KR101273095B1 - Solar cell and method for fabricating of the same - Google Patents

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Abstract

실시예는 태양전지 및 이의 제조방법이 개시된다. 실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되며, 알칼리 물질을 포함하는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며, 상기 알칼리 물질은 상기 후면 전극층의 중심부로부터 외곽부까지 다른 농도 구배로 분포되어 있다.An embodiment discloses a solar cell and a method of manufacturing the same. Solar cell according to the embodiment is disposed on a support substrate, the back electrode layer containing an alkali material; A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer; And a front electrode layer disposed on the light absorbing layer, wherein the alkali material is distributed in different concentration gradients from the center to the outer portion of the rear electrode layer.

Description

태양전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD FOR FABRICATING OF THE SAME}SOLAR CELL AND METHOD FOR FABRICATING OF THE SAME

실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.

최근 심각한 환경 오염 문제와 화석 에너지 고갈로 인해, 신재생에너지에 대한 필요성 및 관심이 고조되고 있다. 그 중에서도 태양전지는 공해가 적고, 자원이 무한하며 반 영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 무공해 에너지 원으로 기대되고 있다. Due to the recent serious pollution problem and the depletion of fossil energy, the need and interest for renewable energy is increasing. Among them, solar cells are expected to be a pollution-free energy source that can solve future energy problems due to their low pollution, infinite resources and semi-permanent lifespan.

태양전지는 p-n 접합 다이오드에 빛을 쪼이면 전자가 생성 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자로 정의할 수 있다. 태양전지는 접합 다이오드로 사용되는 물질에 따라, 실리콘 태양전지, I-III-VI족 또는 III-V족 화합물로 대표되는 화합물 반도체 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기물 태양전지로 나눌 수 있다. A solar cell can be defined as a device that converts light energy into electric energy by using a photovoltaic effect that generates electrons when light is applied to a p-n junction diode. The solar cell can be classified into a silicon solar cell, a compound semiconductor solar cell represented by group I-III-VI or III-V, a dye-sensitized solar cell, and an organic solar cell, depending on materials used as a junction diode.

I-III-VI족 Chalcopyrite계 화합물 반도체 중 하나인 CIGS(CuInGaSe) 태양전지는 광 흡수가 뛰어나고, 얇은 두께로도 높은 광전 변환효율을 얻을 수 있으며, 전기 광학적 안정성이 매우 우수하여 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 태양전지로 부각되고 있다. CIGS (CuInGaSe) solar cell, which is one of the I-III-VI family chalcopyrite compound semiconductors, has excellent light absorption, high photoelectric conversion efficiency even at a thin thickness, and excellent electro- It is emerging as an alternative solar cell.

일반적으로 CIGS 태양전지는 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여, 나트륨을 포함하는 지지기판 또는 나트륨을 포함하는 별도의 공급층을 사용하여 광 흡수층에 나트륨을 확산시킨다. 다만, 종래의 진공 장비 및 가열 시스템은 기술적 문제로 인하여 지지기판 또는 공급층에 고르게 연절달을 하기에는 용이하지 않다. 열전달이 고르지 못할 경우, 지지기판 또는 공급층으로부터 나트륨이 확산되는 정도가 불균일 해지고, 이에 따라 태양전지의 국부적 효율 감소로 인한 전체 광-전 변환 효율 감소의 원인이 된다. In general, CIGS solar cells diffuse sodium in the light absorbing layer using a support substrate containing sodium or a separate supply layer containing sodium in order to improve the efficiency of the solar cell. However, the conventional vacuum equipment and heating system is not easy to evenly reach the support substrate or the supply layer due to technical problems. If the heat transfer is uneven, the diffusion of sodium from the support substrate or the supply layer becomes uneven, which causes a decrease in the overall photo-electric conversion efficiency due to the decrease in the local efficiency of the solar cell.

실시예는 나트륨을 광 흡수층으로 균일하게 확산시킴으로써, 향상된 광-전 변환 효율이 향상된 태양전지 및 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.The embodiment is to provide a solar cell and a solar cell module with improved diffusion of photoelectric conversion efficiency by uniformly diffusing sodium into the light absorbing layer.

실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되며, 알칼리 물질을 포함하는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며, 상기 알칼리 물질은 상기 후면 전극층의 중심부로부터 외곽부까지 다른 농도 구배로 분포되어 있다.Solar cell according to the embodiment is disposed on a support substrate, the back electrode layer containing an alkali material; A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer; And a front electrode layer disposed on the light absorbing layer, wherein the alkali material is distributed in different concentration gradients from the center to the outer portion of the rear electrode layer.

다른 실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되며, 알칼리 물질을 포함하는 공급층; 상기 공급층 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며, 상기 알칼리 물질은 상기 공급층의 중심부로부터 외곽부까지 다른 농도 구배로 분포되어 있다.According to another embodiment, a solar cell includes a rear electrode layer disposed on a support substrate; A supply layer disposed on the back electrode layer and including an alkali material; A light absorbing layer disposed on the supply layer; And a front electrode layer disposed on the light absorbing layer, wherein the alkali material is distributed in different concentration gradients from the center to the outer portion of the supply layer.

실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계; 상기 후면 전극층 상에 알칼리 물질을 포함하는 공급층을 형성하는 단계; 상기 공급층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment includes forming a rear electrode layer on a supporting substrate; Forming a supply layer including an alkali material on the back electrode layer; Forming a light absorbing layer on the supply layer; And forming a front electrode layer on the light absorbing layer.

실시예에 따른 태양전지는 중심부와 외곽부까지 다른 농도 구배로 나트륨이 분포되어 있는 나트륨 공급층을 제공한다. 즉, 실시예에 따른 태양전지는 중심부보다 열손실이 많은 외곽부에 나트륨을 상대적으로 고농도로 분포시킴으로써, 확산되는 나트륨의 양을 공급층 전반에 걸쳐 일정하게 제어할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지는 광 흡수층의 결정성, 그레인 크기 및 막 밀도를 균일하게 하고, 결과적으로 태양전지의 광-전 변환효율을 향상시킬 수 있다. The solar cell according to the embodiment provides a sodium supply layer in which sodium is distributed in different concentration gradients to the center and the outer portion. That is, in the solar cell according to the embodiment, by distributing sodium at a relatively high concentration in the outer portion where heat loss is greater than the center, the amount of diffused sodium can be uniformly controlled throughout the supply layer. Accordingly, the solar cell according to the embodiment can make the crystallinity, grain size and film density of the light absorbing layer uniform, and as a result, improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell.

도 1은 제 1 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시하는 단면도이다.
도 2은 제 2 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시하는 단면도이다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 공급층의 나트륨 농도를 나타내는 그래프이다.
도 4 내지 도 8은 제 2 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 도시하는 단면도들이다.
1 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to the first embodiment.
2 is a cross-sectional view showing a cross section of the solar cell according to the second embodiment.
3 is a graph showing sodium concentration in the feed layer according to the second embodiment.
4 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the solar cell according to the second embodiment.

실시예의 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.
In the description of the embodiments, where each substrate, layer, film, or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, or electrode, etc. , “On” and “under” include both “directly” or “indirectly” other components. In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 1은 제 1 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시하는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지는 지지기판(100), 후면 전극층(200), 광 흡수층(400), 버퍼층(500), 고저항 버퍼층(500), 및 전면 전극층(700)을 포함한다. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, a solar cell according to an embodiment includes a support substrate 100, a rear electrode layer 200, a light absorbing layer 400, a buffer layer 500, a high resistance buffer layer 500, and a front electrode layer 700. Include.

상기 지지기판(100)은 상기 후면 전극층(200), 상기 광 흡수층(400), 상기 버퍼층(500), 상기 고저항 버퍼층(500), 및 상기 전면 전극층(700) 을 지지한다.The support substrate 100 supports the back electrode layer 200, the light absorbing layer 400, the buffer layer 500, the high resistance buffer layer 500, and the front electrode layer 700.

상기 지지기판(100)은 높은 강도를 가진다. 또한, 상기 지지기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지기판(100)은 유리 기판 또는 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 티타늄기판 또는 폴리머 기판 등을 사용할 수 있다. The support substrate 100 has a high strength. In addition, the support substrate 100 may be rigid or flexible. For example, the support substrate 100 may be a glass substrate or a ceramic substrate such as alumina, stainless steel, titanium substrate or polymer substrate.

실시예에 따른 태양전지는 상기 지지기판(100) 상에 별도의 알칼리 물질 공급층을 배치시키는 바, 상기 지지기판(100)은 알칼리 물질 등의 불순물을 포함하지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 지지기판(100)이 알칼리 물질을 포함하지 않는 경우, 상기 지지기판(100)은 높은 강도, 특히 높은 내열성을 기지는 것을 사용할 수 있기 때문에, 상기 후면 전극층(200), 상기 광 흡수층(400), 상기 버퍼층(500), 상기 고저항 버퍼층(600) 및 상기 전면 전극층(700)은 높은 온도에서 형성될 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지의 전지적인 특성은 향상될 수 있다. In the solar cell according to the embodiment, a separate alkaline material supply layer is disposed on the support substrate 100, and the support substrate 100 may not include impurities such as alkaline materials, but is not limited thereto. . When the support substrate 100 does not contain an alkali material, since the support substrate 100 may use high strength, particularly high heat resistance, the back electrode layer 200 and the light absorbing layer 400 may be used. The buffer layer 500, the high resistance buffer layer 600, and the front electrode layer 700 may be formed at a high temperature. Accordingly, the battery characteristics of the solar cell according to the embodiment can be improved.

한편, 이와는 다르게 상기 지지기판(100)은 알칼리 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.On the other hand, the support substrate 100 may alternatively include an alkali material. For example, the support substrate 100 may be a soda lime glass substrate, but is not limited thereto.

상기 지지기판(100)이 알칼리 물질을 포함하는 경우, 상기 지지기판(100) 상에는 배리어층(미도시)이 추가로 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 배리어층은 상기 지지기판(100)과 상기 후면 전극층(200) 사이에 배치될 수 있다. 상기 배리어층은 알칼리 물질의 과량 확산되는 것을 방지할 수 있다. 상기 배리어층은 탄탈륨 나이트라이드(TaNx) 또는 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 상기 배리어층의 두께는 약 0.1 ㎛ 내지 약 3 ㎛ 일 수 있다. When the support substrate 100 includes an alkali material, a barrier layer (not shown) may be additionally disposed on the support substrate 100. In more detail, the barrier layer may be disposed between the support substrate 100 and the back electrode layer 200. The barrier layer can prevent excessive diffusion of the alkaline material. The barrier layer may use tantalum nitride (TaN x ) or silicon oxide (SiOx). In addition, the barrier layer may have a thickness of about 0.1 μm to about 3 μm.

상기 후면 전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 후면 전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면 전극층(200)은 몰리브덴(Mo), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 더 자세하게, 상기 후면 전극층(200)은 몰르브덴(Mo)으로 형성될 수 있다. 상기 몰리브덴(Mo)은 다른 원소에 비해 상기 지지기판(100)과 열팽창 계수의 차이가 적기 때문에, 접착성이 우수하여 박리현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The back electrode layer 200 is disposed on the support substrate 100. The back electrode layer 200 is a conductive layer. The back electrode layer 200 may be formed of any one of molybdenum (Mo), gold (Au), aluminum (Al), chromium (Cr), tungsten (W), and copper (Cu), and in more detail, the back electrode layer The 200 may be formed of molybdenum (Mo). Since the molybdenum (Mo) has a smaller difference between the support substrate 100 and the coefficient of thermal expansion than other elements, it is possible to prevent the occurrence of peeling phenomenon due to excellent adhesion.

또한, 상기 후면 전극층(200)은 알칼리 물질을 포함한다. 상기 알칼리 물질은 리튬, 나트륨, 칼륨, 또는 이들의 산화물, 이들의 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 알칼리 물질은 나트륨, 나트륨을 포함하는 산화물, 또는 나트륨을 포함하는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the back electrode layer 200 includes an alkali material. The alkaline substance may be formed of any one selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, or oxides thereof, compounds thereof, and combinations thereof. In more detail, the alkaline material may be sodium, an oxide including sodium, or a compound including sodium, but is not limited thereto.

상기 후면 전극층(200) 내의 알칼리 물질은 태양전지의 제조 공정 중 열처리 공정에 의하여 상기 광 흡수층(400) 상으로 확산될 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지는 개방전압과 충실도를 향상시킬 수 있으며, 결과적으로 태양전지의 광-전 변환 효율은 향상될 수 있다. The alkali material in the back electrode layer 200 may be diffused onto the light absorbing layer 400 by a heat treatment process during the manufacturing process of the solar cell. Accordingly, the solar cell according to the embodiment may improve the open voltage and fidelity, and as a result, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell may be improved.

또한, 상기 후면 전극층(200) 내의 알칼리 물질의 농도는 상기 후면 전극층(200)의 중심부부터 외곽부까지 서로 다를 수 있다. 더 자세하게, 상기 중심부에 분포되어 있는 알칼리 물질의 농도는 상기 외곽부에 분포되어 있는 알칼리 물질의 농도보다 저농도일 수 있다. 즉, 상기 중심부보다 상기 외곽부에 알칼리 물질이 보다 많이 분포되어 있을 수 있다. In addition, the concentration of the alkali material in the back electrode layer 200 may be different from the center to the outer portion of the back electrode layer 200. In more detail, the concentration of the alkaline substance distributed in the central portion may be lower than the concentration of the alkaline substance distributed in the outer portion. That is, more alkali material may be distributed in the outer portion than in the central portion.

실시예에 따른 태양전지는 상기 중심부보다 열손실이 많은 상기 외곽부에 알칼리 물질을 상대적으로 고농도로 분포시킴으로써, 확산되는 알칼리 물질의 양을 후면 전극층(200) 전반에 걸쳐 일정하게 제어할 수 있다. 즉, 상기 외곽부에 알칼리 물질을 보다 많이 분포시킴으로써, 상기 중심부보다 비교적 낮은 온도 조건이라도 상기 중심부와 동일한 양의 알칼리 물질을 확산시킬 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지는 광 흡수층의 결정성, 그레인 크기 및 막 밀도를 균일하게 형성할 수 있다. In the solar cell according to the embodiment, the alkali material is distributed at a relatively high concentration in the outer portion where heat loss is greater than that of the center portion, so that the amount of diffused alkali material can be uniformly controlled throughout the rear electrode layer 200. That is, by distributing more alkali material in the outer part, it is possible to diffuse the alkali material in the same amount as the center part even at a temperature condition relatively lower than the center part. Accordingly, the solar cell according to the embodiment can uniformly form the crystallinity, grain size and film density of the light absorbing layer.

예를 들어, 상기 중심부에 분포되어 있는 알칼리 물질의 농도를 제 1 농도, 상기 외곽부에 분포되어 있는 알칼리 물질의 농도를 제 2 농도라고 할 때, 상기 제 1 농도와 상기 제 2 농도의 비는 약 1: 2 이상 일 수 있으며, 더 자세하게, 상기 제 1 농도와 상기 제 2 농도의 비는 약 1: 10 일 수 있다.For example, when the concentration of the alkali substance distributed in the center portion is a first concentration and the concentration of the alkali substance distributed in the outer portion is a second concentration, the ratio of the first concentration to the second concentration is Or about 1: 2 or more, and more specifically, the ratio of the first concentration to the second concentration may be about 1:10.

상기 언급한 바와 같이, 태양전지의 제조공정에 상기 후면 전극층(200) 내의 알칼리 물질은 상기 광 흡수층(400)으로 확산되므로, 제조 공정이 완료된 후 상기 후면 전극층(200)에는 매우 극소량의 알칼리 물질 만이 남아있을 수 있으나, 상기 후면 전극층(200)의 중심부에 남아있는 알칼리 물질과 외곽부에 남아있는 알칼리 물질의 비는 상기 언급한 바와 같이 일정할 수 있다.As mentioned above, since the alkali material in the back electrode layer 200 diffuses into the light absorbing layer 400 in the manufacturing process of the solar cell, only a very small amount of alkali material is present in the back electrode layer 200 after the manufacturing process is completed. Although it may remain, the ratio of the alkali material remaining in the center of the rear electrode layer 200 and the alkali material remaining in the outer portion may be constant as mentioned above.

또한, 상기 중심부의 폭과 상기 외곽부 폭의 비는 약 5: 1 내지 약 50: 1 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원 명세서에서 사용되는 용어 '외곽부'는 상기 지지기판(100)의 최외곽으로부터 상기 지지기판(100) 폭의 약 2% 내지 약 20% 내측 영역까지를 의미할 수 있으며, '중심부' 는 상기 외곽부를 제외한 영역을 의미할 수 있다. In addition, the ratio of the width of the central portion and the width of the outer portion may be about 5: 1 to about 50: 1, but is not limited thereto. As used herein, the term 'outer portion' may mean from about 2% to about 20% of an inner region of the width of the support substrate 100 from the outermost portion of the support substrate 100, wherein the 'center' is It may mean an area excluding the outer part.

상기 광 흡수층(400)은 상기 후면 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(400)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(400)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)(Se,S)2; CIGSS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 광 흡수층(400)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1 eV 내지 1.8 Ev 일 수 있다. 상기 광 흡수층(400) 내의 알칼리 물질은 상기 광 흡수층(400) 전체에 걸쳐 균일하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 광 흡수층(400)의 결정성, 그레인 크기 및 막 밀도는 균일하게 형성할 수 있다. The light absorbing layer 400 is disposed on the back electrode layer 200. The light absorbing layer 400 includes an I-III-VI compound. For example, the light absorbing layer 400 may include a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) (Se, S) 2 ; CIGSS-based) crystal structure, copper-indium-selenide-based, or copper- It may have a gallium-selenide-based crystal structure. In addition, the energy band gap of the light absorbing layer 400 may be about 1 eV to 1.8 Ev. The alkali material in the light absorbing layer 400 may be uniformly formed throughout the light absorbing layer 400. Accordingly, crystallinity, grain size, and film density of the light absorbing layer 400 may be uniformly formed.

상기 버퍼층(500)은 상기 광 흡수층(400) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(500)은 황화 카드뮴, ZnS, InXSY 및 InXSeYZn(O, OH) 등을 포함한다. 상기 버퍼층(500)의 두께는 약 50 ㎚ 내지 약 150 ㎚ 일 수 있으며, 상기 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 2.2 eV 내지 2.4 eV 일 수 있다.The buffer layer 500 is disposed on the light absorbing layer 400. The buffer layer 500 includes cadmium sulfide, ZnS, In X S Y and In X Se Y Zn (O, OH). The buffer layer 500 may have a thickness of about 50 nm to about 150 nm, and the energy band gap of the buffer layer 500 may be about 2.2 eV to 2.4 eV.

상기 고저항 버퍼층(600)은 상기 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(600)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(600)의 에너지 밴드갭은 약 3.1 eV 내지 약 3.3 eV 일 수 있다. 또한, 상기 고저항 버퍼층(600)은 생략될 수 있다. The high resistance buffer layer 600 is disposed on the buffer layer 500. The high resistance buffer layer 600 includes zinc oxide (i-ZnO) that is not doped with impurities. The energy band gap of the high resistance buffer layer 600 may be about 3.1 eV to about 3.3 eV. In addition, the high resistance buffer layer 600 may be omitted.

상기 전면 전극층(700)은 상기 광 흡수층(400) 상에 배치된다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(700)은 상기 광 흡수층(400) 상의 고저항 버퍼층(600)과 직접 접촉하여 배치될 수 있다. The front electrode layer 700 is disposed on the light absorbing layer 400. For example, the front electrode layer 700 may be disposed in direct contact with the high resistance buffer layer 600 on the light absorbing layer 400.

상기 전면 전극층(700)은 투광성 전도성 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전면 전극층(700)은 n 형 반도체의 특성을 가질 수 있다. 이 때, 상기 전면 전극층(700)은 상기 버퍼층(500)과 함께 n 형 반도체층을 형성하여 p 형 반도체층인 상기 광 흡수층(400)과 pn 접합을 형성할 수 있다. 상기 전면 전극층(700)은, 예를 들어, 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)로 형성될 수 있다. 상기 전면 전극층(700)의 두께는 약 100 nm 내지 약 600 nm 일 수 있다.
The front electrode layer 700 may be formed of a transparent conductive material. In addition, the front electrode layer 700 may have characteristics of an n-type semiconductor. In this case, the front electrode layer 700 may form an n-type semiconductor layer together with the buffer layer 500 to form a pn junction with the light absorbing layer 400, which is a p-type semiconductor layer. The front electrode layer 700 may be formed of, for example, aluminum doped zinc oxide (AZO). The front electrode layer 700 may have a thickness of about 100 nm to about 600 nm.

도 2는 제 2 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지는 상기 지지기판(100) 상에 배치되는 후면 전극층(200), 상기 후면 전극층(200) 상에 배치되는 공급층(300), 상기 공급층(300) 상에 배치되는 광 흡수층(400), 상기 광 흡수층(400) 상에 순차적으로 배치되는 버퍼층(500), 고저항 버퍼층(600), 전면 전극층(700)을 포함한다. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the solar cell according to the second embodiment. Referring to FIG. 2, the solar cell according to the embodiment includes a back electrode layer 200 disposed on the support substrate 100, a supply layer 300 disposed on the back electrode layer 200, and the supply layer 300. The light absorbing layer 400 is disposed on the light absorbing layer 400, the buffer layer 500 sequentially disposed on the light absorbing layer 400, the high resistance buffer layer 600, and the front electrode layer 700.

제 2 실시예의 지지기판(100) 및 후면 전극층(200)은 상기 언급한 제 1 실시예와 달리, 알칼리 물질을 포함하지 않는다. 이에 따라, 상기 지지기판(100)은 높은 강도, 특히 높은 내열성을 기지는 것을 사용할 수 있기 때문에, 상기 후면 전극층(200), 상기 광 흡수층(400), 상기 버퍼층(500), 상기 고저항 버퍼층(600) 및 상기 전면 전극층(700)은 높은 온도에서 형성될 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지의 전지적인 특성은 향상될 수 있다. The support substrate 100 and the back electrode layer 200 of the second embodiment, unlike the above-mentioned first embodiment, do not contain an alkaline material. Accordingly, since the support substrate 100 may use high strength, particularly high heat resistance, the back electrode layer 200, the light absorbing layer 400, the buffer layer 500, and the high resistance buffer layer ( 600 and the front electrode layer 700 may be formed at a high temperature. Accordingly, the battery characteristics of the solar cell according to the embodiment can be improved.

상기 공급층(300)은 상기 후면 전극층(200) 상에 배치된다. 도 2를 참조하면, 상기 공급층(300)은 상기 후면 전극층(200)의 상면 전체에 직접 접촉하여 배치되나, 실시예는 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 상기 공급층(300)은 상기 후면 전극층(200)의 상면의 일부 또는 상기 후면 전극층(200)의 후면에 직접 접촉하여 배치될 수 있다.The supply layer 300 is disposed on the back electrode layer 200. Referring to FIG. 2, the supply layer 300 is disposed in direct contact with the entire upper surface of the back electrode layer 200, but embodiments are not limited thereto. That is, the supply layer 300 may be disposed in direct contact with a portion of the upper surface of the rear electrode layer 200 or the rear surface of the rear electrode layer 200.

또한, 상기 공급층(300)은 상기 후면 전극층(200)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 공급층(300)과 상기 후면 전극층(200) 각각은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 전극층(200)은 몰리브덴으로 구성된 전극층이고, 상기 공급층(300)은 나트륨이 도핑된 몰리브덴일 수 있다. 한편, 실시예는 상기 공급층(300)과 상기 후면 전극층(200)을 구분하여 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 후면 전극층(200)과 상기 공급층(300)은 일체로 형성될 수 있다.In addition, the supply layer 300 may include the same material as the back electrode layer 200. In more detail, each of the supply layer 300 and the back electrode layer 200 may include molybdenum (Mo). For example, the back electrode layer 200 may be an electrode layer made of molybdenum, and the supply layer 300 may be molybdenum doped with sodium. In the meantime, the supply layer 300 and the rear electrode layer 200 have been described separately, but this is for convenience of description only and the embodiment is not limited thereto. That is, the back electrode layer 200 and the supply layer 300 may be integrally formed.

상기 공급층(300)은 알칼리 물질을 포함한다. 이에 따라, 상기 공급층(300) 내의 알칼리 물질은 제조 공정에서 상기 광 흡수층(400)으로 확산될 수 있다. The supply layer 300 includes an alkali material. Accordingly, the alkali material in the supply layer 300 may be diffused into the light absorbing layer 400 in the manufacturing process.

도 3을 참조하면, 상기 공급층(300) 내의 알칼리 물질의 농도는 상기 공급층(300)의 중심부부터 외곽부까지 서로 다를 수 있다. 더 자세하게, 상기 중심부에 분포되어 있는 알칼리 물질의 농도(a)는 상기 외곽부에 분포되어 있는 알칼리 물질의 농도(b)보다 저농도일 수 있다. 즉, 상기 중심부보다 상기 외곽부에 알칼리 물질이 보다 많이 분포되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 중심부에 분포되어 있는 알칼리 물질의 농도를 제 1 농도(b), 상기 외곽부에 분포되어 있는 알칼리 물질의 농도를 제 2 농도(a)라고 할 때, 상기 제 1 농도(b)와 상기 제 2 농도의(b) 비는 약 1: 2 이상 일 수 있으며, 더 자세하게, 상기 제 1 농도(a)와 상기 제 2 농도(b)의 비는 약 1: 10 일 수 있다. 일 구현예로, 상기 공급층(300)은 상기 공급층(300)의 외곽부 상에 알칼리 물질을 제 1 농도(a)로 포함하는 제 1 공급부(310)와 상기 공급층(300)의 중심부 상에 알칼리 물질을 제 2 농도(b)로 포함하는 제 2 공급부(320)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 3, concentrations of alkali materials in the supply layer 300 may be different from the center to the outer portion of the supply layer 300. In more detail, the concentration (a) of the alkaline substance distributed in the central portion may be lower than the concentration (b) of the alkaline substance distributed in the outer portion. That is, more alkali material may be distributed in the outer portion than in the central portion. For example, when the concentration of the alkaline substance distributed in the center portion is a first concentration (b) and the concentration of the alkali substance distributed in the outer portion is a second concentration (a), the first concentration (b). The ratio of b) to the second concentration (b) may be about 1: 2 or more, and in more detail, the ratio of the first concentration (a) to the second concentration (b) may be about 1:10. In one embodiment, the supply layer 300 is a central portion of the first supply unit 310 and the supply layer 300 containing an alkaline substance in a first concentration (a) on the outer portion of the supply layer 300 The second supply part 320 including an alkali substance at a second concentration (b) may be included in the phase, but is not limited thereto.

상기 언급한 바와 같이, 태양전지의 제조공정에 상기 공급층(300) 내의 알칼리 물질은 상기 광 흡수층(400)으로 확산되므로, 제조 공정이 완료된 후 상기 공급층(300)에는 매우 극소량의 알칼리 물질 만이 남아있을 수 있으나, 상기 공급층(300)의 중심부에 남아있는 알칼리 물질과 외곽부에 남아있는 알칼리 물질의 비는 상기 언급한 바와 같이 일정할 수 있다.As mentioned above, since the alkali material in the supply layer 300 diffuses into the light absorbing layer 400 in the manufacturing process of the solar cell, only a very small amount of the alkali material is present in the supply layer 300 after the manufacturing process is completed. Although it may remain, the ratio of the alkali material remaining in the center of the supply layer 300 and the alkali material remaining in the outer portion may be constant as mentioned above.

이와 같이, 실시예에 따른 태양전지는 상기 중심부보다 열손실이 많은 상기 외곽부에 알칼리 물질을 상대적으로 고농도로 분포시킴으로써, 확산되는 알칼리 물질의 양을 공급층(300) 전반에 걸쳐 일정하게 제어할 수 있다. 즉, 상기 외곽부에 알칼리 물질을 보다 많이 분포시킴으로써, 상기 중심부보다 비교적 낮은 온도 조건이라도 상기 중심부와 동일한 양의 알칼리 물질을 확산시킬 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 태양전지는 광 흡수층의 결정성, 그레인 크기 및 막 밀도를 균일하게 형성할 수 있다.
As described above, the solar cell according to the embodiment distributes the alkali material at a relatively high concentration in the outer portion where the heat loss is greater than the center portion, so that the amount of the alkali material diffused can be uniformly controlled throughout the supply layer 300. Can be. That is, by distributing more alkali material in the outer part, it is possible to diffuse the alkali material in the same amount as the center part even at a temperature condition relatively lower than the center part. Accordingly, the solar cell according to the embodiment can uniformly form the crystallinity, grain size and film density of the light absorbing layer.

도 4 내지 도 8은 제 2 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 나타내는 단면도이다. 앞선 태양전지에 관한 설명은 본 태양전지의 제조방법에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.4 to 8 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the solar cell according to the second embodiment. The foregoing description of the solar cell can be essentially combined with the description of the manufacturing method of the present solar cell.

도 4 를 참조하면, 상기 지지기판(100) 상에 후면 전극층(200)이 형성된다. 상기 후면 전극층(200)은 금속 등의 도전체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 후면 전극층(200)은 몰리브덴(Mo) 타겟을 사용하여, 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 형성될 수 있다. 이는, 몰리브덴(Mo)이 가진 높은 전기전도도, 광 흡수층과의 오믹(ohmic) 접합, Se 분위기 하에서의 고온 안정성 때문이다.Referring to FIG. 4, a rear electrode layer 200 is formed on the support substrate 100. The back electrode layer 200 may be formed of a conductor such as metal. For example, the back electrode layer 200 may be formed by a sputtering process using a molybdenum (Mo) target. This is due to the high electrical conductivity of molybdenum (Mo), the ohmic junction with the light absorbing layer, and the high temperature stability under Se atmosphere.

상기 후면 전극층(200)인 몰리브덴(Mo) 박막은 전극으로서 비저항이 낮아야 하고, 또한 열팽창 계수의 차이로 인하여 박리 현상이 일어나지 않도록 기판에의 점착성이 뛰어나야 한다. 또한, 상기 이 후면 전극층(200)은 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 상기 후면 전극층(200)이 복수개의 층으로 형성될 때, 상기 후면 전극층(200)을 이루는 층들은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.The molybdenum (Mo) thin film, which is the back electrode layer 200, should have a low specific resistance as an electrode and have excellent adhesion to a substrate so that peeling does not occur due to a difference in thermal expansion coefficient. In addition, the back electrode layer 200 may be formed of at least one layer. When the back electrode layer 200 is formed of a plurality of layers, the layers constituting the back electrode layer 200 may be formed of different materials.

상기 후면 전극층(200) 상에는 알칼리 물질을 포함하는 공급층(300)이 형성된다. The supply layer 300 including an alkali material is formed on the back electrode layer 200.

상기 공급층(300)은 상기 공급층(300)의 외곽부 상에 알칼리 물질을 제 1 농도로 포함하는 제 1 공급부(310)를 형성하고, 상기 공급층(300)의 중심부 상에 알칼리 물질을 제 2 농도로 포함하는 제 2 공급부(320)를 형성하는 것을 포함한다. 상기 제 1 공급부(310)와 상기 제 2 공급부(320)는 동시에 혹은 순차적으로 형성될 수 있다. The supply layer 300 forms a first supply part 310 including an alkali material at a first concentration on an outer portion of the supply layer 300, and forms an alkali material on a central portion of the supply layer 300. And forming a second supply part 320 including the second concentration. The first supply part 310 and the second supply part 320 may be formed simultaneously or sequentially.

상기 공급층(300)은 증발(evaporation) 공정 또는 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해서 상기 후면 전극층(200) 상에 형성될 수 있다. 상기 공급층(300)은 배치식 공정에서는 스퍼터링 공정에 의해, 연속식 공정에서는 화학기상증착법에 의해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The supply layer 300 may be formed on the back electrode layer 200 by an evaporation process or a sputtering process. The supply layer 300 may be manufactured by a sputtering process in a batch process, or by chemical vapor deposition in a continuous process, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 공급층(300) 은 약 1 mTorr 내지 10 mTorr의 아르곤 및 질소 분위기에서 진행되는 스퍼터링 공정에 의해서 형성될 수 있다. 이때, 질소의 분압비는 약 0.1 내지 0.5이고, 증착시 기판의 온도는 약 25 내지 450℃ 일 수 있다. 또한, 상기 스퍼터링 공정은 RF 또는 DC 마그네트론 스퍼터를 사용하여 진행된다.For example, the supply layer 300 may be formed by a sputtering process performed in an argon and nitrogen atmosphere of about 1 mTorr to 10 mTorr. At this time, the partial pressure ratio of nitrogen is about 0.1 to 0.5, the temperature of the substrate during deposition may be about 25 to 450 ℃. In addition, the sputtering process is performed using an RF or DC magnetron sputter.

이 때, 상기 제 1 공급부(310)와 상기 제 2 공급부(320)를 형성하기 위한 타겟(target) 또는 소스(source)의 농도는 서로 다를 수 있다. 도 5를 참조하면, 스퍼터링 공정에 의하여 상기 제 1 공급부(310)와 상기 제 2 공급부(320)를 제조하는 경우, 알칼리 물질을 제 1 농도로 포함하는 타겟을 사용하여 중심부 상에 제 1 공급부(310)를 증착하고, 알칼리 물질을 제 2 농도로 포함하는 타겟을 사용하여 외곽부 상에 제 2 공급부(320)를 증착할 수 있다. 한편, 이와는 다르게, 스퍼터링의 증착 파워를 달리하여 상기 제 1 공급부(310)와 상기 제 2 공급부(320)를 형성할 수 있다.In this case, concentrations of a target or a source for forming the first supply part 310 and the second supply part 320 may be different from each other. Referring to FIG. 5, when the first supply part 310 and the second supply part 320 are manufactured by a sputtering process, the first supply part may be formed on a central portion by using a target including an alkaline substance at a first concentration. 310 may be deposited, and the second supply 320 may be deposited on the periphery using a target that includes an alkaline material at a second concentration. Alternatively, the first supply part 310 and the second supply part 320 may be formed by varying deposition power of sputtering.

도 6을 참조하면, 상기 공급층(300) 상에는 상기 광 흡수층(400)이 형성된다. Referring to FIG. 6, the light absorbing layer 400 is formed on the supply layer 300.

상기 광 흡수층(400)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(400)을 형성하기 위해서, 구리 타겟, 인듐 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하여, 상기 후면전극층(200) 상에 CIG계 금속 프리커서 막이 형성된다. 이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레니제이션 공정에 의해서, 셀레늄과 반응하여 CIGS계 광 흡수층(400)이 형성된다.The light absorbing layer 400 may be formed by a sputtering process or an evaporation method. In more detail, in order to form the light absorbing layer 400, a CIG-based metal precursor film is formed on the back electrode layer 200 using a copper target, an indium target, and a gallium target. Thereafter, the metal precursor film is reacted with selenium by a selenization process to form a CIGS-based light absorbing layer 400.

상기 금속 프리커서 막을 형성하는 과정 및 상기 셀레니제이션 공정은 약 300℃ 내지 약 800℃의 온도에서 진행된다. 이 때, 상기 공급층(300) 내의 알칼리 물질은 상기 광 흡수층(400)으로 확산된다. 즉, 상기 알칼리 물질의 확산공정 및 상기 광 흡수층(400)을 형성하는 공정은 동시에 진행될 수 있다.The forming of the metal precursor film and the selenization process are performed at a temperature of about 300 ° C to about 800 ° C. At this time, the alkali material in the supply layer 300 is diffused into the light absorbing layer 400. That is, the diffusion process of the alkali material and the process of forming the light absorbing layer 400 may be performed at the same time.

도 7을 참조하면, 상기 광 흡수층(400) 상에는 상기 버퍼층(500) 및 상기 고저항 버퍼층(600)이 형성된다. 상기 버퍼층(500)은 상기 광 흡수층(400) 상에 황화 카드뮴이 화학 용액 증착법(chemical bath deposition; CBD)에 의해서 증착되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(500) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(600)이 형성된다. Referring to FIG. 7, the buffer layer 500 and the high resistance buffer layer 600 are formed on the light absorbing layer 400. The buffer layer 500 may be formed by depositing cadmium sulfide on the light absorbing layer 400 by chemical bath deposition (CBD). In addition, zinc oxide is deposited on the buffer layer 500 by a sputtering process, and the high resistance buffer layer 600 is formed.

도 8을 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(600) 상에 투명한 도전물질을 적층하여 전면 전극층(700)을 형성한다. Referring to FIG. 8, a transparent conductive material is stacked on the high resistance buffer layer 600 to form a front electrode layer 700.

상기 전면 전극층(700)은 상기 광 흡수층(400)과 pn 접합을 형성하는 윈도우(window)층으로서, 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 하기 때문에 광투과율이 높고 전기 전도성이 좋은 산화 아연(ZnO)으로 형성될 수 있다. The front electrode layer 700 is a window layer that forms a pn junction with the light absorbing layer 400. Since the front electrode layer functions as a transparent electrode on the front of a solar cell, zinc oxide (ZnO) having high light transmittance and good electrical conductivity is provided. It can be formed as.

이때, 상기 산화 아연에 알루미늄을 도핑함으로써 낮은 저항값을 갖는 전극을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(700)은 RF 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학증착법 등으로 형성될 수 있다.
In this case, an electrode having a low resistance value may be formed by doping aluminum to the zinc oxide. For example, the front electrode layer 700 may be formed by depositing using a ZnO target by RF sputtering, reactive sputtering using a Zn target, and organometallic chemical vapor deposition.

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.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in each embodiment may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

Claims (15)

지지기판 상에 배치되며, 알칼리 물질을 포함하는 후면 전극층;
상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며,
상기 알칼리 물질의 농도는,
상기 후면 전극층의 중심부로부터 외곽부로 갈수록, 증가하고, 상기 후면 전극층의 중심부를 중심으로 상부와 하부에 대칭되는 태양전지.
A rear electrode layer disposed on the support substrate and including an alkali material;
A light absorbing layer disposed on the rear electrode layer; And
A front electrode layer disposed on the light absorbing layer,
The concentration of the alkali substance is
The solar cell increases toward the outer portion from the center of the back electrode layer, and is symmetrical to the top and bottom centered around the center of the back electrode layer.
제 1 항에 있어서,
상기 알칼리 물질의 농도는,
상기 중심부로부터 상기 외곽부로 갈수록, 지수적으로 증가하는 태양전지.
The method of claim 1,
The concentration of the alkali substance is
The solar cell increases exponentially from the center to the outer portion.
제 1 항에 있어서,
상기 중심부와 상기 외곽부에서, 상기 알칼리 물질의 농도의 비는 1: 2 내지 1: 10 인 태양전지.
The method of claim 1,
In the central portion and the outer portion, the ratio of the concentration of the alkali material is 1: 2 to 1: 10 solar cell.
제 1 항에 있어서,
상기 중심부의 폭과 상기 외곽부의 폭의 비는 5: 1 내지 50: 1 인 태양전지.
The method of claim 1,
The ratio of the width of the central portion and the width of the outer portion is 5: 1 to 50: 1 solar cell.
제 1 항에 있어서,
상기 알칼리 물질은 리튬, 나트륨, 또는 칼륨을 포함하는 태양전지.
The method of claim 1,
The alkaline material is a solar cell containing lithium, sodium, or potassium.
제 1 항에 있어서,
상기 지지기판과 상기 후면 전극층 사이에 배리어층을 추가 포함하는 태양전지.
The method of claim 1,
The solar cell further comprises a barrier layer between the support substrate and the back electrode layer.
지지기판 상에 배치되는 후면 전극층;
상기 후면 전극층 상에 배치되며, 알칼리 물질을 포함하는 공급층;
상기 공급층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함하며,
상기 알칼리 물질의 농도는,
상기 공급층의 중심부로부터 외곽부로 갈수록, 증가하고, 상기 공급층의 중심부를 중심으로 상부와 하부에 대칭되는 태양전지.
A rear electrode layer disposed on the supporting substrate;
A supply layer disposed on the back electrode layer and including an alkali material;
A light absorbing layer disposed on the supply layer; And
A front electrode layer disposed on the light absorbing layer,
The concentration of the alkali substance is
The solar cell increases toward the outer portion from the center of the supply layer, and is symmetrical in the upper and lower centered around the center of the supply layer.
제 7 항에 있어서,
상기 공급층 및 상기 후면 전극층 각각은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 태양전지.
The method of claim 7, wherein
Each of the supply layer and the back electrode layer comprises molybdenum (Mo).
제 7 항에 있어서,
상기 알칼리 물질의 농도는,
상기 중심부로부터 상기 외곽부로 갈수록, 지수적으로 증가하는 태양전지.
The method of claim 7, wherein
The concentration of the alkali substance is
The solar cell increases exponentially from the center to the outer portion.
제 9 항에 있어서,
상기 중심부와 상기 외곽부에서, 상기 알칼리 물질의 농도의 비는 1: 2 내지 1: 10 인 태양전지.
The method of claim 9,
In the central portion and the outer portion, the ratio of the concentration of the alkali material is 1: 2 to 1: 10 solar cell.
제 7 항에 있어서,
상기 공급층은 상기 후면 전극층의 상면 또는 상기 후면 전극층의 후면에 배치되는 태양전지.
The method of claim 7, wherein
The supply layer is a solar cell disposed on the top surface of the back electrode layer or the back electrode layer.
지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계;
상기 후면 전극층 상에 알칼리 물질을 포함하는 공급층을 형성하는 단계;
상기 공급층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 및
상기 광 흡수층 상에 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 알칼리 물질의 농도는,
상기 공급층의 중심부로부터 외곽부로 갈수록, 증가하고, 상기 공급층의 중심부를 중심으로 상부와 하부에 대칭되는 태양전지의 제조방법.
Forming a back electrode layer on the support substrate;
Forming a supply layer including an alkali material on the back electrode layer;
Forming a light absorbing layer on the supply layer; And
Forming a front electrode layer on the light absorbing layer;
The concentration of the alkali substance is
The manufacturing method of the solar cell is increased from the center of the supply layer toward the outer portion, and is symmetrical in the upper and lower centered around the center of the supply layer.
제 12 항에 있어서,
상기 광 흡수층을 형성하는 단계는,
상기 공급층을 열처리하여 상기 공급층 내의 알칼리 물질을 상기 광 흡수층으로 확산시키는 것을 포함하는 태양전지의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Forming the light absorbing layer,
And heat treating the supply layer to diffuse an alkali material in the supply layer to the light absorbing layer.
제 12 항에 있어서,
상기 알칼리 물질의 농도는,
상기 중심부로부터 상기 외곽부로 갈수록, 지수적으로 증가하는 태양전지의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The concentration of the alkali substance is
The method of manufacturing a solar cell increases exponentially from the central portion to the outer portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100029414A (en) * 2008-09-08 2010-03-17 엘지이노텍 주식회사 Solar cell and method of fabricating the same
JP2010239129A (en) * 2009-03-10 2010-10-21 Fujifilm Corp Photoelectric converting element, solar battery, and manufacturing method of photoelectric converting element

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