KR101103330B1 - ＩｎＰ의 강제도핑에 의한 고농도 Ｐ 도핑 양자점 태양전지 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 양자점 감응형 태양전지의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게, 본 발명의 제조방법은 기판 상부에 4족 원소 및 InP를 함유하는 반도체층을 형성한 후, 상기 반도체층이 형성된 기판을 열처리하여 In(Indium)을 제거하고 P(phosphorus)가 도핑된 4족 원소 양자점인 n형 반도체 양자점을 형성하는 양자점 형성 단계;를 포함하는 특징이 있다.

Description

ＩｎＰ의 강제도핑에 의한 고농도 Ｐ 도핑 양자점 태양전지 및 제조방법{Solar Cell with P-doped Quantum Dot and the Fabrication Method Thereof}
본 발명은 반도체 기반의 양자점 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게, 매우 고 농도로 P가 도핑된 반도체 양자점이 형성되는 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.
태양광 소자의 경우 제작 비용을 줄이고 효율을 높이기 위해 실리콘 이외의 다양한 소재 연구가 시도되고 있으나 반도체 원리를 이용하는 태양광 소자의 특성으로 인해 실리콘 기반으로 하는 태양광 소자에 비해 효율이 매우 낮고 열화에 의한 수명이 짧아 실제 시장 점유 비율은 3% 내외로 미미한 실정이다.
실리콘을 기반으로 하는 태양광 소자의 경우 실리콘 단결정, 실리콘 다결정을 이용한 것이 대부분이며, 태양광 시스템 구축 시 실리콘 소재 및 웨이퍼가 차지하는 비용이 전체 구축 비용의 40 %를 넘어서고 있는 실정이므로, 이에 대한 현실적 해결책으로 실리콘 양자점을 통해 광전효율을 높임으로서 단위 전력 생산에 필요한 실리콘의 양을 줄이는 노력과 박막형 소자로 실리콘 소모를 최소화 하는 노력이 이루어지고 있다.
이와 같은 실리콘 양자점 태양전지 및 실리콘 박막 태양전지 제작에 있어서 반도체 원소가 도핑된 실리콘 박막 성장이 태양전지 성능 향상에 매우 중요하며, 기존 방법인 열확산법 및 화학증기증착법을 이용할 경우 도핑 농도 조절에 제한이 있어 고농도 도핑을 위한 특별한 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 화합물 타겟을 이용하여 고농도로 n형 불순물이 도핑되는 n형 반도체 양자점 기반 태양전지의 제조방법을 제공하는 것이며, 재현성 있는 불순물 원소 도핑이 가능하며, 매우 간단하고 용이한 방법에 의해 높은 효율을 갖는 n형 반도체 양자점 기반 태양전지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 반도체 양자점 태양전지의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 양자점 태양전지 제조방법은 기판 상부에 4족 원소 및 InP를 함유하는 반도체층을 형성한 후, 상기 반도체층이 형성된 기판을 열처리하여 In을 제거하고 P(phosphorus)가 도핑된 4족 원소 양자점인 n형 반도체 양자점을 형성하는 양자점 형성 단계;를 포함하여 수행되는 특징이 있다.
상기 열처리시 In의 제거는 휘발(고체에서 기체로의 휘발)에 의한 제거인 특징이 있다.
특징적으로, 상기 반도체층은 4족 원소; 또는 4족 원소의 화합물;에 상기 InP가 물리적으로 도핑된 것이다.
특징적으로, 상기 반도체층은 InP가 도핑된 비정질상(amorphous phase)을 포함하며, 상기 InP가 도핑된 비정질상은 InP가 도핑된 4족 원소의 비정질상, InP가 도핑된 4족 원소 산화물의 비정질상, InP가 도핑된 4족 원소 질화물의 비정질상 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
특징적으로, 상기 반도체층은 InP가 도핑된 4족 원소의 박막, InP가 도핑된 4족 원소 질화물의 박막, InP가 도핑된 4족 원소 산화물의 박막, 또는 이들의 적층박막이다.
상기 4족 원소 및 InP를 함유하는 반도체층은 물리적 증착에 의해 형성되는 특징이 있으며, 상세하게, 상기 물리적 증착은 스퍼터링(sputtering)이며, 상기 스퍼터링은 4족 원소의 타겟; 및 InP 타겟;을 이온빔으로 동시스퍼터링하여 증착하는 특징이 있다.
상기 4족 원소는 Si 및 Ge에서 하나 이상 선택된 원소인 특징이 있으며, 상기 양자점 형성단계에서 수행되는 열처리의 온도는 900 내지 1150℃인 특징이 있다.
바람직하게, 본 발명의 제조방법은 a) p형 반도체 기판 상부에 매질층과 상기 반도체층을 교번 적층하여 복합적층층을 형성하는 단계; b) 상기 복합적층층을 열처리하여 반도체질화물, 반도체산화물 또는 이들의 혼합물인 매질 내 P(phosphorus) 도핑된 반도체 양자점을 형성하는 단계; 및 c) 수소분위기에서 열처리하여 상기 P(phosphorus) 도핑된 반도체 양자점의 비결합 전자를 수소와 결합시키는 단계;를 포함하여 수행된다.
이때, 상기 반도체층은 InP가 도핑된 4족 원소의 박막, InP가 도핑된 4족 원소 질화물의 박막, InP가 도핑된 4족 원소 산화물의 박막, 또는 이들의 적층박막이며, 상기 매질층은 상기 반도체층과 독립적으로 4족 원소의 질화물, 4족 원소의 산화물 또는 이들의 혼합물인 특징이 있다.
이때, 상기 매질층 및 상기 반도체층의 두께는 서로 독립적으로 0.5 nm 내지 5 nm의 두께인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어, 상기 양자점 형성 단계 이후, 상기 기판 및 상기 n형 반도체 양자점을 사이에 두고 서로 대향하며, 적어도 한 전극은 투명전극인 두 전극을 형성하는 전극 형성 단계가 더 수행되는 것이 바람직하며, 상기 n형 반도체 양자점과 상기 투명전극 사이에 3족 또는 5족 원소가 도핑된 다결정체의 4족 반도체층인 다결정반도체층을 더 형성하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 양자점 태양전지 제조방법은 n형 반도체 양자점을 제조하기 위한 n형 불순물로 InP 화합물을 사용함에 따라, 물리적인 강제 주입에 의해 P의 도핑농도 조절이 가능하며, 매우 고농도로 P가 도핑된 n형 반도체 양자점을 제조할 수 있는 장점이 있으며, 열처리에 의해 In이 완전히 제거되어 고순도의 P 도핑이 가능한 장점이 있다.
또한 p-n 정션(junction)을 이루는 n형 영역에 다양한 크기의 n형 반도체 양자점을 함입시킬 수 있는 장점이 있으며, n형 도핑을 위해 상온에서 안정한 화합물 타겟(target)을 사용함에 따라 재현성 있는 불순물 원소 도핑이 가능하며, 완화된 공정조건에서 불순물 원소 도핑이 가능하며, 스퍼터링 및 열처리라는 매우 간단하고 용이한 방법에 의해 매우 고농도의 불순물이 도핑된 n형 반도체 양자점이 구비된 태양전지를 제조할 수 있으며, 광 흡수 효율이 우수한 태양전지를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 양자점 태양전지의 제조 방법을 도시한 일 공정도이며,
도 2는 본 발명에 따른 양자점 태양전지의 제조 방법을 도시한 다른 일 공정도이며,
도 3은 본 발명에 따른 양자점 태양전지의 제조 방법을 도시한 또 다른 일 공정도이며,
도 4는 반도체 층의 열처리 전 및 열처리 후의 O, Si 및 P에 대한 SIMS 깊이분포도 분석 결과이며,
도 5는 반도체층의 열처리 전 및 열처리 후의 O, Si 및 In에 대한 SIMS 깊이분포도 분석 결과이며,
도 6은 본 발명에 따른 양자점 태양전지의 효율을 측정한 결과로, 표면 산화막을 제거한 후 다결정실리콘층 위에 바로 전극을 올려 제조된 양자점 태양전지의 효율측정 결과이며,
도 7은 본 발명에 따른 양자점 태양전지의 효율을 측정한 결과로, 표면 산화막을 제거한 후 다결정실리콘층 위에 투명전도막으로 80 nm의 ITO 박막을 형성한 태양전지 소자의 광전 효율 측정한 결과이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110: 기판,
120: 복합적층층, 121: 매질층, 122, 123: 반도체층,
130: 양자점층, 131: 매질, 132: 양자점층,
133: 4족원소층, 134 : 표면산화물층
210 : 투명전도막, 310, 320 : 전극
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법에서 양자점 형성 단계를 도시한 공정도의 일 예로, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(110) 상부에 InP 및 4족 원소를 함유하는 반도체층(120)을 형성한 후, 상기 반도체층(120)이 형성된 기판(110)을 열처리하고 수소화처리하여 P가 도핑된 4족 원소의 양자점인 n형 반도체 양자점(132)이 4족 원소를 함유하는 매질(matrix, 131)에 함입된 반도체 양자점층(130)이 제조된다.
상세하게, 상기 반도체층(120)은 4족 원소, 4족 원소의 산화물, 4족 원소의 질화물, 이들의 혼합물 또는 이들의 적층박막에 불순물로 InP가 강제 도핑된 막인 특징이 있으며, 상기 반도체층(120)에 함유된 4족 원소, 4족 원소의 산화물, 4족 원소의 질화물, 이들의 혼합물이 비정질 상인 특징이 있으며, 상기 반도체층(120)의 열처리에 의해 상기 반도체층에 함유된 InP중 In이 선택적으로 증발(고상에서 기상으로의 증발) 제거되며 n형 반도체 양자점(132)이 형성되는 특징이 있다.
상세하게, 상기 InP가 강제 도핑된 막인 반도체층(120)의 열처리시, 반도체층(120)에서 증기압의 차이에 의해 In만이 선택적으로 증발 제거되며, 순수하게 P로 도핑된 4족 원소의 양자점인 n형 반도체 양자점(132)이 형성되는 특징이 있다.
상기 InP는 상온에서 안정한 화합물이므로, InP 타겟(target) 및 4족 원소의 타겟(target)을 이용한 물리적 증착법에 의해 불순물로 InP가 강제 도핑된 막인 반도체층(120)이 제조되는 특징이 있으며, 상기 반도체층(120)에 매우 고농도로 InP를 도핑할 수 있는 특징이 있으며, 정밀하게 제어된 농도로 InP를 도핑할 수 있는 특징이 있다.
상세하게, 상기 반도체층(120)은 물리적 증착에 의해 수행되며, 상기 물리적 증착은 스퍼터링인 특징이 있으며, 보다 상세하게, 상기 반도체층(120)을 형성하는 스퍼터링은 박형의 InP 타겟과 박형의 4족 원소 타겟을 동시에 스퍼터링하여 증착하는 방법을 이용하여 수행되는 특징이 있다.
이때, 상기 기판(110)에 형성되는 반도체층(120)에 함유된 InP의 농도는 스퍼터링시 사용되는 상기 InP 타겟과 상기 4족 원소 타겟의 상대적인 스퍼터링 면적 또는 이온빔 세기에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
상세하게, 상기 4족 원소는 Si, Ge 또는 SiGe화합물인 특징이 있으며, 상기 기판은 p형 반도체 기판인 특징이 있다. 이때, 상기 p형 반도체 기판은 상기 반도체층(120)에 함유된 4족 원소와 동일한 원소에 p형 불순물이 도핑된 기판인 것이 바람직하다.
바람직하게, 상기 반도체층(120)은 4족 원소의 산화물, 4족 원소의 질화물, 이들의 혼합물 또는 이들의 적층박막에 불순물로 InP가 강제 도핑된 4족 원소 박막이다. 이에 따라, 상기 열처리에 의해 제조되는 상기 반도체 양자점층(130)은 4족 원소의 산화물, 4족 원소의 질화물 또는 이들의 혼합물인 매질(131)에 다수개의 n형 반도체 양자점(132)이 어레이를 이루며 상기 매질에 함입되어 있는 구조를 갖는 특징이 있다.
도 2는 본 발명의 제조방법을 도시한 바람직한 일 공정도로, 기판(110), 바람직하게 p형 반도체 기판 상부에 증착 공정을 이용하여 매질층(121)과 도 1을 기반으로 상술한 반도체층(122)을 번갈아 증착하여 다층 박막구조의 복합적층층(120')을 제조하는데 향 후 투명전도막 증착을 원활하게 하기 위하여 표면에 순수한 4족 원소층 (123)을 증착하고 그 위에 4족 원소 산화물층(124)을 증착한다.
상기 매질층(121)은 4족 원소의 산화물, 4족 원소의 질화물 또는 이들의 혼합물인 특징이 있으며, 상기 복합적층층(120')을 구성하는 다수개의 매질층(121)은 막 별로 서로 다른 물질(반도체산화물, 반도체질화물, 반도체산화물과 반도체질화물의 혼합물) 및 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 반도체층(122)의 4족 원소가 산화물 상인 경우, 상기 매질층(121) 또한 산화물 상인 것이 바람직하며, 상기 반도체층(122)의 4족 원소가 질화물 상인 경우, 상기 매질층(121) 또한 질화물 상인 것이 바람직하다.
상기 반도체층(122)의 열처리를 통해 P 도핑된 4족 원소의 양자점인 n형 반도체 양자점(132)이 형성되게 되므로, 상기 반도체 층(122)의 두께, 상기 반도체 층(122)의 조성, 상기 복합적층층(120')을 구성하는 반도체 층(122)의 수 등에 의해, 매질(131) 내 n형 반도체 양자점(132)의 위치, 크기, 개수 등이 제어된다.
상세하게, 복합적층층(120')의 증착시, 상기 매질층(121) 및 반도체 층(122)의 두께를 각각 0.5 내지 5 nm가 되도록 증착하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복합적층층(120')의 두께를 수 나노미터 내지 수백 나노미터로 제조하여, 복합적층층(120')의 열처리에 의해 제조되는 반도체 양자점층(130)의 두께가 수 나노미터 내지 수백 나노미터가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
이후, 도 1을 기반으로 상술한 바와 유사하게, 상기 복합적층층(120')을 열처리하여 매질(131)내 다수개의 n형 반도체 양자점(132)과 표면에 다결정체의 4족원소층(133)이 형성된 반도체 양자점층(130)을 형성한다.
상기 열처리를 통해 In이 선택적으로 제거되며, 응력 완화 및 계면 에너지의 최소화를 구동력으로 매질에 둘러싸인 n형 반도체 양자점(132) 어레이가 제조되며, n형 반도체 양자점(132) 어레이를 형성한 후, 수소분위기에서 재 열처리하여 상기 n형 반도체 양자점(132)의 비결합 전자들을 수소와 결합시킨다.
n형 반도체 양자점(132)을 형성시키기 위한 상기 열처리는 In의 선택적인 증발 제거, 매질의 물질, 반도체층의 물질, 제조하고자 하는 양자점의 크기 및 밀도를 고려하여 결정되어야 하나, 주된 고려 요소는 In의 선택적인 제거 및 양자구속효과를 갖는 n형 반도체 양자점의 생성으로, 이를 위해, n형 반도체 양자점(132)을 형성시키기 위한 상기 열처리는 900 내지 1150oC에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 n형 반도체 양자점의 제조시 열처리 온도가 너무 낮아지는 경우 In의 제거가 이루어지지 않고 물질 이동이 어려워 반도체 양자점 형상을 얻기 어려우며, 열처리 온도가 너무 높아지는 In 뿐만 아니라 P 또한 제거될 위험이 있으며 반도체 양자점의 크기가 매우 불균일해질 위험 및 양자구속효과(Quantum confinement effect)가 미미한 조립 입자가 생성될 위험이 있다.
상세하게, n형 반도체 양자점(132)을 형성시키기 위한 상기 열처리는 4족 원소의 산화물, 바람직하게 산화실리콘(SiO2)이 매질인 경우 1100 내지 1150 oC에서 수행되며, 반도체질화물, 바람직하게 질화실리콘(Si3N4)이 매질의 경우 900 내지 1100 oC에서 수행되는 것이 바람직하며, 상기 열처리는 10 내지 30분 동안 수행되는 것이 바람직하다.
이후, 수소 분위기에서 열처리하여 상기 n형 반도체 양자점의 비결합 전자를 수소와 결합시키는 수소화단계가 수행된다. 상기 수소화단계의 열처리온도는 반도체 양자점의 종류에 따라 결정되어야 하며, 상기 반도체 양자점이 실리콘 양자점인 경우 포밍가스(forming gas; 95% Ar - 5% H2)를 이용한 수소분위기 하 600 내지 700oC 온도에서 30분 내지 90분간 열처리하는 것이 바람직하다.
이후, 도 2에 도시한 바와 같이, 열처리된 반도체층(130) 상부로 투명전도막 (210)을 형성한 후, 상기 투명전도막(210) 위와 기판 아래쪽에 전극 (310, 320)을 형성하는 단계가 수행되는 것이 바람직하다. 상기 전극(310, 320)은 도전성 금속 페이스트를 이용한 스크린 프린팅, 스텐실 프린팅 등의 통상의 프린팅 방법 또는 PVD/CVD를 이용한 증착을 이용하여 제조된다.
도 3은 본 발명의 제조방법을 도시한 보다 바람직한 일 공정도로, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법은 상기 복합적층층(120')을 형성한 후, 상기 복합적층층(120')상부로 4족 원소층(123)을 더 형성하는 것이 바람직하며, 상기 4족 원소층(123) 상부로 4족 원소의 산화물층인 표면산화물층(124)을 더 형성하는 것이 바람직하다.
상기 4족 원소층(123)은 산화 또는 질화되지 않은 순수한 4족 원소의 매트릭스에 3족 또는 5족 원소가 불순물로 도핑된 박막이며, 상세하게, 비정질상의 4족 원소 박막 또는 다결정체의 4족 원소 박막이다. 일 예로, 상기 4족 원소층은 다결정 실리콘층이다. 이때, 상기 기판(110)이 p형 기판인 경우, 상기 4족 원소층(123)은 n형 불순물로 도핑된 것이 바람직하다.
상기 4족 원소층(123)은 양자점(132)에서 형성된 전자 및 정공의 흐름을 원활하게 전극으로 이동시키고 투명전도막(210)의 증착을 용이하게 하는 역할을 수행한다. 원활한 광전하의 흐름 및 광전하의 재결합에 의한 소멸을 방지하기 위해, 상기 4족 원소층(123)은 30 nm 내지 50 nm 두께인 것이 바람직하다.
상기 표면 산화물층(124)은 화학정량의 산소와 결합한 4족 원소의 완전한 산화물상인 것이 바람직하며, 열처리시 태양전지의 광 활성 영역 및 광전하 이동영역을 보호하는 역할을 수행한다. 상기 표면 산화물층(124)은 열처리 이후에 제거되어야 하므로 20 nm 이상의 두께인 것이 바람직하며, 실질적으로 20 nm 내지 50 nm의 두께이다.
이후, 도 2를 기반으로 상술한 바와 유사하게, 상기 4족 원소층(123) 및 표면 산화물층(124)이 형성된 복합적층층(120')을 열처리 및 수소화 한 후, 상기 산화물층(124)은 식각액을 이용한 습식 에칭에 의해 제거되는 것이 바람직하다.
산화물층(124)을 제거한 후, 표면에 노출된 4족 원소층(133)과 접하도록 상기 4족 원소층(133) 상부에 투명전도막 (210)을 형성한 후, 상기 투명전도막(210) 위와 기판 아래쪽에 전극 (310, 320)을 형성하는 것이 바람직하다.
도 4는 도 3과 같이 제조된 복합적층층을 1100℃에서 20분간 열처리한 후, 열처리 전과 열처리 후의 O, Si, P 원소에 대한 SIMS 깊이분포분석 결과이며, 도 5는 열처리 전과 열처리 후의 O, Si, In 원소에 대한 SIMS 깊이분포분석 결과이다.
도 4 내지 도 5에서 알 수 있듯이 상기 열처리에 의해 In은 증착된 양의 분석기가 검출할 수 있는 정도로 완전히 제거되고 P는 그대로 유지됨을 확인할 수 있었다.
도 6은 스퍼터링을 이용하여 InP가 도핑된 비정질 Si 막을 반도체 층(1 nm)으로, 실리콘 산화물을 매질층(2 nm)으로, 상기 반도체층과 상기 매질층을 33회 반복 적층하여 복합적층층을 생성한 후, InP가 도핑된 비정질 실리콘층(30 nm) 및 실리콘 산화물층(20 nm)을 형성 한 후, 1100℃에서 20분간 열처리하고 수소분위기에서 600℃에서 30분간 수소화처리하여 제조된 양자점 태양전지에 대하여 BOE 용액으로 표면 산화막(134)을 제거한 후 4족 원소층(133) 위에 바로 전극을 올린 태양전지의 효율측정 결과를 보여주고 있으며, 도 7은 도 6과 유사한 소자에서 다4족 원소층(133) 위에 투명전도막으로서 80 nm 정도의 ITO박막을 적용한 태양전지 소자의 광전 효율을 측정한 결과로 투명전도막을 도입할 경우 약 25%의 효율 향상을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 반도체 양자점 감응형 태양전지의 제조방법에 있어,
    기판 상부에 4족 원소 및 InP를 함유하는 반도체층을 형성한 후, 상기 반도체층이 형성된 기판을 열처리하여 In(Indium)을 제거하고 P(phosphorus)가 도핑된 4족 원소 양자점인 n형 반도체 양자점을 형성하는 양자점 형성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체층은 4족 원소; 또는 4족 원소의 화합물;에 상기 InP가 물리적으로 도핑된 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체층은 InP가 도핑된 비정질상(amorphous phase)을 포함하는 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체층은 InP가 도핑된 4족 원소의 박막, InP가 도핑된 4족 원소 질화물의 박막, InP가 도핑된 4족 원소 산화물의 박막, 또는 이들의 적층박막인 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 4족 원소 및 InP를 함유하는 반도체층은 물리적 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 물리적 증착은 스퍼터링(sputtering)이며, 상기 스퍼터링은 4족 원소의 타겟; 및 InP 타겟;을 이온빔으로 동시스퍼터링하여 증착하는 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    a) p형 반도체 기판 상부에 매질층과 상기 반도체층을 교번 적층하여 복합적층층을 형성하는 단계;
    b) 상기 복합적층층을 열처리하여 반도체질화물, 반도체산화물 또는 이들의 혼합물인 매질 내 P(phosphorus) 도핑된 반도체 양자점을 형성하는 단계; 및
    c) 수소분위기에서 열처리하여 상기 P(phosphorus) 도핑된 반도체 양자점의 비결합 전자를 수소와 결합시키는 단계;
    를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 반도체층은 InP가 도핑된 4족 원소의 박막, InP가 도핑된 4족 원소 질화물의 박막, InP가 도핑된 4족 원소 산화물의 박막, 또는 이들의 적층박막이며, 상기 매질층은 상기 반도체층과 독립적으로 4족 원소의 질화물, 4족 원소의 산화물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 매질층 및 상기 반도체층의 두께는 서로 독립적으로 0.5 nm 내지 5 nm의 두께인 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  10. 제 1항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 양자점 형성 단계 이후, 상기 기판 및 상기 n형 반도체 양자점을 사이에 두고 서로 대향하며, 적어도 한 전극은 투명전극인 두 전극을 형성하는 전극 형성 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 n형 반도체 양자점과 상기 투명전극 사이에 3족 또는 5족 원소가 도핑된 다결정체의 4족 반도체층인 다결정반도체층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 열처리는 900 내지 1150℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 4족 원소는 Si 및 Ge에서 하나 이상 선택된 원소인 것을 특징으로 하는 양자점 태양전지의 제조방법.




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