대역으로 분리하고 각각의 파장 대역에 알맞은 태양 전지를 수평 배치하는 파장분리형 태양 전지가 등장하였다. 이러한 파장분리형 태양 전지는 다양한 물질의 태양 전지를 이용하여 각각의 파장 대역에 가장 적합한 태양 전지를 배치함으로써 광 흡수를 극대화할 수 있는 장점이 있다. 그러나 파장 분리를 위한 광학계를 사용함으로써 제작이 복잡하여 대면적으로 제작이 어렵고 대량 생산에 한계가 있다.In order to widen the light absorption band in order to maximize conversion efficiency, a wavelength-separated solar cell has been introduced that separates incident light into multiple wavelength bands and horizontally arranges solar cells suitable for each wavelength band. Such a wavelength-separated solar cell has an advantage of maximizing light absorption by disposing a solar cell most suitable for each wavelength band using solar cells of various materials. However, using the optical system for wavelength separation is difficult to manufacture in large areas due to the complex manufacturing, there is a limit to mass production.

이를 해결하기 위해서 빛의 입사 방향으로 흡수대역의 에너지가 큰 태양 전지부터 차례로 적층하는 텐덤구조의 태양 전지가 등장하였다. 그러나, 이러한 텐덤구조 태양 전지 또한 각 태양 전지 증착시 사용한 기판을 제거하거나 최대한 얇게 제작해야 하며, 하부전극을 최소화하거나 투명 전극을 사용하여 빛 투과를 최대화해야 하는 등 많은 기술적인 어려움이 있다.In order to solve this problem, a tandem solar cell having a stack of solar cells having a large absorption band energy in the incident direction of light has been introduced. However, such a tandem solar cell also has a number of technical difficulties such as removing the substrate used to deposit each solar cell or making the thinnest as possible, minimizing the lower electrode or maximizing light transmission using a transparent electrode.

이에 따라, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 효율을 향상시킬 수 있고, 제작이 용이한 구조를 태양 전지를 제공하는 것이다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a solar cell having a structure that can improve the efficiency, easy to manufacture.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 이러한 태양 전지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing such a solar cell.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 태양 전 지는 투명 기판, 진성 반도체층, p형 반도체층 및 n형 반도체층, 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다.The solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention for solving this problem includes a transparent substrate, an intrinsic semiconductor layer, a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, a first electrode and a second electrode.

상기 투명 기판은 빛을 수광하는 제1 면 및 이와 반대의 제2 면을 갖는다. 상기 진성 반도체층은 밴드갭 에너지가 서로 상이한 2개 이상의 반도체층들을 포함하고, 상기 제2 면의 하부에 형성된다. 상기 p형 반도체층은 상기 진성 반도체층의 하부에 형성된다. 상기 n형 반도체층은 상기 p형 반도체층과 이격되도록 상기 진성 반도체층의 하부에 형성된다. 상기 제1 전극은 상기 p형 반도체층과 접하고, 상기 제2 전극은 상기 n형 반도체층과 접한다.The transparent substrate has a first side for receiving light and a second side opposite thereto. The intrinsic semiconductor layer includes two or more semiconductor layers having different bandgap energy from each other, and is formed below the second surface. The p-type semiconductor layer is formed below the intrinsic semiconductor layer. The n-type semiconductor layer is formed below the intrinsic semiconductor layer to be spaced apart from the p-type semiconductor layer. The first electrode is in contact with the p-type semiconductor layer, and the second electrode is in contact with the n-type semiconductor layer.

예컨대, 상기 진성 반도체층은 비정질 실리콘(a-Si)층, 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)층, 미세결정질 실리콘(μ-Si)층, 프로터결정 실리콘(pc-Si)층, 비정질 실리콘카바이드(a-SiC:H)층 중에서 적어도 하나 이상의 층들로 형성될 수 있다.For example, the intrinsic semiconductor layer may include an amorphous silicon (a-Si) layer, an amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer, a hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) layer, a microcrystalline silicon (μ-Si) layer, and a pro It may be formed of at least one layer of a ter-crystalline silicon (pc-Si) layer, an amorphous silicon carbide (a-SiC: H) layer.

예컨대, 상기 진성 반도체층을 형성하는 각 층은 상기 투명 기판의 상기 제2 면에 가까울수록 밴드갭(Eg)이 크도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 진성 반도체층을 형성하는 각 층은 상기 투명 기판의 상기 제2 면에 가까울수록 흡수계수(μ)가 작은 값을 가질 수 있다(μ = 1/d x loge(Io/I), d는 흡수층의 두께, Io는 입사광의 세기, I는 투과광의 세기).For example, each layer forming the intrinsic semiconductor layer may be formed such that the band gap Eg is larger as the second surface of the transparent substrate is closer to the second surface. In addition, each layer forming the intrinsic semiconductor layer may have a smaller absorption coefficient μ as the closer to the second surface of the transparent substrate (μ = 1 / dx log e (I o / I), d is the thickness of the absorbing layer, I o is the intensity of the incident light, I is the intensity of the transmitted light).

예컨대, 상기 진성 반도체층은, 상기 투명 기판의 상기 제2 면 하부에 형성된 비정질 실리콘(a-Si)층과, 상기 비정질 실리콘(a-Si)층 하부에 형성된 제1 비정 질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층, 및 상기 제1 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층 하부에 형성된 제2 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층을 포함할 수 있다.For example, the intrinsic semiconductor layer may include an amorphous silicon (a-Si) layer formed under the second surface of the transparent substrate and a first amorphous silicon germanium (a-) formed under the amorphous silicon (a-Si) layer. SiGe) layer, and a second amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer formed under the first amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer.

예컨대, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 도전성이 우수한 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 금속 테이프로 형성되어 제조공정을 단순화시킬 수 있다.For example, the first electrode and the second electrode may be formed of a metal having excellent conductivity. For example, the first electrode and the second electrode may be formed of a metal tape to simplify the manufacturing process.

예컨대, 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층은 서로 나란하게 연장될 수 있다. 또한, 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층은 서로 교번적으로 배열될 수 있다.For example, the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer may extend in parallel with each other. The p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer may be alternately arranged.

이때, 상기 태양 전지는 상기 제1 전극들이 연결된 제1 단자 및 상기 제2 전극들이 연결된 제2 단자를 갖는 축전기를 더 포함할 수 있다.In this case, the solar cell may further include a capacitor having a first terminal to which the first electrodes are connected and a second terminal to which the second electrodes are connected.

또는, m번째(m은 자연수) 제2 전극과 m+1번째 제1 전극은 서로 연결되고, 첫 번째 제1 전극이 연결된 제1 단자 및 마지막 번째의 제2 전극이 연결된 제2 단자를 더 포함하는 축전기를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the m th (m is a natural number) second electrode and the m + 1 st first electrode is connected to each other, further comprising a first terminal connected to the first first electrode and a second terminal connected to the last second electrode. It may further include a capacitor.

예컨대, 상기 투명 기판의 상기 제2 면에는, 단면적으로 V-자 형상을 갖는 그루브들이 나란하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 p형 반도체층은 제1 그루브 내에 형성되고, 상기 n형 반도체층은 상기 제1 그루브에 인접하는 제2 그루브 내에 형성될 수 있다. 또는, 상기 p형 반도체층은 V-자 형상을 갖는 상기 그루브들 내부의 일면에 형성되고, n형 반도체층은 상기 그루브들 내부의 타면에 형성될 수 있다.For example, grooves having a V-shape in cross section may be formed side by side on the second surface of the transparent substrate. In this case, the p-type semiconductor layer may be formed in the first groove, and the n-type semiconductor layer may be formed in the second groove adjacent to the first groove. Alternatively, the p-type semiconductor layer may be formed on one surface of the grooves having a V-shape, and the n-type semiconductor layer may be formed on the other surface of the grooves.

예컨대, 상기 태양 전지는 절연층, 제1 전하유도 전극, 제2 전하유도 전극 및 전하유도 전원을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 절연층은 상기 제1 전극 및 제2 전극을 커버하도록 상기 진성 반도체층 하부에 형성된다. 상기 제1 전하유도 전극은 상기 제1 전극과 마주보도록 상기 절연층 하부에 형성된다. 상기 제2 전하유도 전극은 상기 제2 전극과 마주보도록 상기 절연층 하부에 형성된다. 상기 전하유도 전원은 제1 제1 전하유도 전극에 마이너스 단자가 연결되고, 상기 제2 전하유도 전극에 플러스 단자가 연결된다.For example, the solar cell may further include an insulating layer, a first charge inducing electrode, a second charge inducing electrode, and a charge inducing power source. In this case, the insulating layer is formed under the intrinsic semiconductor layer to cover the first electrode and the second electrode. The first charge inducing electrode is formed under the insulating layer to face the first electrode. The second charge inducing electrode is formed under the insulating layer to face the second electrode. The charge inducing power source has a negative terminal connected to the first first charge inducing electrode and a plus terminal connected to the second charge inducing electrode.

예컨대, 상기 절연층은 상기 진성 반도체층에서 흡수되지 않는 광을 상기 진성 반도체층에서 흡수가 용이한 파장의 광으로 변경시키는 파장변환입자를 더 포함할 수 있다.For example, the insulating layer may further include wavelength converting particles for converting light that is not absorbed in the intrinsic semiconductor layer into light having a wavelength that is easily absorbed in the intrinsic semiconductor layer.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 태양 전지 제조방법은 빛을 수광하는 제1 면 및 이와 반대의 제2 면을 갖는 투명 기판의 상기 제2 면에, 밴드갭 에너지가 서로 상이한 2개 이상의 반도체층들을 포함하는 진성 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 진성 반도체층의 하부에 p형 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 p형 반도체층과 이격되도록 상기 진성 반도체층의 하부에 n형 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 p형 반도체층과 접한 제1 전극을 형성하는 단계, 및 상기 n형 반도체층과 접한 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In a solar cell manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention, at least two semiconductors having different band gap energy from each other on the second surface of the transparent substrate having a first surface for receiving light and a second surface opposite thereto. Forming an intrinsic semiconductor layer including layers, forming a p-type semiconductor layer below the intrinsic semiconductor layer, and forming an n-type semiconductor layer below the intrinsic semiconductor layer so as to be spaced apart from the p-type semiconductor layer. And forming a first electrode in contact with the p-type semiconductor layer, and forming a second electrode in contact with the n-type semiconductor layer.

이러한 본 발명에 의한 태양 전지는 진성 반도체층 하부에 p형 반도체층과 n형 반도체층이 모두 형성된다. 따라서, 광이 p형 반도체층을 통과함이 없이 곧바로 진성 반도체층에 도달하며, 이러한 진성 반도체층은 밴드갭이 서로 상이한 반도체층들로 형성된다. 따라서, 광전효율이 향상될 수 있으며, 종래 텐덤구조에 비해 제조공정이 단순하여 생산성이 향상된다.In the solar cell according to the present invention, both the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer are formed under the intrinsic semiconductor layer. Therefore, light reaches the intrinsic semiconductor layer directly without passing through the p-type semiconductor layer, and the intrinsic semiconductor layer is formed of semiconductor layers having different band gaps. Therefore, the photoelectric efficiency can be improved, and the manufacturing process is simpler compared to the conventional tandem structure, thereby improving productivity.

또한, 이러한 태양 전지는 진성 반도체층 하부에 제1 전극 및 제2 전극이 모두 형성되므로, 투명한 도전성 물질을 채택하지 않고, 비저항이 낮은 금속물질을 이용하여 형성할 수 있다. 따라서, 전력손실을 방지할 수 있다.In addition, since the first electrode and the second electrode are both formed below the intrinsic semiconductor layer, the solar cell may be formed using a metal material having a low specific resistance without adopting a transparent conductive material. Therefore, power loss can be prevented.

또한, 투명 기판의 제2 면에 그루브를 형성하는 경우, 단위 평면면적 당 진성 반도체층과 p형 반도체층 및 n형 반도체층의 접촉면적을 증가시킬 수 있다.In addition, when the groove is formed on the second surface of the transparent substrate, the contact area of the intrinsic semiconductor layer, the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer per unit plane area may be increased.

더욱이, 전하유도 전원이 형성되는 경우, 전하유도 전원은, 진성 반도체층에서 형성된 정공 및 전자를 각각 제1 전극 및 제2 전극으로 유도한다. 따라서, 광전 효율이 더욱 향상될 수 있다.Furthermore, when a charge inducing power supply is formed, the charge inducing power supply induces holes and electrons formed in the intrinsic semiconductor layer to the first electrode and the second electrode, respectively. Thus, the photoelectric efficiency can be further improved.

또한, 파장변환입자는 진성 반도체층에서 용이하게 흡수되지 않는 파장의 빛을 용이하게 흡수되는 파장으로 변환시켜 광의 이용 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, the wavelength conversion particles may increase the utilization efficiency of light by converting light of a wavelength that is not easily absorbed in the intrinsic semiconductor layer into a wavelength that is easily absorbed.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and that one or more other features It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 태양 전지의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'을 따라 절단된 단면도이다.1 is a plan view of a solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II 'of FIG.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 태양 전지(400)는 투명 기판(190), 진성 반도체층(110), p형 반도체층(120), n형 반도체층(130), 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)을 포함한다.1 and 2, a solar cell 400 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a transparent substrate 190, an intrinsic semiconductor layer 110, a p-type semiconductor layer 120, and an n-type semiconductor layer ( 130, a first electrode 140, and a second electrode 150.

상기 진성 반도체층(110)은 투명 기판(190)의 하부면에 형성되어 있다. 상기 p형 반도체층(120)은 상기 진성 반도체층(110)의 하부면에 형성되고, 상기 제1 전극(140)은 상기 p형 반도체층(120)의 하부면에 형성된다. 또한, 상기 n형 반도체층(130)은 상기 진성 반도체층(110)의 하부면에, 상기 p형 반도체층(120)과 이격되도록 형성되고, 상기 제2 전극(150)은 상기 n형 반도체층(130)의 하부면에 형성된다.The intrinsic semiconductor layer 110 is formed on the lower surface of the transparent substrate 190. The p-type semiconductor layer 120 is formed on the bottom surface of the intrinsic semiconductor layer 110, and the first electrode 140 is formed on the bottom surface of the p-type semiconductor layer 120. In addition, the n-type semiconductor layer 130 is formed on the lower surface of the intrinsic semiconductor layer 110 to be spaced apart from the p-type semiconductor layer 120, the second electrode 150 is the n-type semiconductor layer It is formed on the lower surface of the 130.

상기 진성 반도체층(110)은 비정질 실리콘(a-Si)층, 미세결정질 실리콘(μ-Si)층, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H), 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층, 프로터결정 실리콘(pc-Si)층, 비정질 실리콘카바이드(a-SiC:H)층 중에서 적어도 2개 이상의 층들로 형성될 수 있다.The intrinsic semiconductor layer 110 includes an amorphous silicon (a-Si) layer, a microcrystalline silicon (μ-Si) layer, a hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H), an amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer, and a pro It may be formed of at least two layers of a ter-crystalline silicon (pc-Si) layer, an amorphous silicon carbide (a-SiC: H) layer.

이와 같이, 광학적 밴드갭이 다른 얇은 층을 접합하면 단일 전지에 비해 내부 전기장이 증가되어 분리된 정공과 전자의 재결합이 감소된다. 따라서, 광전효율이 향상된다.As such, bonding thin layers with different optical bandgaps increases the internal electric field compared to a single cell, reducing the recombination of the separated holes and electrons. Thus, the photoelectric efficiency is improved.

상기 진성 반도체층(110)을 형성하는 각 층은 상기 투명 기판에 가까울수록 밴드갭(Eg)이 크도록 형성될 수 있으며, 또한 반도체층을 형성하는 각 층은 상기 투명 기판에 가까울수록 아래의 수학식 1로 표현되는 흡수계수(μ)가 작도록 형성될 수 있다.Each layer forming the intrinsic semiconductor layer 110 may be formed such that a band gap Eg is larger as it is closer to the transparent substrate, and each layer forming the semiconductor layer is closer to the transparent substrate. It can be formed so that the absorption coefficient (μ) represented by the equation (1) is small.

μ = 1/d x loge(Io/I), μ = 1 / dx log e (I o / I),

d는 흡수층의 두께, Io는 입사광의 세기, I는 투과광의 세기.d is the thickness of the absorbing layer, I o is the intensity of the incident light, and I is the intensity of the transmitted light.

즉, 투명 기판(190)의 하부에는 상대적으로 밴드갭(Eg)이 크고 흡수계수가 작은 반도체 물질층이 형성되고, 투명 기판(190)에서 멀어질수록 밴드갭(Eg)이 작고 흡수계수가 큰 반도체 물질층이 형성하여 광전 효율을 증가시킨다.That is, a semiconductor material layer having a large band gap Eg and a small absorption coefficient is formed below the transparent substrate 190, and as the distance from the transparent substrate 190 increases, the band gap Eg is small and the absorption coefficient is large. A layer of semiconductor material forms to increase photoelectric efficiency.

본 실시예에 의한 진성 반도체층(110)은 예컨대, 투명 기판(190)의 하부에 형성된 비정질 실리콘(a-Si)층(도시안됨), 상기 비정질 실리콘(a-Si)층 하부에 형성된 제1 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층(도시안됨) 및 상기 제1 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층 하부에 형성된 제2 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층(도시안됨)을 포함할 수 있다.The intrinsic semiconductor layer 110 according to the present embodiment may include, for example, an amorphous silicon (a-Si) layer (not shown) formed under the transparent substrate 190, and a first layer formed under the amorphous silicon (a-Si) layer. It may include an amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer (not shown) and a second amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer (not shown) formed under the first amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer.

종래 a-Si/a-SiGe/a-SiGe의 텐덤 구조에서, 유나이티드 솔라(United Solar)사는 초기 효율(Initial Efficiency) 15.6%, 안정 효율(Stable Efficiency) 13.0%를 얻었으며, 후지(Fuji)사는 초기 효율(Initial Efficiency) 11.7%, 안정 효율(Stable Efficiency) 11.0%를 얻었고, 톨레도(Toledo) 대학에서는 초기 효율(Initial Efficiency) 12.5%, 안정 효율(Stable Efficiency) 10.7%를 얻은 바 있다. 이는 a-Si/a-SiGe로부터 얻은 초기 효율(Initial Efficiency) 11.6%, 안정 효율(Stable Efficiency) 10.6% 및 a-SiGe로부터 얻은 초기 효율(Initial Efficiency) 12.5%, 안정 효율(Stable Efficiency) 10.4%, a-Si로부터 얻은 안정 효율(Stable Efficiency) 9.47% 보다 높은 효율을 갖는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 태양 전지(400)는 예컨대 a-Si/a-SiGe/a-SiGe의 구조를 채택한다.In the tandem structure of a-Si / a-SiGe / a-SiGe, United Solar obtained 15.6% Initial Efficiency and 13.0% Stable Efficiency, and Fuji Initial efficiency was 11.7%, Stable Efficiency 11.0%, and Toledo University had 12.5% Initial Efficiency and 10.7% Stable Efficiency. This is 11.6% of Initial Efficiency from a-Si / a-SiGe, 10.6% of Stable Efficiency, 12.5% of Initial Efficiency from a-SiGe, and 10.4% of Stable Efficiency. It can be seen that the Stable Efficiency obtained from a-Si is higher than 9.47%. Therefore, the solar cell 400 in the present invention adopts a structure of, for example, a-Si / a-SiGe / a-SiGe.

상기 p형 반도체층(120) 및 n형 반도체층(130)은 교번적으로 서로 평행하도록 연장될 수 있다. 도 1에서는 p형 반도체층(120) 및 형 반도체층(130)이 선형으로 길게 연장되어 있으나, 지그재그 형상, 물결형상 등 다양한 변형이 가능하다.The p-type semiconductor layer 120 and the n-type semiconductor layer 130 may alternately extend to be parallel to each other. In FIG. 1, the p-type semiconductor layer 120 and the type semiconductor layer 130 extend linearly, but various modifications such as a zigzag shape and a wave shape are possible.

상기 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)에 의해 반사된 장파장의 빛을 재흡수율을 증가시키기 위해서, 상기 p형 반도체층(120) 및 n형 반도체층(130)은 예컨대, 미세결정질 실리콘층으로 형성될 수 있다.In order to increase the re-absorption rate of the long wavelength light reflected by the first electrode 140 and the second electrode 150, the p-type semiconductor layer 120 and the n-type semiconductor layer 130 is, for example, microcrystalline It may be formed of a silicon layer.

상기 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)은 금속으로 형성될 수 있다. 종래의 텐덤구조의 태양 전지의 경우, 후면 전극은 금속으로 형성될 수 있었으나, 빛을 수광하는 전면 전극의 경우 투명한 도전성의 물질, 예컨대, ITO와 같은 물질로 형성되어 금속보다 비저항이 크므로 많은 손실을 유발하였다. 그러나, 본 실시예에 의한 태양 전지(400)는 상기 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)이 모두 후면 전극으로 형성될 수 있으므로, 모두 금속으로 형성될 수 있다. 따라서, 전력손실을 감소시킬 수 있다.The first electrode 140 and the second electrode 150 may be formed of a metal. In the case of the conventional tandem solar cell, the rear electrode could be formed of a metal, but the front electrode receiving the light is formed of a transparent conductive material, for example, a material such as ITO, and thus has a large resistivity than that of the metal. Induced. However, in the solar cell 400 according to the present exemplary embodiment, since both the first electrode 140 and the second electrode 150 may be formed as rear electrodes, both may be formed of metal. Therefore, power loss can be reduced.

상기 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)은 금속층을 패터닝하여 형성될 수도 있으나, 금속테이프를 부착함으로써, 간단히 형성될 수도 있다.The first electrode 140 and the second electrode 150 may be formed by patterning a metal layer, but may be simply formed by attaching a metal tape.

상기 제1 전극(140)은 축전기(401)의 일단에 연결되고, 상기 제2 전극(150)은 축전기(401)의 타단에 연결되어 충전된다. 이러한 축전기들을 직렬로 연결하여 고전위를 얻을 수 있다.The first electrode 140 is connected to one end of the capacitor 401, and the second electrode 150 is connected to the other end of the capacitor 401 and charged. These capacitors can be connected in series to achieve high potentials.

또한, 진성 반도체층(110)의 하부면에는 상기 제1 전극(140) 및 제2 전극(150)을 커버하도록 절연층(160)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 절연층(160)의 하부에는 상기 제1 전극(140)과 마주보는 제1 전하유도 전극(320) 및 상기 제2 전극(150)과 마주보는 제2 전하유도 전극(330)이 형성될 수 있다.In addition, an insulating layer 160 may be formed on the bottom surface of the intrinsic semiconductor layer 110 to cover the first electrode 140 and the second electrode 150. In addition, a first charge induction electrode 320 facing the first electrode 140 and a second charge induction electrode 330 facing the second electrode 150 are formed under the insulating layer 160. Can be.

상기 제1 전하유도 전극(320)은 전하유도 전원(581)의 마이너스 전극과 연결되어 상기 제1 전극(140)으로 정공을 유도하고, 상기 제2 전하유도 전극(330)은 전하유도 전원(581)의 플러스 전극과 연결되어 상기 제2 전극(150)으로 전자를 유도하여 분리된 정공과 전하의 재결합을 감소시켜 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.The first charge induction electrode 320 is connected to the negative electrode of the charge induction power source 581 to induce holes to the first electrode 140, the second charge induction electrode 330 is a charge induction power source 581 It is connected to the positive electrode of the) to induce electrons to the second electrode 150 to reduce the recombination of the separated holes and charge can improve the efficiency of the solar cell.

도시되지는 않았으나, 상기 절연층(160) 내부에는 파장변환 입자가 더 포함되어 잘 흡수되지 않는 광을 흡수에 용이한 광으로 변경시켜 태양 전지의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. Although not shown, the wavelength conversion particles may be further included in the insulating layer 160 to change light that is not absorbed well into light that is easy to absorb, thereby further improving the efficiency of the solar cell.

예컨대, 상기 파장 변환입자는 Y3Al5O12:Ce, SrB4O7:Sm2+, SrGa2S4:Eu2+, (Sr,Ba)2SiO4:Eu, Mg4(F)GeO6:Mn4+, Sr4Al4O25:Eu2+, Y2O2S:Eu, SBO:Eu 및 YAG 중에서 선택된 하나 이상을 포함하거나, 트리스(8-퀴놀리나토)알루미늄(III)(Alq3), 큐마린6, 10-(2-벤조티아졸)-1,1,7, 7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1 H ,5 H ,11 H -[1]벤조피라노[6,7,8-ij ]- 퀴놀리진-11-온(C545T), 퀴나크리돈, 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(줄로리딘-4-일-비닐)-4H-피란(DCM2), 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸- 6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJT), 4-(디시아노메틸렌)-2-터셔리부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJTB) 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.For example, the wavelength conversion particles are Y 3 Al 5 O 12 : Ce, SrB 4 O 7 : Sm 2+, SrGa 2 S 4 : Eu 2+, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, Mg 4 (F) GeO 6 : Mn 4+, Sr 4 Al 4 O 25 : Eu 2+, Y 2 O 2 S: Eu, SBO: Eu and YAG, including at least one selected from tris (8-quinolinato) aluminum (III) (Alq3), cumin 6, 10- (2-benzothiazole) -1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1 H, 5 H, 11 H-[1] benzopyrano [6,7, 8-ij] -quinolizine-11-one (C545T), quinacridone, 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (zulolidin-4-yl-vinyl) -4H-pyran (DCM2) , 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (1,1,7,7-tetramethylzulolidil-9-enyl) -4H-pyran (DCJT), 4- (dicyanomethylene)- It may comprise one or more selected from 2-tertbutylbutyl-6- (1,1,7,7-tetramethylzololidyl-9-enyl) -4H-pyran (DCJTB).

또한, 상기 제1 전하유도 전극(320) 및 제2 전하유도 전극(330)은 금속층을 패터닝하여 형성될 수도 있으나, 금속테이프를 부착함으로써, 간단히 형성될 수도 있다.In addition, the first charge induction electrode 320 and the second charge induction electrode 330 may be formed by patterning a metal layer, or may be simply formed by attaching a metal tape.

도 3은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 태양 전지의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 태양 전지의 단면도이다. 도 3 및 4에서 도시된 태양 전지들(600, 700)은 도 1 및 2에서 도시된 태양 전지(400)와 투명 기판에 형성된 그루브의 형상을 제외하면 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소는 동일한 번호를 병기하고 중복되는 설명은 생략한다.3 is a cross-sectional view of a solar cell according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a solar cell according to another exemplary embodiment of the present invention. The solar cells 600 and 700 illustrated in FIGS. 3 and 4 are substantially the same except for the shape of the groove formed on the transparent substrate and the solar cell 400 illustrated in FIGS. 1 and 2. Therefore, the same components will be denoted by the same numerals and redundant descriptions will be omitted.

도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 태양 전지(600, 700)는 투명 기판(690, 790), 진성 반도체층(610, 710), p형 반도체층(620, 720), n형 반도체층(630, 730), 제1 전극(621, 721) 및 제2 전극(631, 731)을 포함한다. 3 and 4, the solar cells 600 and 700 according to another exemplary embodiment of the present invention may include the transparent substrates 690 and 790, the intrinsic semiconductor layers 610 and 710, and the p-type semiconductor layer 620. , 720, n-type semiconductor layers 630 and 730, first electrodes 621 and 721, and second electrodes 631 and 731.

상기 투명 기판(690)의 하부면에는 그루브가 형성된다. 예컨대, 상기 그루브들은 오목부와 볼록부를 갖는 지그재그 단면 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 달리 표현하면, 상기 단면적으로 V-자 형상을 갖는 그루브들이 이웃하도록 형성될 수 있다.Grooves are formed on the bottom surface of the transparent substrate 690. For example, the grooves may be formed to have a zigzag cross-sectional shape having a concave portion and a convex portion. In other words, grooves having a V-shaped cross-sectional area may be formed to be adjacent to each other.

도 3에서 도시된 태양 전지(600)에서는 하나의 오목부에 p형 반도체층(620) 및 제1 전극(621)을 형성하고, 이웃하는 오목부에 n형 반도체층(630) 및 제2 전극(631)을 형성하였고, 도 4에서 도시된 태양 전지(700)에서는 하나의 오목부에 p형 반도체층(720)과 n형 반도체층(730) 및 제1 전극(721)과 제2 전극(731)이 모두 형성된다. 즉, 도 4에서 도시된 태양 전지(700)에서는 V자 형상을 갖는 그루브의 일면에 p형 반도체층(720)과 제1 전극(721)이 형성되고, 타면에 n형 반도체층(730)과 제2 전극(731)이 형성된다.In the solar cell 600 illustrated in FIG. 3, the p-type semiconductor layer 620 and the first electrode 621 are formed in one recess, and the n-type semiconductor layer 630 and the second electrode in adjacent recesses. In the solar cell 700 illustrated in FIG. 4, a p-type semiconductor layer 720, an n-type semiconductor layer 730, a first electrode 721, and a second electrode ( 731 are all formed. That is, in the solar cell 700 illustrated in FIG. 4, the p-type semiconductor layer 720 and the first electrode 721 are formed on one surface of the groove having a V shape, and the n-type semiconductor layer 730 and the other surface thereof. The second electrode 731 is formed.

이와 같이, 투명 기판(690, 790)에 그루브를 형성하는 경우, 진성 반도체층(610, 710)과 p형 반도체층(620, 720) 및 n형 반도체층(630, 730)의 접촉면적이 증대되어 광전변환 효율이 증대된다.As such, when grooves are formed in the transparent substrates 690 and 790, the contact areas of the intrinsic semiconductor layers 610 and 710, the p-type semiconductor layers 620 and 720, and the n-type semiconductor layers 630 and 730 are increased. Thus, the photoelectric conversion efficiency is increased.

도 5는 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 태양 전지의 평면도이고, 도 6은 도 5의 II-II'을 따라 절단된 단면도이다. 도 5 및 6에서 도시된 태양 전지(800)는 도 1 및 2에서 도시된 태양 전지(400)와 전극부(810) 및 축전기(401)의 연결을 제외하면 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 병기하고, 중복되는 설명은 생략한다.5 is a plan view of a solar cell according to still another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 5. The solar cell 800 shown in FIGS. 5 and 6 is substantially the same except for the connection of the solar cell 400 and the electrode portion 810 and the capacitor 401 shown in FIGS. 1 and 2. Therefore, the same components denote the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

도 5 및 6을 참조하면, 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 태양 전지(800)는 투명 기판(190), 진성 반도체층(110), p형 반도체층(120), n형 반도체층(130) 및 전극부(810)를 포함한다.5 and 6, a solar cell 800 according to another exemplary embodiment of the present invention may be a transparent substrate 190, an intrinsic semiconductor layer 110, a p-type semiconductor layer 120, and an n-type semiconductor layer. 130 and an electrode unit 810.

도 1 및 2에서 도시된 태양 전지(400)에서는 제1 전극(140) 및 이웃하는 제2 전극(150)을 포함하는 태양전지 단위구조가 병렬로 축전기(401)에 연결되어, 상기 축전기(401)에 인가되는 전위는 상대적으로 낮음에 반해, 도 5 및 6에서 도시된 태양 전지(800)에서는 제1 전극(140) 및 이웃하는 제2 전극(150)을 포함하는 태양전지 단위구조가 직렬로 축전기(401)에 연결되어, 상기 축전기(401)에 상대적으로 고전위를 생성시킬 수 있다.In the solar cell 400 illustrated in FIGS. 1 and 2, a solar cell unit structure including a first electrode 140 and a neighboring second electrode 150 is connected to a capacitor 401 in parallel, and thus the capacitor 401 In contrast, in the solar cell 800 shown in FIGS. 5 and 6, the solar cell unit structure including the first electrode 140 and the neighboring second electrode 150 is in series. The capacitor 401 may be connected to generate a high potential relative to the capacitor 401.

즉, 도 1 및 2에서 도시된 태양 전지(400)에서는 제1 전극(140)들은 축전기(401)의 일단에 연결되고, 상기 제2 전극(150)들은 축전기(401)의 타단에 연결됨에 반해, 도 6 및 7에서 도시된 태양 전지(800)에서는 하나의 태양전지 단위구조의 n형 반도체층(130)이 이웃하는 태양전지 단위구조의 p형 반도체층(120)과 연결된다. 이를 위해서, 하나의 태양전지 단위구조의 n형 반도체층(130)이 이웃하는 태양전지 단위구조의 p형 반도체층(120)과 하나의 전극부(810)에 의해서 연결될 수 있다.That is, in the solar cell 400 illustrated in FIGS. 1 and 2, the first electrodes 140 are connected to one end of the capacitor 401, while the second electrodes 150 are connected to the other end of the capacitor 401. 6 and 7, the n-type semiconductor layer 130 of one solar cell unit structure is connected to the p-type semiconductor layer 120 of a neighboring solar cell unit structure. To this end, the n-type semiconductor layer 130 of one solar cell unit structure may be connected by the p-type semiconductor layer 120 of one solar cell unit structure and one electrode unit 810.

이후, 첫번째의 p형 반도체층(120)과 접하는 전극부(810)는 축전기(401)의 일단에 연결되고, 마지막의 n형 반도체층(130)과 접하는 전극부(810)는 축전기(401)의 타단에 연결된다.Thereafter, the first electrode portion 810 in contact with the p-type semiconductor layer 120 is connected to one end of the capacitor 401, and the last electrode portion 810 in contact with the n-type semiconductor layer 130 is the capacitor 401. Is connected to the other end of the

앞에서 기술한 바와같이, 본 발명에 의한 태양 전지는 진성 반도체층 하부에 p형 반도체층과 n형 반도체층이 모두 형성된다. 따라서, 광이 p형 반도체층을 통과함이 없이 곧바로 진성 반도체층에 도달하며, 이러한 진성 반도체층은 밴드갭이 서로 상이한 반도체층들로 형성된다. 따라서, 광전효율이 향상될 수 있으며, 종래 텐덤구조에 비해 제조공정이 단순하여 생산성이 향상된다.As described above, in the solar cell according to the present invention, both the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer are formed under the intrinsic semiconductor layer. Therefore, light reaches the intrinsic semiconductor layer directly without passing through the p-type semiconductor layer, and the intrinsic semiconductor layer is formed of semiconductor layers having different band gaps. Therefore, the photoelectric efficiency can be improved, and the manufacturing process is simpler compared to the conventional tandem structure, thereby improving productivity.

또한, 이러한 태양 전지는 진성 반도체층 하부에 제1 전극 및 제2 전극이 모두 형성되므로, 투명한 도전성 물질을 채택하지 않고, 비저항이 낮은 금속물질을 이용하여 형성할 수 있다. 따라서, 전력손실을 방지할 수 있다.In addition, since the first electrode and the second electrode are both formed below the intrinsic semiconductor layer, the solar cell may be formed using a metal material having a low specific resistance without adopting a transparent conductive material. Therefore, power loss can be prevented.

또한, 투명 기판의 제2 면에 그루브를 형성하는 경우, 단위 평면면적 당 진성 반도체층과 p형 반도체층 및 n형 반도체층의 접촉면적을 증가시킬 수 있다.In addition, when the groove is formed on the second surface of the transparent substrate, the contact area of the intrinsic semiconductor layer, the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer per unit plane area may be increased.

더욱이, 전하유도 전원이 형성되는 경우, 전하유도 전원은, 진성 반도체층에서 형성된 정공 및 전자를 각각 제1 전극 및 제2 전극으로 유도한다. 따라서, 광전 효율이 더욱 향상될 수 있다.Furthermore, when a charge inducing power supply is formed, the charge inducing power supply induces holes and electrons formed in the intrinsic semiconductor layer to the first electrode and the second electrode, respectively. Thus, the photoelectric efficiency can be further improved.

또한, 파장변환입자는 진성 반도체층에서 용이하게 흡수되지 않는 파장의 빛을 용이하게 흡수되는 파장으로 변환시켜 광의 이용 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, the wavelength conversion particles may increase the utilization efficiency of light by converting light of a wavelength that is not easily absorbed in the intrinsic semiconductor layer into a wavelength that is easily absorbed.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the above description and the drawings below should be construed as illustrating the present invention, not limiting the technical spirit of the present invention.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 태양 전지의 평면도이다.1 is a plan view of a solar cell according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 I-I'을 따라 절단된 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 예시적인 다른 실시예에 의한 태양 전지의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a solar cell according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 태양 전지의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a solar cell according to still another exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 예시적인 또 다른 실시예에 의한 태양 전지의 평면도이다.5 is a plan view of a solar cell according to yet another exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 II-II'을 따라 절단된 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 5.

<주요 도면번호에 대한 간단한 설명><Short Description of Main Drawing Numbers>

400, 500, 600, 700, 800: 태양 전지400, 500, 600, 700, 800: solar cells

110, 610, 710: 진성 반도체층110, 610, and 710: intrinsic semiconductor layers

120, 620, 720: p형 반도체층 130, 630, 730: n형 반도체층120, 620, 720: p-type semiconductor layer 130, 630, 730: n-type semiconductor layer

140, 621, 721: 제1 전극 150, 631, 731: 제2 전극140, 621, 721: first electrode 150, 631, 731: second electrode

160: 절연층 170: 도전층160: insulating layer 170: conductive layer

181, 581: 전하유도 전원 182, 401: 축전기181, 581: charge induction power source 182, 401: capacitor

190: 베이스기판 260: 파장변환층190: base substrate 260: wavelength conversion layer

320, 670, 770: 제1 전하유도 전극 330, 680, 780: 제2 전하유도 전극320, 670, 770: first charge inducing electrode 330, 680, 780: second charge inducing electrode

Claims (21)

빛을 수광하는 제1 면 및 이와 반대의 제2 면을 갖는 투명 기판;A transparent substrate having a first side for receiving light and a second side opposite thereto; 밴드갭 에너지가 서로 상이한 2개 이상의 반도체층들을 포함하되, 각 층은 상기 투명 기판의 상기 제2 면에 가까울수록 밴드갭(Eg)이 크거나 흡수계수(μ)가 작아지도록 형성되어 상기 제2 면의 하부에 형성된 진성 반도체층;Two or more semiconductor layers having different band gap energies are included, and each layer is formed such that a band gap Eg is larger or an absorption coefficient μ is smaller as the layer is closer to the second surface of the transparent substrate. An intrinsic semiconductor layer formed under the surface; 상기 진성 반도체층의 하부에 형성된 p형 반도체층;A p-type semiconductor layer formed below the intrinsic semiconductor layer; 상기 p형 반도체층과 이격되도록 상기 진성 반도체층의 하부에 형성된 n형 반도체층;An n-type semiconductor layer formed below the intrinsic semiconductor layer to be spaced apart from the p-type semiconductor layer; 상기 p형 반도체층과 접한 제1 전극; 및A first electrode in contact with the p-type semiconductor layer; And 상기 n형 반도체층과 접한 제2 전극을 포함하는 태양 전지(μ = 1/d x loge(Io/I), d는 흡수층의 두께, Io는 입사광의 세기, I는 투과광의 세기).A solar cell including a second electrode in contact with the n-type semiconductor layer (μ = 1 / dx log e (I o / I), d is the thickness of the absorbing layer, I o is the intensity of the incident light, I is the intensity of the transmitted light). 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 진성 반도체층은 비정질 실리콘(a-Si)층, 미세결정질 실리콘(μ-Si)층, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)층, 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층, 프로터결정 실리콘(pc-Si)층, 비정질 실리콘카바이드(a-SiC:H)층 중에서 적어도 2개 이상의 층들로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지.The intrinsic semiconductor layer includes an amorphous silicon (a-Si) layer, a microcrystalline silicon (μ-Si) layer, a hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) layer, an amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer, and a protocrystal. A solar cell comprising at least two layers of a silicon (pc-Si) layer and an amorphous silicon carbide (a-SiC: H) layer. 삭제delete 삭제delete 제2 항에 있어서, 상기 진성 반도체층은,The method of claim 2, wherein the intrinsic semiconductor layer, 상기 투명 기판의 상기 제2 면 하부에 형성된 비정질 실리콘(a-Si)층;An amorphous silicon (a-Si) layer formed under the second surface of the transparent substrate; 상기 비정질 실리콘(a-Si)층 하부에 형성된 제1 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층; 및A first amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer formed under the amorphous silicon (a-Si) layer; And 상기 제1 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층 하부에 형성된 제2 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.A solar cell comprising a second amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer formed under the first amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer. 삭제delete 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 금속 테이프인 것을 특징으로 하는 태양 전지.The first electrode and the second electrode is a solar cell, characterized in that the metal tape. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층은 서로 나란하게 연장된 것을 특징으로 하는 태양 전지.And the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer extend parallel to each other. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 p형 반도체층과 n형 반도체층은 서로 교번적으로 배열된 것을 특징으로 하는 태양 전지.And the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer are alternately arranged with each other. 제9 항에 있어서, 상기 제1 전극들이 연결된 제1 단자 및 상기 제2 전극들이 연결된 제2 단자를 갖는 축전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.The solar cell of claim 9, further comprising a capacitor having a first terminal to which the first electrodes are connected and a second terminal to which the second electrodes are connected. 제9 항에 있어서, m번째(m은 자연수) 제2 전극과 m+1번째 제1 전극은 서로 연결되고,The method of claim 9, wherein the m-th (m is a natural number) second electrode and the m + 1st first electrode is connected to each other, 첫 번째 제1 전극이 연결된 제1 단자 및 마지막 번째의 제2 전극이 연결된 제2 단자를 더 포함하는 축전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.A solar cell further comprising a capacitor further comprising a first terminal to which the first first electrode is connected and a second terminal to which the second second electrode is connected. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 투명 기판의 상기 제2 면에는, 단면적으로 V-자 형상을 갖는 그루브들이 나란하게 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지.The second surface of the transparent substrate, the solar cell, characterized in that grooves having a V-shaped cross-section is formed side by side. 제12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 p형 반도체층은 제1 그루브 내에 형성되고, 상기 n형 반도체층은 상기 제1 그루브에 인접하는 제2 그루브 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지.The p-type semiconductor layer is formed in a first groove, and the n-type semiconductor layer is formed in a second groove adjacent to the first groove. 제12 항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 p형 반도체층은 V-자 형상을 갖는 상기 그루브들 내부의 일면에 형성되고, n형 반도체층은 상기 그루브들 내부의 타면에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지.And the p-type semiconductor layer is formed on one surface of the grooves having a V-shape, and the n-type semiconductor layer is formed on the other surface of the grooves. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 전극 및 제2 전극을 커버하도록 상기 진성 반도체층 하부에 형성된 절연층;An insulating layer formed under the intrinsic semiconductor layer to cover the first electrode and the second electrode; 상기 제1 전극과 마주보도록 상기 절연층 하부에 형성된 제1 전하유도 전극;A first charge induction electrode formed under the insulating layer so as to face the first electrode; 상기 제2 전극과 마주보도록 상기 절연층 하부에 형성된 제2 전하유도 전극; 및A second charge induction electrode formed under the insulating layer so as to face the second electrode; And 제1 전하유도 전극에 마이너스 단자가 연결되고, 상기 제2 전하유도 전극에 플러스 단자가 연결된 전하유도 전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.The solar cell of claim 1, further comprising a charge induction power source connected to a negative terminal to the first charge induction electrode, and a plus terminal to the second charge induction electrode. 제15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 절연층은 상기 진성 반도체층에서 흡수되지 않는 광을 상기 진성 반도체층에서 흡수가 용이한 파장의 광으로 변경시키는 파장변환입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지.The insulating layer further comprises a wavelength conversion particle for converting light that is not absorbed in the intrinsic semiconductor layer into light of a wavelength that is easily absorbed in the intrinsic semiconductor layer. 빛을 수광하는 제1 면 및 이와 반대의 제2 면을 갖는 투명 기판의 상기 제2 면에, 밴드갭 에너지가 서로 상이한 2개 이상의 반도체층들을 포함하되, 각 층은 상기 투명 기판의 상기 제2 면에 가까울수록 밴드갭(Eg)이 크거나 흡수계수(μ)가 작아지도록 형성되어 진성 반도체층을 형성하는 단계;On the second side of the transparent substrate having a first side to receive light and a second side opposite thereto, at least two semiconductor layers having different bandgap energy from each other, each layer being the second side of the transparent substrate Forming an intrinsic semiconductor layer by forming a band gap Eg or a absorption coefficient μ smaller as the surface is closer to the surface; 상기 진성 반도체층의 하부에 p형 반도체층을 형성하는 단계;Forming a p-type semiconductor layer under the intrinsic semiconductor layer; 상기 p형 반도체층과 이격되도록 상기 진성 반도체층의 하부에 n형 반도체층을 형성하는 단계;Forming an n-type semiconductor layer below the intrinsic semiconductor layer so as to be spaced apart from the p-type semiconductor layer; 상기 p형 반도체층과 접한 제1 전극을 형성하는 단계; 및Forming a first electrode in contact with the p-type semiconductor layer; And 상기 n형 반도체층과 접한 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 태양 전지 제조방법(μ = 1/d x loge(Io/I), d는 흡수층의 두께, Io는 입사광의 세기, I는 투과광의 세기).A solar cell manufacturing method comprising the step of forming a second electrode in contact with the n-type semiconductor layer (μ = 1 / dx log e (I o / I), d is the thickness of the absorbing layer, I o is the intensity of the incident light, I Is the intensity of the transmitted light). 제17 항에 있어서,18. The method of claim 17, 상기 진성 반도체층은 비정질 실리콘(a-Si)층, 미세결정질 실리콘(μ-Si)층, 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)층, 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층, 프로터결정 실리콘(pc-Si)층, 비정질 실리콘카바이드(a-SiC:H)층 중에서 적어도 2개 이상의 층들로 형성하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 제조방법.The intrinsic semiconductor layer includes an amorphous silicon (a-Si) layer, a microcrystalline silicon (μ-Si) layer, a hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) layer, an amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer, and a protocrystal. A solar cell manufacturing method comprising at least two layers of a silicon (pc-Si) layer and an amorphous silicon carbide (a-SiC: H) layer. 삭제delete 삭제delete 제18항에 있어서, 상기 진성 반도체층을 형성하는 단계는,The method of claim 18, wherein forming the intrinsic semiconductor layer comprises: 상기 투명 기판의 상기 제2 면 하부에 형성된 비정질 실리콘(a-Si)층을 형성하는 단계;Forming an amorphous silicon (a-Si) layer formed under the second surface of the transparent substrate; 상기 비정질 실리콘(a-Si)층 하부에 형성된 제1 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층을 형성하는 단계; 및Forming a first amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer formed under the amorphous silicon (a-Si) layer; And 상기 제1 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층 하부에 형성된 제2 비정질 실리콘게르마늄(a-SiGe)층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 제조방법.And forming a second amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer formed under the first amorphous silicon germanium (a-SiGe) layer.
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