KR101273059B1 - 태양전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

태양전지 및 이의 제조방법이 개시된다. 태양전지는 후면전극층; 상기 후면전극 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층; 및 상기 전면전극층 내에 또는 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층 사이에 배치되는 다수 개의 광 경로 변경 입자들을 포함한다.

Description

태양전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
태양광 발전을 위한 태양전지의 제조방법은 다음과 같다. 먼저, 기판이 제공되고, 상기 기판 상에 후면전극층이 형성되고, 레이저에 의해서 패터닝되어, 다수 개의 이면전극들이 형성된다.
이후, 상기 이면전극들 상에 광 흡수층, 버퍼층 및 고저항 버퍼층이 차례로 형성된다. 상기 광 흡수층을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다. 상기 광 흡수층의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1 내지 1.8 eV 이다.
이후, 상기 광 흡수층 상에 황화 카드뮴(CdS)을 포함하는 버퍼층이 스퍼터링 공정에 의해서 형성된다. 상기 버퍼층의 에너지 밴드갭은 약 2.2 내지 2.4 eV 이다. 이후, 상기 버퍼층 상에 징크 옥사이드(ZnO)를 포함하는 고저항 버퍼층이 스퍼터링 공정에 의해서 형성된다. 상기 고저항 버퍼층의 에너지 밴드갭은 약 3.1 내지 3.3 eV 이다.
이후, 상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 고저항 버퍼층에 홈 패턴이 형성될 수 있다.
이후, 상기 고저항 버퍼층 상에 투명한 도전물질이 적층되고, 상기 홈패턴이 상기 투명한 도전물질이 채워진다. 이에 따라서, 상기 고저항 버퍼층 상에 투명전극층이 형성되고, 상기 홈 패턴 내측에 접속배선들이 각각 형성된다. 상기 투명전극층 및 상기 접속배선으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 등을 들 수 있다. 상기 투명전극층의 에너지 밴드갭은 약 3.1 내지 3.3 eV 이다.
이후, 상기 투명전극층 등에 홈 패턴이 형성되어, 다수 개의 태양전지들이 형성될 수 있다. 상기 투명전극들 및 상기 고저항 버퍼들은 각각의 셀에 대응한다. 상기 투명전극들 및 상기 고저항 버퍼들은 스트라이프 형태 또는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
상기 투명전극들 및 상기 이면전극들은 서로 미스 얼라인되며, 상기 투명전극들 및 상기 이면전극들은 상기 접속배선들에 의해서 각각 전기적으로 연결된다. 이에 따라서, 다수 개의 태양전지들이 서로 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다.
이와 같이, 태양광을 전기에너지로 변환시키기 위해서, 다양한 형태의 태양광 발전장치가 제조되고, 사용될 수 있다. 이와 같은 태양광 발전장치는 특허 공개 공보 10-2008-0088744 등에 개시된다.
실시예는 향상된 광-전 변환 효율을 가지는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지는 후면전극층; 상기 후면전극 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층; 및 상기 전면전극층 내에 또는 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층 사이에 배치되는 다수 개의 광 경로 변경 입자들을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계; 상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 전면전극층을 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층 사이 또는 상기 전면전극층 내에 다수 개의 광 경로 변경 입자들을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지는 상기 전면전극층 내에 또는 상기 전면전극층 및 상기 광 흡수층 사이에 배치되는 광 경로 변경 입자들을 포함한다.
상기 광 경로 변경 입자들은 상기 광 흡수층에 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 특히, 상기 광 경로 변경 입자들은 상기 광 흡수층에 수직 방향으로 입사되는 광의 경로를 수평 방향으로 변경시킬 수 있다.
이에 따라서, 상기 광 경로 변경 입자들에 의해서, 상기 광 흡수층에 더 긴 경로로 광이 입사될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 상기 광 흡수층에서의 광의 경로를 극대화시키고, 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 제 1 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 제 2 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 태양전지는 지지기판(100), 후면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500), 다수 개의 광 경로 변경 입자들(700) 및 전면전극층(600)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 후면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면전극층(600)을 지지한다.
상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
상기 후면전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 후면전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴(Mo) 등의 금속을 들 수 있다.
또한, 상기 후면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)에 직접 접촉한다. 상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴을 포함한다. 상기 버퍼층(400)의 에너지 밴드갭은 약 1.9eV 내지 약 2.3eV일 수 있다.
상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV일 수 있다.
상기 전면전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다.
상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 전면전극층(600)은 투명하다. 상기 전면전극층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO;AZO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide;IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide;ITO) 등을 들 수 있다.
상기 전면전극층(600)의 두께는 약 500㎚ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 또한, 상기 전면전극층(600)이 알루니늄이 도핑되는 징크 옥사이드로 형성되는 경우, 알루미늄은 약 2.5wt% 내지 약 3.5wt%의 비율로 도핑될 수 있다. 상기 전면전극층(600)은 도전층이다.
상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 광 흡수층(300) 및 상기 전면전극층(600) 사이에 배치된다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 버퍼층(400) 및 상기 전면전극층(600) 사이에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면전극층(600) 사이에 배치될 수 있다.
더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 고저항 버퍼층(500)의 상면에 바로 배치될 수 있다. 즉, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 전면전극층(600) 및 상기 전면전극층(600) 바로 아래에 배치되는 층의 계면 상에 바로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)이 생략되는 경우, 즉, 상기 전면전극층(600) 및 상기 광 흡수층(300)이 서로 직접 접촉하는 경우, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 광 흡수층(300) 및 상기 전면전극층(600) 사이의 계면 상에 직접 배치될 수 있다. 또한, 상기 전면전극층(600)이 상기 버퍼층(400)에 직접 접촉되는 경우, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 버퍼층(400) 및 상기 전면전극층(600) 사이의 계면에 직접 배치될 수 있다.
즉, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 서로 동일한 평면에 배치될 수 있다. 즉, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 하나의 평면에 뿌려진 형상을 가질 수 있다. 탑측에서 보았을 때, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 광 흡수층(300)의 상면의 전체 면적을 기준으로 약 5% 내지 약 30%를 덮을 수 있다.
상기 전면전극층(600)은 상기 광 경로 변경 입자들(700)을 덮을 수 있다. 즉, 상기 전면전극층(600)은 상기 광 경로 변경 입자들(700) 사이에 채워질 수 있다. 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 전면전극층(600)과 직접 접촉될 수 있다.
상기 광 경로 변경 입자들(700)은 도전 입자일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 금속 입자들일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700)로 금, 은 또는 알루미늄 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 광 경로 변경 입자들(700)의 직경은 약 1㎚ 내지 약 400㎚일 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700)의 직경은 약 1㎚ 내지 약 50㎚일 수 있다.
상기 광 경로 변경 입자들(700)은 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 입사되는 광을 산란시킬 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 약 400㎚의 직경을 가지는 금속 입자들인 경우, 표면 플라즈몬 효과(surface plasmons effect)에 의해서, 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 경로 변경 입자들(700) 및 상기 전면전극층(600) 사이의 계면에서의 표면 플라즈몬 효과에의 해서, 입사광의 경로가 용이하게 변경될 수 있다. 또한, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 입사되는 광의 파장도 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 도전 입자이기 때문에, 상기 전면전극층(600)의 전기적인 특성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 광 경로 변경 입자들(700)이 서로 동일한 평면에 배치되는 경우, 수직 방향으로의 투과율의 손실은 최소화되고, 수평 방향으로의 전도성은 극대화될 수 있다.
또한, 상기 광 경로 변경 입자들(700)이 알루미늄을 포함하는 경우, 상기 광 경로 변경 입자들(700)에 포함된 알루미늄은 상기 전면전극층(600)에 일부 확산될 수 있다. 이에 따라서, 상기 전면전극층(600)의 하부의 알루미늄의 농도가 상대적으로 클 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 태양전지는 상기 전면전극층(600) 및 상기 광 흡수층(300) 사이에 상기 광 경로 변경 입자들(700)을 배치시킨다. 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 광 흡수층(300)에 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 특히, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 광 흡수층(300)에 수직 방향으로 입사되는 광의 경로를 수평 방향으로 변경시킬 수 있다.
이에 따라서, 상기 광 경로 변경 입자들(700)에 의해서, 상기 광 흡수층(300)에 더 긴 경로로 광이 입사될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 상기 광 흡수층(300)에서의 광의 경로를 극대화시키고, 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 태양전지는 상기 광 경로 변경 입자들(700)을 사용하여, 향상된 광학적 특성 및 전기적인 특성을 가질 수 있다.
도 2 내지 도 5는 제 1 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 도면들이다. 본 제조방법에서는 앞서 설명한 태양전지를 참고하여 설명한다. 본 제조방법에 대한 설명에, 앞선 태양전지에 관한 설명은 본질적으로 결합될 수 있다.
도 2를 참조하면, 지지기판(100) 상에 스퍼터링 공정에 의해서 몰리브덴 등과 같은 금속이 증착되고, 후면전극층(200)이 형성된다. 상기 후면전극층(200)은 공정 조건이 서로 다른 두 번의 공정들에 의해서 형성될 수 있다.
상기 지지기판(100) 및 상기 후면전극층(200) 사이에는 확산 방지막과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 후면전극층(200) 상에 광 흡수층(300)이 형성된다.
상기 광 흡수층(300)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.
금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 이면전극(200) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다.
이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.
이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.
이후, 상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400) 및 고저항 버퍼층(500)이 형성된다.
상기 버퍼층(400)은 화학 용액 증착 공정(chemical bath deposition;CBD)에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)이 형성된 후, 상기 광 흡수층(300)은 황화 카드뮴을 형성하기 위한 물질들을 포함하는 용액에 침지되고, 상기 광 흡수층(300) 상에 황화 카드뮴을 포함하는 상기 버퍼층(400)이 형성된다.
이후, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성된다.
도 4를 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 다수 개의 광 경로 변경 입자들(700)이 배치된다. 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 직접 배치된다.
또한, 상기 고저항 버퍼층(500)이 생략되는 경우에, 상기 버퍼층(400) 상에 상기 광 경로 변경 입자들(700)이 직접 배치될 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)이 모두 생략되는 경우, 상기 광 흡수층(300) 상에 상기 광 경로 변경 입자들(700)이 직접 배치될 수 있다.
상기 광 경로 변경 입자들(700)은 다음과 같은 방법에 의해서, 상기 고저항 버퍼층(500)에 배치될 수 있다.
먼저, 상기 광 경로 변경 입자들(700)이 형성된다. 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 졸겔법 또는 습식 합성법 등에 의해서, 나노 금속 입자의 형태로 형성될 수 있다.
이후, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 용매에 균일하게 분산된 후, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 코팅될 수 있다.
이후, 상기 용매는 열에 의해서 증발되고, 상기 광 경로 변경 입자들(700) 만 상기 고저항 버퍼층(500)의 상면에 남게된다. 상기 용매가 증발된 후, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 열처리되고, 이에 따라서, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 고저항 버퍼층(500)의 상면에 고정될 수 있다. 이때, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 약 150℃ 내지 약 250℃의 온도로 열처리될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 전면전극층(600)이 형성된다. 상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 상기 광 경로 변경 입자들(700)을 덮도록, 투명한 도전물질이 적층되어 형성된다. 상기 투명한 도전물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드 또는 인듐 틴 옥사이드 등을 들 수 있다.
이에 따라서, 상기 고저항 버퍼층(500)의 상면 및 상기 광 경로 변경 입자들(700) 사이에 상기 전면전극층(600)이 형성된다.
이후, 상기 전면전극층(600) 및 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 열처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면전극층(600) 및 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 약 250℃ 이하의 온도로 열처리될 수 있다.
이와 같이, 상기 광 경로 변경 입자들(700)의 간단한 코팅 공정에 의해서, 향상된 전기적 및 광학적인 특성을 가지는 태양전지가 제공될 수 있다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다. 본 실시예에 대한 설명에서, 앞서 설명한 태양전지 및 제조방법을 참조하고, 전면전극층에 대해서 추가적으로 설명한다. 앞서 설명한 실시예들은 변경된 부분을 제외하고, 본 실시예에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 6을 참조하면, 다수 개의 광 경로 변경 입자들(700)이 전면전극층(600) 내에 배치된다. 더 자세하게, 상기 전면전극층(600)은 광 흡수층(300) 상에 배치되는 제 1 전면전극층(610) 및 상기 제 1 전면전극층(610) 상에 배치되는 제 2 전면전극층(620)을 포함한다. 이때, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 제 1 전면전극층(610) 및 상기 제 2 전면전극층(620) 사이에 배치된다.
상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 제 1 전면전극층(610) 및 상기 제 2 전면전극층(620) 사이의 계면(601)에 직접 배치된다 즉, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 제 1 전면전극층(610)의 상면(601)에 직접 배치될 수 있다.
상기 제 1 전면전극층(610) 및 상기 제 2 전면전극층(620)은 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 전면전극층(610) 및 상기 제 2 전면전극층(620) 사이의 계면(601)은 명확하지 않을 수 있다. 이때, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 전면전극층(600) 내의 가상의 동일한 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 제 1 전면전극층(610)의 두께는 상기 광 경로 변경 입자들(700)의 금속 및 직경 등에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전면전극층(610)의 두께는 상기 전면전극층(600)의 두께를 기준으로, 약 5% 내지 약 95%일 수 있다.
이와 같이, 상기 광 경로 변경 입자들(700)이 상기 전면전극층(600) 내에 배치되어, 최적의 광학적 및 전기적인 특성을 구현할 수 있다. 즉, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 상기 고저항 버퍼층(500)으로부터 원하는 높이에 배치되어, 입사되는 태양광의 경로를 원하는 방향으로 변경시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 태양전지는 상기 광 경로 변경 입자들(700)을 원하는 높이에 배치시키고, 특정 높이의 전기 전도도를 극대화할 수 있다. 이에 따라서, 본 실시예에 따른 태양전지는 상기 전면전극층(600)의 전기적인 특성을 극대화시킬 수 있다.
도 7 내지 도 9는 제 2 실시예에 따른 태양전지를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 본 제조방법에서는 앞서 설명한 태양전지들 및 제조방법을 참고하여 설명한다. 본 제조방법에 대한 설명에, 앞선 태양전지들 및 제조방법에 관한 설명은 변경된 부분을 제외하고, 본질적으로 결합될 수 있다.
도 7을 참조하면, 지지기판(100) 상에 후면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400) 및 고저항 버퍼층(500)이 형성된다. 이후, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질이 증착되고, 제 1 전면전극층(610)이 형성된다. 상기 제 1 전면전극층(610)으로 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드 또는 인듐 틴 옥사이드 등이 사용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제 1 전면전극층(610) 상에 다수 개의 광 경로 변경 입자들(700)이 배치된다. 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 용매에 균일하게 분산되어, 상기 제 1 전면전극층(610)의 상면에 코팅된다. 이후, 상기 용매는 증발되고, 상기 광 경로 변경 입자들(700)인 상기 제 1 전면전극층(610) 상에 남게 된다.
도 9를 참조하면, 상기 제 1 전면전극층(610) 상에 투명한 도전 물질이 증착되어, 제 2 전면전극층(620)이 형성된다. 상기 제 2 전면전극층(620)은 상기 제 1 전면전극층(610)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 전면전극층(610) 및 상기 제 2 전면전극층(620) 사이의 계면이 명확하지 않고, 모호할 수 있다.
상기 제 1 전면전극층(610)의 두께 및 상기 제 2 전면전극층(620)의 두께는 적절하게 조절되어, 상기 광 경로 변경 입자들(700)은 최적의 높이에 배치될 수 있다.
이에 따라서, 본 실시예에 따라서 제조된 태양전지는 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 후면전극층;
    상기 후면전극 상에 배치되는 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층; 및
    상기 전면전극층 내에 또는 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층 사이에 배치되는 다수 개의 광 경로 변경 입자들을 포함하고,
    상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층 사이에 배치되는 버퍼층을 포함하고,
    상기 광 경로 변경 입자들은 상기 버퍼층의 상면에 직접 배치되는 태양전지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들은 도전체인 태양전지.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들은 금속을 포함하는 태양전지.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들의 직경은 1㎚ 내지 50㎚인 태양전지.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층 사이에 배치되는 버퍼층; 및
    상기 버퍼층 및 상기 전면전극층 사이에 배치되는 고저항 버퍼층을 포함하고,
    상기 광 경로 변경 입자들은 상기 고저항 버퍼층 및 상기 전면전극층의 계면에 직접 배치되는 태양전지.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들은 서로 동일한 평면에 배치되는 태양전지.
  8. 후면전극층;
    상기 후면전극 상에 배치되는 광 흡수층;
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층; 및
    상기 전면전극층 내에 또는 상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층 사이에 배치되는 다수 개의 광 경로 변경 입자들을 포함하고,
    상기 전면전극층은
    상기 광 흡수층 상에 배치되는 제 1 전면전극층; 및
    상기 제 1 전면전극층 상에 배치되는 제 2 전면전극층을 포함하고,
    상기 광 경로 변경 입자들은 상기 제 1 전면전극층 및 상기 제 2 전면전극층 사이에 배치되는 태양전지.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들은
    상기 광 흡수층의 상면을 전체 면적을 기준으로 0.05 내지 0.3을 덮는 태양전지.
  10. 기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계;
    상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 광 흡수층 상에 전면전극층을 형성하는 단계; 및
    상기 광 흡수층 및 상기 전면전극층 사이 또는 상기 전면전극층 내에 다수 개의 광 경로 변경 입자들을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 전면전극층을 형성하는 단계는
    상기 광 흡수층 상에 제 1 전면전극층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전면전극층 상에 상기 광 경로 변경 입자들을 배치시키는 단계; 및
    상기 광 경로 변경 입자들 상에 제 2 전면전극층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들을 형성하는 단계에서,
    상기 광 흡수층 상에 상기 광 경로 변경 입자들이 배치되고,
    상기 전면전극층은 상기 광 경로 변경 입자들을 덮는 태양전지의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들을 형성하는 단계에서,
    상기 광 경로 변경 입자들은 용매에 분산되고,
    상기 광 경로 변경 입자들이 분산된 용매는 상기 광 흡수층 상에 코팅되고,
    상기 용매는 제거되는 태양전지의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 광 경로 변경 입자들 및 상기 전면전극층을 열처리하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.
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