KR101976678B1 - High-efficient transparent solar cell and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광흡수층의 광흡수율을 증진시킨 고효율 투과형 태양전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell, and more particularly, to a high efficiency transmission type solar cell in which a light absorption coefficient of a light absorption layer is enhanced.
현재 세계적으로 사용되는 주요 에너지원은 화석연료이다. 그러나 제한된 매장량과 환경오염의 문제로 인해 근래에 들어 청정에너지기술에 관한 관심이 높아지고 있다. 특히 태양광 발전시스템의 핵심인 태양전지는 기타 풍력, 수력, 지열을 이용한 친환경 발전시스템에 비해 설치 장소에 구애를 덜 받기 때문에 주목을 받고 있다.The main energy source currently used worldwide is fossil fuels. However, due to limited reserves and environmental pollution concerns, interest in clean energy technologies is increasing in recent years. In particular, solar cells, which are the core of photovoltaic power generation systems, have attracted attention because they are less subject to installation sites than other environmentally friendly power generation systems using wind, hydro, and geothermal power.
태양전지는 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다. 태양전지는 P-N 접합으로 구성된 반도체 소자이며 광전효과를 이용해 전기를 발생시킨다. 태양전지를 구성하는 반도체의 밴드갭보다 큰 에너지의 빛이 입사되면 반도체 내부에 전자-정공 쌍이 형성되고 이때 생성된 전자-정공 쌍이 P-N 접합부에 형성된 전기장에 의해 서로 반대 방향으로 이동하면서 외부에 연결된 도선에 전류가 흐르게 된다.Solar cells are devices that convert solar light energy into electrical energy. Solar cells are semiconductor devices composed of P-N junctions and generate electricity using photoelectric effect. When light having energy larger than the bandgap of the semiconductor constituting the solar cell is incident, electron-hole pairs are formed inside the semiconductor, and the generated electron-hole pairs move in opposite directions by the electric field formed in the PN junction, Current flows.
투과형 태양전지는 입사되는 빛의 일부를 흡수하여 전력을 생산하고 가시광선의 일부는 투과하는 특성을 가지는 광전변환 소자로, 그 기본 구조는 투명기판, 투명전면전극, 비정질 실리콘 흡수층, 투명 후면전극으로 구성된다.Transmissive solar cell is a photoelectric conversion device that absorbs a part of incident light to produce electric power and a part of visible light is transmitted. Its basic structure is composed of a transparent substrate, a transparent front electrode, an amorphous silicon absorption layer, and a transparent rear electrode do.
이때, 투명 전극의 재료로는 주로 인듐 주석 산화물(ITO), ZnO, SnO2 등이 사용된다. 투과형 태양전지는 기존 개방형 태양전지와 달리 건물의 옥상이나 외벽뿐만 아니라 건물의 창호, 유리온실 등까지 확대된 활용이 가능하며 BIPV기술과 접목했을 때, 외관을 미려하게 하는 심미적 측면에서의 장점을 가지고 있다.At this time, indium tin oxide (ITO), ZnO, SnO 2 or the like is mainly used as a material of the transparent electrode. Unlike conventional open-cell solar cells, transmission-type solar cells can be used not only on the roofs and walls of buildings but also on the windows of buildings and glass greenhouses. When combined with BIPV technology, they have an aesthetic advantage have.
그러나 투과형 태양전지는 일반적인 태양전지와 비교했을 때 에너지 변환 효율이 낮고 가격이 높아서 아직까지 널리 보급되지는 못하고 있다.However, the transmissive solar cell is not yet widely used because it has low energy conversion efficiency and high price as compared with general solar cell.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전면 투명전극의 입사광에 대한 투과율을 향상시키고 후면 투명전극의 입사광에 대한 반사율 및 흡수율을 증대시킴으로써, 광흡수층에서 빛 에너지 흡수 효율을 높인 고효율 투과형 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is directed to a high efficiency transmissive solar cell which improves the transmittance of incident light of the front transparent electrode and increases the reflectivity and absorptivity of incident light of the rear transparent electrode to increase light energy absorption efficiency in the light absorbing layer, .
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 상판형 투과형 태양전지를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an upper plate-type transmissive solar cell.
이때, 상기 상판형 투과형 태양전지는 투명기판, 상기 투명기판 상에 위치하는 전면투명전극, 상기 전면투명전극 상에 위치하는 광흡수층 및 상기 광흡수층 상에 위치하는 후면투명전극을 포함할 수 있다. 포함하고,At this time, the upper transmission type solar cell may include a transparent substrate, a front transparent electrode positioned on the transparent substrate, a light absorption layer positioned on the front transparent electrode, and a rear transparent electrode positioned on the light absorption layer. Including,
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 하판형 투과형 태양전지를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a sub-planar transmissive solar cell.
이때, 상기 상판형 투과형 태양전지는 투명기판, 상기 투명기판 상에 위치하는 후면투명전극, 상기 후면투명전극 상에 위치하는 광흡수층 및 상기 광흡수층 상에 위치하는 전면투명전극을 포함할 수 있다.At this time, the upper transmissive solar cell may include a transparent substrate, a rear transparent electrode positioned on the transparent substrate, a light absorption layer positioned on the rear transparent electrode, and a front transparent electrode positioned on the light absorption layer.
이때, 상기 상판형 투과형 태양전지 및 상기 하판형 투과형 태양전지에 있어서, 상기 전면투명전극의 자유전자 농도는, 상기 후면투명전극의 자유전자 농도보다 낮은 것을 특징으로 한다.Here, in the upper and lower transparent type solar cells, the free electron concentration of the front transparent electrode is lower than the free electron concentration of the rear transparent electrode.
이때, 상기 전면투명전극의 이동도는 40cm2/V·s 이상인 것을 특징으로 한다.At this time, the mobility of the front transparent electrode is not less than 40 cm 2 / V · s.
이때, 상기 투명기판은 유리, 투명 플라스틱 및 이들의 혼합물 중 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.At this time, the transparent substrate may include any one selected from glass, transparent plastic, and mixtures thereof.
이때, 상기 전면투명전극은, 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 한다.At this time, the front transparent electrode has a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or less.
이때, 상기 후면투명전극은 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 한다.At this time, the rear transparent electrode has a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or more.
이때, 상기 전면투명전극은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO 및 InOX:H 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the front transparent electrode may include at least one selected from the group consisting of ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, and InOX: H.
이때, 상기 후면투명전극은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX:H 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the rear transparent electrode may include at least one selected from the group consisting of ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX: H, and mixtures thereof.
이때, 상기 후면투명전극은 Au, Ag, Al 또는 Ti 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속박막이고, 이때 금속박막의 두께가 50nm 이하인 것을 특징으로 한다.At this time, the rear transparent electrode is a metal thin film including at least one of Au, Ag, Al, and Ti, wherein the thickness of the metal thin film is 50 nm or less.
이때, 상기 전면투명전극 및 상기 광흡수층 사이에 상기 전면투명전극 상에 위치하는 제1버퍼층을 더 포함할 수 있다.In this case, a first buffer layer may be disposed on the front transparent electrode between the front transparent electrode and the light absorbing layer.
이때, 상기 광흡수층 및 상기 후면투명전극 사이에 상기 광흡수층 상에 위치하는 제2버퍼층을 더 포함할 수 있다.At this time, a second buffer layer may be further disposed between the light absorbing layer and the rear transparent electrode on the light absorbing layer.
이때, 상기 후면투명전극 및 상기 광흡수층 사이에 상기 후면투명전극 상에 위치하는 제1버퍼층을 더 포함할 수 있다.At this time, a first buffer layer may be disposed on the rear transparent electrode between the rear transparent electrode and the light absorbing layer.
이때, 상기 광흡수층 및 상기 전면투명전극 사이에 상기 광흡수층 상에 위치하는 제2버퍼층을 더 포함할 수 있다.At this time, a second buffer layer may be disposed on the light absorption layer between the light absorption layer and the front transparent electrode.
이때, 상기 버퍼층은 PEDOT:PSS, CuPC, C60, Au, Pentacene, LiF, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, ZnMgO, ZnInSex, InSex, In2S3 및 In(OH)3를 포함하는 pn 또는 pin 접합형성을 위한 버퍼 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the buffer layer is PEDOT: pn or containing PSS, CuPC, C60, Au, Pentacene, LiF, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, ZnMgO, ZnInSe x, InSe x, In 2 S 3 and In (OH) 3 and a buffer for pin junction formation.
본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
첫째, 본 발명은 전면투명전극의 입사광 전파장 영역에 대한 투과율을 높임으로써, 광흡수층의 광흡수율을 증가시켜 투과형 태양전지의 에너지 변환 효율을 증대시키는 효과가 있다.First, the present invention has the effect of increasing the energy conversion efficiency of the transmissive solar cell by increasing the light absorption rate of the light absorption layer by increasing the transmittance of the entire transparent electrode to the incident light propagation region.
둘째, 본 발명은 후면투명전극의 가시광 및 적외선 파장 영역에 대한 반사율 및 흡수율을 높임으로써, 광흡수층의 광흡수율을 증가시켜 투과형 태양전지의 에너지 변환 효율을 증대시키는 효과 및 근적외선 차단 효과가 있다.Second, the present invention has an effect of increasing the energy conversion efficiency of the transmissive solar cell by increasing the light absorptivity of the light absorbing layer and enhancing the near-infrared ray blocking effect by increasing the reflectivity and absorptivity of the rear transparent electrode with respect to visible and infrared wavelength regions.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 상판형 투과형 태양전지의 방법을 나타내는 순서도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 하판형 투과형 태양전지의 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 상판형 투과형 태양전지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하판형 투과형 태양전지의 단면도이다.
도 5는 투명전극의 자유전자농도에 따른 투과도 변화 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of an upper panel type transmissive solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a method of a bottom type transmissive solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an upper plate-type transmissive solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a bottom-type transmission type solar cell according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the change in transmittance according to the free electron concentration of the transparent electrode.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 상판형 투과형 태양전지의 제조방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an upper plate-type transmissive solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상판형 투과형 태양전지의 제조방법은 투명기판 상에 전면 투명전극을 형성하는 단계(S100), 상기 전면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계(S300) 및 상기 광흡수층 상에 후면투명전극을 형성하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a method of manufacturing an upper transmissive type solar cell includes forming a front transparent electrode on a transparent substrate (S100), forming a light absorption layer on the front transparent electrode (S300) And forming a rear transparent electrode on the rear transparent electrode (S400).
우선, 투명기판 상에 전면 투명전극을 형성한다(S100).First, a front transparent electrode is formed on a transparent substrate (S100).
예를 들어, 상기 전면투명전극층은 스퍼터링(Sputtering)법, 열증발 (Thermal Evaporation)법, 스핀코팅(Spin Coating)법 또는 MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.For example, the front transparent electrode layer may be formed using a sputtering method, a thermal evaporation method, a spin coating method, or a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
예를 들어, 상기 전면투명전극은 인듐틴옥사이드(ITO), 알루미늄이 도핑된 징크옥사이드(AZO), 갈륨이 도핑된 징크옥사이드 (GZO), 붕소가 도핑된 징크옥사이드 (BZO), 인듐이 도핑된 징크옥사이드 IZO, 인듐-갈륨이 도핑된 징크옥사이드 IGZO 및 수소가 도핑된 인듐옥사이드(InOX:H) 중 적어도 어느 하나의 것을 포함하는 투명 금속산화물 중 1종 이상의 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.For example, the front transparent electrode may be formed of indium tin oxide (ITO), aluminum doped zinc oxide (AZO), gallium doped zinc oxide (GZO), boron doped zinc oxide (BZO) And a transparent metal oxide including at least one of zinc oxide IZO, indium-gallium-doped zinc oxide IGZO, and hydrogen-doped indium oxide (InOX: H).
또한, 상기 전면투명전극은 광흡수층에 많은 빛이 도달할 수 있도록 높은 광투과율을 가지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 전면투명전극이 높은 광투과율을 가지기 위해서는 낮은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 전면투명전극은 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the front transparent electrode preferably has a high light transmittance so that much light can reach the light absorbing layer. At this time, it is preferable that the front transparent electrode has a low free electron density in order to have a high light transmittance. For this, the front transparent electrode is formed to have a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or less.
바람직하게는, 상기 전면투명전극은 낮은 자유전자농도를 갖기 위해 알루미늄(Al)이 1.5중량%이하로 도핑될 수 있다.Preferably, the front transparent electrode may be doped with less than 1.5 wt% of aluminum (Al) to have a low free electron concentration.
이때, 상기 알루미늄이 1.5중량%를 초과하여 도핑될 경우 상기 전면투명전극의 광투과율이 저하될 수 있다.At this time, if the aluminum is doped in more than 1.5 wt%, the light transmittance of the front transparent electrode may be lowered.
이때, 상기 전면 투명전극은 전자이동도를 향상시키기 위해 증착시 입자(grain) 성장 유도할 수 있다.At this time, the front transparent electrode may induce grain growth during deposition in order to improve electron mobility.
예를 들어, 상기 입자 성장을 위해 200°C 내지 400°C의 온도에서 상기 전면투명전극의 증착을 수행할 수 있다.For example, deposition of the front transparent electrode can be performed at a temperature of 200 ° C to 400 ° C for the growth of the particles.
예를 들어, 상기 입자 성장을 위해 전면투명전극의 증착 후 100°C 내지 300°C의 온도에서 0.5시간 내지 1시간 열처리를 수행할 수 있다.For example, after the deposition of the front transparent electrode, the thermal treatment may be performed at a temperature of 100 ° C to 300 ° C for 0.5 hour to 1 hour.
바람직하게는, 상기 전면투명전극을 증착을 통해 형성할 경우 상기 전면투명전극을 형성하는 단계(S100)는 증착압력 2 x 10-3 Torr 이하에서 수행할 수 있다.Preferably, when forming the front transparent electrode through deposition, the step of forming the front transparent electrode (S100) may be performed at a deposition pressure of 2 x 10 -3 Torr or less.
이때, 상기 전면투명전극은 전기전도도 측면에서 낮은 자유전자농도를 보상하기 위해 40cm2/V·s 이상의 전자이동도를 갖거나 박막 두께를 증가시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.At this time, the front transparent electrode may have electron mobility of 40 cm 2 / V · s or more or increase the thickness of the thin film to compensate for low free electron concentration in terms of electrical conductivity.
다음, 상기 전면투명전극 상에 광흡수층을 형성한다(S300).Next, a light absorption layer is formed on the front transparent electrode (S300).
예를 들어, 상기 광흡수층은 Si 결정계 및 박막계를 포함하는 실리콘계, Cu, In, Se 등을 원료로 하는 CIGS계, Cd, Te을 원료로 하는 CdTe계 및 III족 및 V족 원소로 된 화합물을 다접합하여 구성되는 집광계를 포함하는 화합물계 및 염료감응, 페로브스카이트 또는 유기반도체를 이용하는 유무기박막이 포함된 유무기계의 광흡수층 중 1종 이상을 포함 할 수 있다.For example, the light-absorbing layer may be formed of a silicon-based material including a Si crystal system and a thin film system, a CIGS-based material containing Cu, In, Se or the like as a raw material, a CdTe-based material containing Cd and Te as raw materials, and a compound consisting of Group III and V elements A light absorbing layer of an organic electroluminescent device including a dye-sensitized dye, a perovskite organic thin film or an organic or inorganic organic thin film-containing light absorbing layer.
그 다음, 상기 광흡수층 상에 후면투명전극을 형성한다(S400).Next, a rear transparent electrode is formed on the light absorption layer (S400).
예를 들어, 상기 후면투명전극층은 스퍼터링(Sputtering)법, 열증발 (Thermal Evaporation)법, 스핀코팅(Spin Coating)법 또는 MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.For example, the rear transparent electrode layer can be formed using a sputtering method, a thermal evaporation method, a spin coating method, or a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
예를 들어, 상기 후면투명전극층은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX:H 등이 포함되는 투명 금속산화물 중 어느 하나 이상의 것을 포함할 수 있다.For example, the rear transparent electrode layer may include at least one of transparent metal oxides including ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, and InOX: H.
바람직하게는, 상기 후면투명전극층의 자유전자농도를 증가시키기 위해 상기 금속산화물에 알루미늄(Al) 또는 망간옥사이드(SnO2)를 도핑할 수 있다.Preferably, the metal oxide may be doped with aluminum (Al) or manganese oxide (SnO 2 ) to increase the free electron concentration of the rear transparent electrode layer.
바람직하게는, 상기 알루미늄(Al)은 상기 금속산화물 중량대비 1.5중량% 내지 3중량% 도핑할 수 있다.Preferably, the aluminum (Al) may be doped in an amount of 1.5 wt% to 3 wt% based on the weight of the metal oxide.
이때, 상기 알루미늄이 1.5중량% 미만으로 도핑될 경우 낮은 알루미늄 농도로 인하여 자유전자농도 증가 및 광반사율 증가 효과가 미약할 수 있다.At this time, when the aluminum is doped to less than 1.5 wt%, the effect of increasing the free electron concentration and increasing the light reflectance may be insufficient due to low aluminum concentration.
이때, 상기 알루미늄이 3중량%를 초과하여 도핑될 경우, 높은 알루미늄 농도로 인하여 상기 후면투명전극의 투명도가 저하될 수 있다.At this time, when the aluminum is doped in more than 3 wt%, the transparency of the rear transparent electrode may be lowered due to a high aluminum concentration.
바람직하게는, 상기 망간옥사이드(SnO2)는 상기 금속산화물의 중량대비 10중량% 내지 20중량% 도핑할 수 있다.Preferably, the manganese oxide (SnO 2 ) may be doped in an amount of 10 to 20 wt% based on the weight of the metal oxide.
이때, 상기 망간옥사이드가 10중량% 미만으로 도핑될 경우 낮은 망간 농도로 인해 자유전자농도 증가효과가 미약할 수 있다.At this time, when the manganese oxide is doped to less than 10 wt%, the effect of increasing the free electron concentration may be weak due to low manganese concentration.
이때, 상기 망간옥사이드가 20중량%를 초과하여 도핑될 경우 높은 망간 농도로 인해 상기 후면투명전극의 투명도가 저하될 수 있다.At this time, when the manganese oxide is doped in more than 20 wt%, the transparency of the rear transparent electrode may be lowered due to a high manganese concentration.
바람직하게는, 상기 후면투명전극층을 형성하는 단계(S400)는 상기 금속산화물을 이용할 경우, 150°C 내지 200°C의 증착온도에서 수행할 수 있다.Preferably, forming the rear transparent electrode layer (S400) may be performed at a deposition temperature of 150 ° C to 200 ° C when the metal oxide is used.
바람직하게는, 상기 후면투명전극층을 형성하는 단계(S400)는 상기 금속산화물을 이용할 경우, 2 x 10-3 Torr 이하의 증착압력에서 수행할 수 있다.Preferably, forming the rear transparent electrode layer (S400) may be performed at a deposition pressure of 2 x 10 -3 Torr or less when the metal oxide is used.
예를 들어, 상기 후면투명전극층은 Au, Ag, Al, Ti 등을 포함하는 금속박막 중 1종 이상의 물질로 선택되고, 금속박막의 두께는 50nm 이하가 되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.For example, the rear transparent electrode layer is formed of at least one material selected from the group consisting of Au, Ag, Al, Ti, and the like, and the metal thin film is formed to have a thickness of 50 nm or less.
바람직하게는, 후면투명전극층을 형성하는 단계(S400)는 상기 금속박막을 형성할 경우, 25°C 내지 150°C의 온도에서 수행할 수 있다.Preferably, forming the rear transparent electrode layer (S400) may be performed at a temperature of 25 ° C to 150 ° C when the metal thin film is formed.
바람직하게는, 후면투명전극층을 형성하는 단계(S400)는 상기 금속을 이용할 경우, 5 x 10-4 Torr 이하의 증착압력에서 수행할 수 있다.Preferably, the step of forming the rear transparent electrode layer (S400) can be performed at a deposition pressure of 5 x 10 < -4 > Torr or less when the metal is used.
또한, 상기 후면투명전극은 상기 광흡수층을 통해 나온 입사광을 다시 반사 및 흡수하여 상기 광흡수층의 광흡수율을 높이는 것이 바람직하다. 또한, 높은 광반사율 및 광흡수율을 가지는 경우, 적외선 흡수를 통해 열차단 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 후면투명전극이 높은 광반사율 및 광흡수율을 가지기 위해서는 높은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the rear transparent electrode reflects and absorbs incident light again through the light absorption layer to increase the light absorption rate of the light absorption layer. In addition, in the case of having a high light reflectance and a light absorptivity, a heat shielding function can be performed through infrared absorption. Therefore, it is preferable that the rear transparent electrode has a high free electron density in order to have a high light reflectivity and a light absorption rate.
따라서, 상기 후면투명전극의 광반사율 및 광흡수율을 높이기 위해서는 상기 전면투명전극보다 높은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 후면투명전극은 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 한다.Therefore, it is preferable that the rear transparent electrode has a higher free electron concentration than the front transparent electrode in order to increase the light reflectance and the light absorption rate. For this, the rear transparent electrode is formed to have a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or more.
이때, pn 또는 pin 접합형성을 위해 버퍼층을 형성할 수 있다. At this time, a buffer layer may be formed for forming a pn or pin junction.
예를 들어, 투명기판 상에 전면 투명전극을 형성하는 단계(S100) 및 상기 전면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계(S300) 사이에 상기 전면투명전극 상에 제1버퍼층을 형성하는 단계(S210)를 더 포함할 수 있다.For example, a step of forming a first buffer layer on the front transparent electrode between a step (S100) of forming a front transparent electrode on a transparent substrate and a step (S300) of forming a light absorption layer on the front transparent electrode S210).
예를 들어, 상기 전면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계(S300) 및 상기 광흡수층 상에 후면투명전극을 형성하는 단계(S400) 사이에 상기 광흡수층 상에 제2버퍼층을 형성하는 단계(S220)를 더 포함할 수 있다.For example, a step of forming a second buffer layer on the light absorbing layer between the step (S300) of forming a light absorbing layer on the front transparent electrode and the step (S400) of forming a rear transparent electrode on the light absorbing layer S220).
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하판형 투과형 태양전지의 제조방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a lower transparent type solar cell according to an embodiment of the present invention.
도2를 참조하면, 상판형 투과형 태양전지의 제조방법은 투명기판 상에 후면 투명전극을 형성하는 단계(S500), 상기 후면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계(S700) 및 상기 광흡수층 상에 전면투명전극을 형성하는 단계(S800)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, a method of manufacturing an upper transmissive type solar cell includes forming a rear transparent electrode on a transparent substrate (S500), forming a light absorption layer on the rear transparent electrode (S700) And a step S800 of forming a front transparent electrode on the front transparent electrode.
우선, 투명기판 상에 후면투명전극을 형성한다(S500).First, a rear transparent electrode is formed on a transparent substrate (S500).
예를 들어, 상기 후면투명전극층은 스퍼터링(Sputtering)법, 열증발 (Thermal Evaporation)법, 스핀코팅(Spin Coating)법 또는 MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.For example, the rear transparent electrode layer can be formed using a sputtering method, a thermal evaporation method, a spin coating method, or a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
예를 들어, 상기 후면투명전극층은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX:H 등이 포함되는 투명 금속산화물 중 어느 하나 이상의 것을 포함할 수 있다.For example, the rear transparent electrode layer may include at least one of transparent metal oxides including ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, and InOX: H.
바람직하게는, 상기 후면투명전극층의 자유전자농도를 증가시키기 위해 상기 금속산화물에 알루미늄(Al) 또는 망간옥사이드(SnO2)를 도핑할 수 있다.Preferably, the metal oxide may be doped with aluminum (Al) or manganese oxide (SnO 2 ) to increase the free electron concentration of the rear transparent electrode layer.
바람직하게는, 상기 알루미늄(Al)은 상기 금속산화물 중량대비 1.5중량% 내지 3중량% 도핑할 수 있다.Preferably, the aluminum (Al) may be doped in an amount of 1.5 wt% to 3 wt% based on the weight of the metal oxide.
이때, 상기 알루미늄이 1.5중량% 미만으로 도핑될 경우 낮은 알루미늄 농도로 인하여 자유전자농도 증가 및 광반사율 증가 효과가 미약할 수 있다.At this time, when the aluminum is doped to less than 1.5 wt%, the effect of increasing the free electron concentration and increasing the light reflectance may be insufficient due to low aluminum concentration.
이때, 상기 알루미늄이 3중량%를 초과하여 도핑될 경우, 높은 알루미늄 농도로 인하여 상기 후면투명전극의 투명도가 저하될 수 있다.At this time, when the aluminum is doped in more than 3 wt%, the transparency of the rear transparent electrode may be lowered due to a high aluminum concentration.
바람직하게는, 상기 망간옥사이드(SnO2)는 상기 금속산화물의 중량대비 10중량% 내지 20중량% 도핑할 수 있다.Preferably, the manganese oxide (SnO 2 ) may be doped in an amount of 10 to 20 wt% based on the weight of the metal oxide.
이때, 상기 망간옥사이드가 10중량% 미만으로 도핑될 경우 낮은 망간 농도로 인해 자유전자농도 증가효과가 미약할 수 있다.At this time, when the manganese oxide is doped to less than 10 wt%, the effect of increasing the free electron concentration may be weak due to low manganese concentration.
이때, 상기 망간옥사이드가 20중량%를 초과하여 도핑될 경우 높은 망간 농도로 인해 상기 후면투명전극의 투명도가 저하될 수 있다.At this time, when the manganese oxide is doped in more than 20 wt%, the transparency of the rear transparent electrode may be lowered due to a high manganese concentration.
바람직하게는, 상기 후면투명전극층을 형성하는 단계(S500)는 상기 금속산화물을 이용할 경우, 150°C 내지 200°C의 증착온도에서 수행할 수 있다.Preferably, forming the rear transparent electrode layer (S500) may be performed at a deposition temperature of 150 ° C to 200 ° C when the metal oxide is used.
바람직하게는, 상기 후면투명전극층을 형성하는 단계(S500)는 상기 금속산화물을 이용할 경우, 2 x 10-3 Torr 이하의 증착압력에서 수행할 수 있다.Preferably, forming the rear transparent electrode layer (S500) may be performed at a deposition pressure of 2 x 10 -3 Torr or less when the metal oxide is used.
예를 들어, 상기 후면투명전극층은 Au, Ag, Al, Ti 등을 포함하는 금속박막 중 1종 이상의 물질로 선택되고, 금속박막의 두께는 50nm 이하가 되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.For example, the rear transparent electrode layer is formed of at least one material selected from the group consisting of Au, Ag, Al, Ti, and the like, and the metal thin film is formed to have a thickness of 50 nm or less.
바람직하게는, 후면투명전극층을 형성하는 단계(S500)는 상기 금속박막을 형성할 경우, 25°C 내지 150°C의 온도에서 수행할 수 있다.Preferably, forming the rear transparent electrode layer (S500) may be performed at a temperature of 25 ° C to 150 ° C when the metal thin film is formed.
바람직하게는, 후면투명전극층을 형성하는 단계(S500)는 상기 금속을 이용할 경우, 5 x 10-4 Torr 이하의 증착압력에서 수행할 수 있다.Preferably, forming the rear transparent electrode layer (S500) may be performed at a deposition pressure of 5 x 10 < -4 > Torr or less when the metal is used.
또한, 상기 후면투명전극은 상기 광흡수층을 통해 나온 입사광을 다시 반사 및 흡수하여 상기 광흡수층의 광흡수율을 높이는 것이 바람직하다. 또한, 높은 광반사율 및 광흡수율을 가지는 경우, 적외선 흡수를 통해 열차단 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 후면투명전극이 높은 광반사율 및 광흡수율을 가지기 위해서는 높은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the rear transparent electrode reflects and absorbs incident light again through the light absorption layer to increase the light absorption rate of the light absorption layer. In addition, in the case of having a high light reflectance and a light absorptivity, a heat shielding function can be performed through infrared absorption. Therefore, it is preferable that the rear transparent electrode has a high free electron density in order to have a high light reflectivity and a light absorption rate.
따라서, 상기 후면투명전극의 광반사율 및 광흡수율을 높이기 위해서는 상기 전면투명전극보다 높은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 후면투명전극은 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 한다.Therefore, it is preferable that the rear transparent electrode has a higher free electron concentration than the front transparent electrode in order to increase the light reflectance and the light absorption rate. For this, the rear transparent electrode is formed to have a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or more.
다음, 상기 후면투명전극 상에 광흡수층을 형성한다(S700).Next, a light absorption layer is formed on the rear transparent electrode (S700).
예를 들어, 상기 광흡수층은 Si 결정계 및 박막계를 포함하는 실리콘계, Cu, In, Se 등을 원료로 하는 CIGS계, Cd, Te을 원료로 하는 CdTe계 및 III족 및 V족 원소로 된 화합물을 다접합하여 구성되는 집광계를 포함하는 화합물계 및 염료감응, 페로브스카이트 또는 유기반도체를 이용하는 유무기박막이 포함된 유무기계의 광흡수층 중 1종 이상을 포함 할 수 있다.For example, the light-absorbing layer may be formed of a silicon-based material including a Si crystal system and a thin film system, a CIGS-based material containing Cu, In, Se or the like as a raw material, a CdTe-based material containing Cd and Te as raw materials, and a compound consisting of Group III and V elements A light absorbing layer of an organic electroluminescent device including a dye-sensitized dye, a perovskite organic thin film or an organic or inorganic organic thin film-containing light absorbing layer.
그 다음, 상기 광흡수층 상에 전면투명전극을 형성한다(S800).Next, a front transparent electrode is formed on the light absorption layer (S800).
예를 들어, 상기 전면투명전극층은 스퍼터링(Sputtering)법, 열증발 (Thermal Evaporation)법, 스핀코팅(Spin Coating)법 또는 MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.For example, the front transparent electrode layer may be formed using a sputtering method, a thermal evaporation method, a spin coating method, or a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.
예를 들어, 상기 전면투명전극은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO 및 InOX:H 중 적어도 어느 하나의 것을 포함하는 투명 금속산화물 중 1종 이상의 물질로 선택될 수 있다.For example, the front transparent electrode may be selected from at least one of transparent metal oxides including at least one of ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, and InOX: H.
또한, 상기 전면투명전극은 광흡수층에 많은 빛이 도달할 수 있도록 높은 광투과율을 가지는 것이 바람직하다. 상기 전면투명전극이 높은 광투과율을 가지기 위해서는 낮은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 전면투명전극은 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the front transparent electrode preferably has a high light transmittance so that much light can reach the light absorbing layer. It is preferable that the front transparent electrode has a low free electron density in order to have high light transmittance. For this, the front transparent electrode is formed to have a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or less.
바람직하게는, 상기 전면투명전극은 낮은 자유전자농도를 갖기 위해 알루미늄(Al)이 1.5중량%이하로 도핑될 수 있다.Preferably, the front transparent electrode may be doped with less than 1.5 wt% of aluminum (Al) to have a low free electron concentration.
이때, 상기 알루미늄이 1.5중량%를 초과하여 도핑될 경우 높은 알루미늄 농도로 인해 광투과율이 하락하는 문제가 발생할 수 있다.At this time, when the aluminum is doped in more than 1.5 wt%, the light transmittance may be lowered due to high aluminum concentration.
이때, 상기 전면 투명전극의 전자이동도를 향상시키기 위해 증착시 입자(grain) 성장을 유도할 수 있다.At this time, grain growth can be induced during deposition in order to improve electron mobility of the front transparent electrode.
예를 들어, 상기 입자 성장을 위해 200°C 내지 400°C의 온도에서 상기 전면투명전극의 증착을 수행할 수 있다.For example, deposition of the front transparent electrode can be performed at a temperature of 200 ° C to 400 ° C for the growth of the particles.
예를 들어, 상기 입자 성장을 위해 전면투명전극의 증착 후 200°C 내지 400°C의 온도에서 0.5시간 내지 1시간 열처리를 수행할 수 있다.For example, after the deposition of the entire transparent electrode for the grain growth, a heat treatment may be performed at a temperature of 200 ° C to 400 ° C for 0.5 hour to 1 hour.
바람직하게는, 상기 전면투명전극을 증착을 통해 형성할 경우 상기 전면투명전극을 형성하는 단계(S800)는 증착압력 2 x 10-3 Torr 이하에서 수행할 수 있다.Preferably, when forming the front transparent electrode through deposition, the step of forming the front transparent electrode S800 may be performed at a deposition pressure of 2 × 10 -3 Torr or less.
이때, 상기 전면투명전극은 전기전도도 측면에서 낮은 자유전자농도를 보상하기 위해 40cm2/V·s 이상의 전자이동도를 갖거나 박막 두께를 증가시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.At this time, the front transparent electrode may have electron mobility of 40 cm 2 / V · s or more or increase the thickness of the thin film to compensate for low free electron concentration in terms of electrical conductivity.
이때, pn 또는 pin 접합형성을 위해 버퍼층을 형성할 수 있다. At this time, a buffer layer may be formed for forming a pn or pin junction.
예를 들어, 투명기판 상에 후면투명전극을 형성하는 단계(S500) 및 상기 전면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계(S700) 사이에 상기 후면투명전극 상에 제1버퍼층을 형성하는 단계(S610)를 더 포함할 수 있다.For example, a step of forming a first buffer layer on the rear transparent electrode between a step (S500) of forming a rear transparent electrode on a transparent substrate and a step (S700) of forming a light absorption layer on the front transparent electrode S610).
예를 들어, 상기 후면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계(S700) 및 상기 광흡수층 상에 전면투명전극을 형성하는 단계(S800) 사이에 상기 광흡수층 상에 제2버퍼층을 형성하는 단계(S620)를 더 포함할 수 있다.For example, a step of forming a second buffer layer on the light absorbing layer between the step (S700) of forming a light absorbing layer on the rear transparent electrode and the step (S800) of forming a front transparent electrode on the light absorbing layer S620).
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 상판형 투과형 태양전지의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an upper plate-type transmissive solar cell according to an embodiment of the present invention.
도3을 참조하면, 상기 상판형 투과형 태양전지는 투명기판(100), 상기 투명기판(100) 상에 위치하는 전면투명전극(210), 상기 전면투명전극(210) 상에 위치하는 광흡수층(400) 및 상기 광흡수층(400) 상에 위치하는 후면투명전극(220)을 포함할 수 있다.3, the upper transmission type solar cell includes a
예를 들어, 상기 투명기판(100)은 유리, 투명 플라스틱 및 이들의 혼합물 중 선택되는 어느 하나인 것을 포함할 수 있다.For example, the
이때, 상기 전면투명전극(210)은 광흡수층(400)에 많은 빛이 도달할 수 있도록 높은 광투과율을 가지는 것이 바람직하다. 상기 전면투명전극(210)이 높은 광투과율을 가지기 위해서는 낮은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 전면투명전극(210)은 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 한다.At this time, the front
바람직하게는, 상기 전면 투명전극(210)은 낮은 자유전자농도를 구현하기 위해 알루미늄(Al)이 1.5중량% 이하의 농도로 도핑될 수 있다.Preferably, the front
이때, 상기 알루미늄이 1.5중량%를 초과하여 도핑될 경우 높은 알루미늄 농도로 인해 광투과율이 하락하는 문제가 발생할 수 있다.At this time, when the aluminum is doped in more than 1.5 wt%, the light transmittance may be lowered due to high aluminum concentration.
이때, 상기 전면투명전극(210)은 전자이동도를 향상시키기 위해 입자성장이 유도된 것을 특징으로 한다.At this time, the front
이때, 상기 입자성장은 200°C 내지 400°C의 온도에서 상기 전면투명전극의 증착을 수행함으로써 유도될 수 있다.At this time, the grain growth can be induced by performing the deposition of the front transparent electrode at a temperature of 200 ° C to 400 ° C.
이때, 상기 입자성장은 전면투명전극(210)의 증착 후 100°C 내지 300°C의 온도에서 0.5시간 내지 1시간 열처리를 수행함으로써 유도될 수 있다.At this time, the grain growth can be induced by performing heat treatment at a temperature of 100 ° C to 300 ° C for 0.5 hour to 1 hour after the deposition of the front
이때, 상기 전면투명전극(210)은 전기전도도 측면에서 낮은 자유전자농도를 보상하기 위해 40cm2/V·s 이상의 전자이동도를 갖거나 박막 두께를 증가시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.At this time, the front
이때, 상기 후면투명전극(220)은 광흡수층(400)을 통해 나온 입사광을 다시 반사 및 흡수하여 광흡수층(400)의 광흡수율을 높이는 것이 바람직하다. 상기 후면투명전극(220)이 높은 광반사율 및 광흡수율을 가지기 위해서는 높은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the rear
따라서, 상기 후면투명전극(220)의 광반사율 및 광흡수율을 높이기 위해서는 상기 전면투명전극(210)보다 높은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 후면투명전극(220)은 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 한다.Therefore, it is preferable that the rear
예를 들어, 상기 전면투명전극(210)은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO 및 InOX:H 중 적어도 어느 하나의 것을 포함하는 투명 금속산화물 중 1종 이상의 물질로 선택될 수 있다.For example, the front
예를 들어, 상기 후면투명전극층(220)은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX:H 등이 포함되는 투명 금속산화물 중 어느 하나 이상의 것을 포함할 수 있다.For example, the rear
예를 들어, 상기 후면투명전극층(220)은 Au, Ag, Al, Ti 등을 포함하는 금속박막 중 1종 이상의 물질로 선택되고, 금속박막의 두께는 50nm 이하가 되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.For example, the rear
이때, 상기 금속박막의 두께가 50nm를 초과할 경우 상기 후면투명전극층(220)의 투명도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.At this time, if the thickness of the metal thin film exceeds 50 nm, the transparency of the rear
바람직하게는, 상기 후면투명전극(220)의 자유전자농도를 증가시키기 위해 상기 금속산화물에 알루미늄(Al) 또는 망간옥사이드(SnO2)를 도핑할 수 있다.Preferably, the metal oxide may be doped with aluminum (Al) or manganese oxide (SnO 2 ) to increase the free electron concentration of the rear
바람직하게는, 상기 알루미늄(Al)은 상기 금속산화물 중량대비 1.5중량% 내지 3중량% 도핑할 수 있다.Preferably, the aluminum (Al) may be doped in an amount of 1.5 wt% to 3 wt% based on the weight of the metal oxide.
이때, 상기 알루미늄이 1.5중량% 미만으로 도핑될 경우 낮은 알루미늄 농도로 인하여 자유전자농도 증가 및 광반사율 증가 효과가 미약할 수 있다.At this time, when the aluminum is doped to less than 1.5 wt%, the effect of increasing the free electron concentration and increasing the light reflectance may be insufficient due to low aluminum concentration.
이때, 상기 알루미늄이 3중량%를 초과하여 도핑될 경우, 높은 알루미늄 농도로 인하여 상기 후면투명전극(220)의 투명도가 저하될 수 있다.At this time, when the aluminum is doped in an amount exceeding 3% by weight, the transparency of the rear
바람직하게는, 상기 망간옥사이드(SnO2)는 상기 금속산화물의 중량대비 10중량% 내지 20중량% 도핑할 수 있다.Preferably, the manganese oxide (SnO 2 ) may be doped in an amount of 10 to 20 wt% based on the weight of the metal oxide.
이때, 상기 망간옥사이드가 10중량% 미만으로 도핑될 경우 낮은 망간 농도로 인해 자유전자농도 증가효과가 미약할 수 있다.At this time, when the manganese oxide is doped to less than 10 wt%, the effect of increasing the free electron concentration may be weak due to low manganese concentration.
이때, 상기 망간옥사이드가 20중량%를 초과하여 도핑될 경우 높은 망간 농도로 인해 상기 후면투명전극(220)의 투명도가 저하될 수 있다.At this time, when the manganese oxide is doped in excess of 20 wt%, the transparency of the rear
예를 들어, 상기 광흡수층(400)은 Si 결정계 및 박막계를 포함하는 실리콘계, Cu, In, 및 Se 를 포함하는 CIS계, Cd, Te을 포함하는 CdTe계 및 III족 및 V족 원소로 된 화합물을 다접합하여 구성되는 집광계를 포함하는 화합물계 및 염료감응, 페로브스카이트 또는 유기반도체를 이용하는 유무기박막이 포함된 유무기계의 광흡수층 중 1종 이상을 포함할 수 있다.For example, the
이때, 상기 전면투명전극(210)과 상기 광흡수층(400) 사이에 상기 전면투명전극(210) 상에 위치하는 제1버퍼층(310) 또는 상기 광흡수층(400)과 상기 후면투명전극(220) 사이에 상기 광흡수층(400) 상에 위치하는 제2버퍼층(320)을 더 포함할 수 있다. The
예를 들어, 상기 버퍼층은 Si:H의 산화물, Si:H의 불화물, Si:H의 질화물, Si:H의 탄화물, 게르마늄, 금속 나노입자, 니트릴계 화합물, 아미드계 화합물, 케톤계 화합물, 카보네이트계 화합물, 설폭사이드계 화합물, PEDOT:PSS, CuPC, C60, Au, Pentacene, LiF, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, ZnMgO, ZnInSex, InSex, In2S3 또는 In(OH)3를 포함하는 pn 또는 pin 접합형성을 위한 버퍼 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.For example, the buffer layer may include at least one selected from the group consisting of Si: H oxide, Si: H fluoride, Si: H nitride, Si: H carbide, germanium, metal nanoparticles, nitrile compound, amide compound, A pn or pin junction comprising a compound, a sulfoxide compound, PEDOT: PSS, CuPC, C60, Au, Pentacene, LiF, CdS, ZnS, ZnS, ZnMgO, ZnInSex, InSex, In2S3 or In And a buffer for the formation of the second layer.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 하판형 투과형 태양전지의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a bottom-type transmission type solar cell according to an embodiment of the present invention.
도4를 참조하면, 상기 하판형 투과형 태양전지는 투명기판(100), 상기 투명기판(100) 상에 위치하는 후면투명전극(220), 상기 후면투명전극(220) 상에 위치하는 광흡수층(400) 및 상기 광흡수층(400) 상에 위치하는 전면투명전극(210)을 포함할 수 있다.4, the lower transparent type solar cell includes a
예를 들어, 상기 투명기판(100)은 유리, 투명 플라스틱 및 이들의 혼합물 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.For example, the
또한, 상기 전면투명전극(210)은 광흡수층(400)에 많은 빛이 도달할 수 있도록 높은 광투과율을 가지는 것이 바람직하다. 상기 전면투명전극(210)이 높은 광투과율을 가지기 위해서는 낮은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 전면투명전극(210)은 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the front
바람직하게는, 상기 전면 투명전극(210)은 낮은 자유전자농도를 구현하기 위해 알루미늄(Al)이 1.5중량% 이하의 농도로 도핑될 수 있다.Preferably, the front
이때, 상기 알루미늄이 1.5중량%를 초과하여 도핑될 경우 높은 알루미늄 농도로 인해 광투과율이 하락하는 문제가 발생할 수 있다.At this time, when the aluminum is doped in more than 1.5 wt%, the light transmittance may be lowered due to high aluminum concentration.
이때, 상기 전면투명전극(210)은 전자이동도를 향상시키기 위해 입자성장이 유도된 것을 특징으로 한다.At this time, the front
이때, 상기 입자성장은 200°C 내지 400°C의 온도에서 상기 전면투명전극의 증착을 수행함으로써 유도될 수 있다.At this time, the grain growth can be induced by performing the deposition of the front transparent electrode at a temperature of 200 ° C to 400 ° C.
이때, 상기 입자성장은 전면투명전극(210)의 증착 후 100°C 내지 300°C의 온도에서 0.5시간 내지 1시간 열처리를 수행함으로써 유도될 수 있다.At this time, the grain growth can be induced by performing heat treatment at a temperature of 100 ° C to 300 ° C for 0.5 hour to 1 hour after the deposition of the front
이때, 상기 전면투명전극(210)은 전기전도도 측면에서 낮은 자유전자농도를 보상하기 위해 40cm2/V·s 이상의 전자이동도를 가지는 것을 특징으로 한다.At this time, the front
이때, 상기 전면 투명전극(210)은 증착시 입자(grain) 성장을 통해 전자이동도를 향상할 수 있다.At this time, the front
예를 들어, 상기 전면투명전극(210)은 상기 입자 성장을 위해 200°C 내지 400°C의 온도에서 증착을 수행한 것을 특징으로 한다.For example, the front
예를 들어, 상기 전면투명전극(210)은 상기 입자 성장을 위해 전면투명전극의 증착 후 200°C 내지 400°C의 온도에서 0.5시간 내지 1시간 열처리를 수행한 것을 특징으로 한다For example, the front
또한, 상기 후면투명전극(220)은 광흡수층(400)을 통해 나온 입사광을 다시 반사 및 흡수하여 광흡수층(400)의 광흡수율을 높이는 것이 바람직하다. 상기 후면투명전극(220)이 높은 광반사율 및 광흡수율을 가지기 위해서는 높은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the rear
따라서, 상기 후면투명전극(220)의 광반사율 및 광흡수율을 높이기 위해서는 상기 전면투명전극(210)보다 높은 자유전자농도를 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 후면투명전극(220)은 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 한다.Therefore, it is preferable that the rear
예를 들어, 상기 전면투명전극(210)은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO 및 InOX:H 중 적어도 어느 하나의 것을 포함하는 투명 금속산화물 중 1종 이상의 물질로 선택될 수 있다.For example, the front
예를 들어, 상기 후면투명전극층은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX:H 등이 포함되는 투명 금속산화물 중 어느 하나 이상의 것을 포함할 수 있다.For example, the rear transparent electrode layer may include at least one of transparent metal oxides including ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, and InOX: H.
예를 들어, 상기 후면투명전극층은 Au, Ag, Al, Ti 등을 포함하는 금속박막 중 1종 이상의 물질로 선택되고, 금속박막의 두께는 50nm 이하가 되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.For example, the rear transparent electrode layer is formed of at least one material selected from the group consisting of Au, Ag, Al, Ti, and the like, and the metal thin film is formed to have a thickness of 50 nm or less.
바람직하게는, 상기 후면투명전극(220)의 자유전자농도를 증가시키기 위해 상기 금속산화물에 알루미늄(Al) 또는 망간옥사이드(SnO2)를 도핑할 수 있다.Preferably, the metal oxide may be doped with aluminum (Al) or manganese oxide (SnO 2 ) to increase the free electron concentration of the rear
바람직하게는, 상기 알루미늄(Al)은 상기 금속산화물 중량대비 1.5중량% 내지 3중량% 도핑할 수 있다.Preferably, the aluminum (Al) may be doped in an amount of 1.5 wt% to 3 wt% based on the weight of the metal oxide.
이때, 상기 알루미늄이 1.5중량% 미만으로 도핑될 경우 낮은 알루미늄 농도로 인하여 자유전자농도 증가 및 광반사율 증가 효과가 미약할 수 있다.At this time, when the aluminum is doped to less than 1.5 wt%, the effect of increasing the free electron concentration and increasing the light reflectance may be insufficient due to low aluminum concentration.
이때, 상기 알루미늄이 3중량%를 초과하여 도핑될 경우, 높은 알루미늄 농도로 인하여 상기 후면투명전극(220)의 투명도가 저하될 수 있다.At this time, when the aluminum is doped in an amount exceeding 3% by weight, the transparency of the rear
바람직하게는, 상기 망간옥사이드(SnO2)는 상기 금속산화물의 중량대비 10중량% 내지 20중량% 도핑할 수 있다.Preferably, the manganese oxide (SnO 2 ) may be doped in an amount of 10 to 20 wt% based on the weight of the metal oxide.
이때, 상기 망간옥사이드가 10중량% 미만으로 도핑될 경우 낮은 망간 농도로 인해 자유전자농도 증가효과가 미약할 수 있다.At this time, when the manganese oxide is doped to less than 10 wt%, the effect of increasing the free electron concentration may be weak due to low manganese concentration.
이때, 상기 망간옥사이드가 20중량%를 초과하여 도핑될 경우 높은 망간 농도로 인해 상기 후면투명전극(220)의 투명도가 저하될 수 있다.At this time, when the manganese oxide is doped in excess of 20 wt%, the transparency of the rear
예를 들어, 상기 광흡수층(400)은 Si 결정계 및 박막계를 포함하는 실리콘계, Cu, In, 및 Se 를 포함하는 CIS계, Cd, Te을 포함하는 CdTe계 및 III족 및 V족 원소로 된 화합물을 다접합하여 구성되는 집광계를 포함하는 화합물계 및 염료감응, 페로브스카이트 또는 유기반도체를 이용하는 유무기박막이 포함된 유무기계의 광흡수층 중 1종 이상을 포함할 수 있다.For example, the
이때, 상기 후면투명전극(220)과 상기 광흡수층(400) 사이에 상기 후면투명전극(220) 상에 위치하는 제1버퍼층(310) 또는 상기 광흡수층(400)과 상기 전면투명전극(210) 사이에 상기 광흡수층(400) 상에 위치하는 제2버퍼층(320)을 더 포함할 수 있다. The
예를 들어, 상기 버퍼층은 Si:H의 산화물, Si:H의 불화물, Si:H의 질화물, Si:H의 탄화물, 게르마늄, 금속 나노입자, 니트릴계 화합물, 아미드계 화합물, 케톤계 화합물, 카보네이트계 화합물, 설폭사이드계 화합물, PEDOT:PSS, CuPC, C60, Au, Pentacene, LiF, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, ZnMgO, ZnInSex, InSex, In2S3 또는 In(OH)3를 포함하는 pn 또는 pin 접합형성을 위한 버퍼 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.For example, the buffer layer may include at least one selected from the group consisting of Si: H oxide, Si: H fluoride, Si: H nitride, Si: H carbide, germanium, metal nanoparticles, nitrile compound, amide compound, A pn or pin junction comprising a compound, a sulfoxide compound, PEDOT: PSS, CuPC, C60, Au, Pentacene, LiF, CdS, ZnS, ZnS, ZnMgO, ZnInSex, InSex, In2S3 or In And a buffer for the formation of the second layer.
도 5는 투명전극의 자유전자농도에 따른 투과도 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a change in transmittance according to a free electron concentration of a transparent electrode.
도 5를 참조하면, 투명전극의 자유전자농도가 낮은 경우, 입사광의 전파장 영역에서 높은 투과도를 보이는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, when the concentration of free electrons in the transparent electrode is low, it can be seen that the transmittance is high in the propagation region of the incident light.
또한, 투명전극의 자유전자농도가 높은 경우, 600nm 이상의 장파장 영역에서 투과도가 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 투명전극이 높은 자유전자농도를 가질 경우 장파장 영역의 빛을 반사 또는 흡수함을 의미한다.In addition, when the free electron concentration of the transparent electrode is high, the transmittance decreases in a long wavelength region of 600 nm or more. This means that the transparent electrode reflects or absorbs light in the long wavelength region when it has a high free electron concentration.
따라서, 입사광에 대한 높은 투과도를 가져야하는 전면투명전극(210)에는 낮은 자유전자농도를 가지는 투명전극이 적합함을 알 수 있으며, 광흡수층의 효율을 높이기 위해 후면투명전극은 입사광을 반사 및 흡수해야 하므로 후면투명전극으로는 높은 자유전자농도를 가지는 투명전극이 적합하다.Therefore, it can be seen that a transparent electrode having a low free electron density is suitable for the front
상기에 전술한 바와 같이, 본 발명은 전면투명전극의 입사광에 대한 투과도를 높이고, 후면투명전극의 입사광에 대한 반사율 및 흡수율을 높임으로써, 전면투명전극의 자유전자농도가 후면투명전극의 자유전자농도보다 낮은 것을 특징으로 하는 태양전지를 형성하여 광흡수층의 광흡수율을 높인 고효율 투광형 태양전지를 제공한다.As described above, according to the present invention, the transmittance of the front transparent electrode to the incident light is increased, and the reflectance and absorptivity of the rear transparent electrode with respect to the incident light are increased, so that the free electron concentration of the front transparent electrode becomes higher than the free electron concentration The light absorption rate of the light absorption layer is increased, and a high efficiency light projecting type solar cell is provided.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
100 : 투명기판
210 : 전면투명전극
220 : 후면투명전극
310 : 제1버퍼층
320 : 제2버퍼층
400 : 광흡수층100: transparent substrate
210: front transparent electrode
220: rear transparent electrode
310: first buffer layer
320: second buffer layer
400: light absorbing layer
Claims (21)
상기 투명기판 상에 위치하는 전면투명전극;
상기 전면투명전극 상에 위치하는 광흡수층; 및
상기 광흡수층 상에 위치하는 후면투명전극을 포함하고,
상기 전면투명전극의 자유전자 농도는, 상기 후면투명전극의 자유전자 농도보다 낮은 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극은, 입사광 전파장 영역에 대한 투과율을 높이기 위하여 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 하고 상기 후면투명전극은 가시광 및 적외선 파장 영역에 대한 반사율 및 흡수율을 높이기 위하여 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극의 낮은 자유전자농도를 보상하기 위하여 상기 전면투명전극의 전자이동도는 40cm2/V·s 이상인 투과형 태양전지.A transparent substrate;
A front transparent electrode disposed on the transparent substrate;
A light absorbing layer disposed on the front transparent electrode; And
And a rear transparent electrode positioned on the light absorbing layer,
Wherein the free electron concentration of the front transparent electrode is lower than the free electron concentration of the rear transparent electrode,
The front transparent electrode has a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or less in order to increase the transmittance to the incident light propagation region. The rear transparent electrode has reflectance and absorptivity for visible and infrared wavelength regions, And has a free electron concentration of 2 x 10 < 20 > cm < 3 >
Wherein the front transparent electrode has an electron mobility of 40 cm 2 / V · s or more to compensate for a low free electron concentration of the front transparent electrode.
상기 투명기판 상에 위치하는 후면투명전극;
상기 후면투명전극 상에 위치하는 광흡수층; 및
상기 광흡수층 상에 위치하는 전면투명전극을 포함하고,
상기 전면투명전극의 자유전자 농도는, 상기 후면투명전극의 자유전자 농도보다 낮은 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극은, 입사광 전파장 영역에 대한 투과율을 높이기 위하여 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 하고 상기 후면투명전극은 가시광 및 적외선 파장 영역에 대한 반사율 및 흡수율을 높이기 위하여 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극의 낮은 자유전자농도를 보상하기 위하여 상기 전면투명전극의 전자이동도는 40cm2/V·s 이상인 투과형 태양전지.A transparent substrate;
A rear transparent electrode disposed on the transparent substrate;
A light absorbing layer disposed on the rear transparent electrode; And
And a front transparent electrode disposed on the light absorption layer,
Wherein the free electron concentration of the front transparent electrode is lower than the free electron concentration of the rear transparent electrode,
The front transparent electrode has a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or less in order to increase the transmittance to the incident light propagation region. The rear transparent electrode has reflectance and absorptivity for visible and infrared wavelength regions, And has a free electron concentration of 2 x 10 < 20 > cm < 3 >
Wherein the front transparent electrode has an electron mobility of 40 cm 2 / V · s or more to compensate for a low free electron concentration of the front transparent electrode.
상기 투명기판은 유리, 투명 플라스틱 및 이들의 혼합물 중 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the transparent substrate comprises any one selected from the group consisting of glass, transparent plastic, and mixtures thereof.
상기 전면투명전극은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO 및 InOX:H 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the front transparent electrode comprises at least one selected from the group consisting of ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, and InOX: H.
상기 후면투명전극은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX:H 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the rear transparent electrode comprises at least one selected from the group consisting of ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX: H, and mixtures thereof.
상기 후면투명전극은 Au, Ag, Al 또는 Ti 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속박막이고, 이때 금속박막의 두께가 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the rear transparent electrode is a metal thin film including at least one of Au, Ag, Al, and Ti, wherein the thickness of the metal thin film is 50 nm or less.
상기 전면투명전극 및 상기 광흡수층 사이에 상기 전면투명전극 상에 위치하는 제1버퍼층 또는 상기 광흡수층 및 상기 후면투명전극 사이에 상기 광흡수층 상에 위치하는 제2버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지.The method according to claim 1,
A first buffer layer positioned on the front transparent electrode or a second buffer layer disposed on the light absorbing layer between the light absorbing layer and the rear transparent electrode between the front transparent electrode and the light absorbing layer Transmissive solar cell.
상기 후면투명전극 및 상기 광흡수층 사이에 상기 후면투명전극 상에 위치하는 제1버퍼층 또는 상기 광흡수층 및 상기 전면투명전극 사이에 상기 광흡수층 상에 위치하는 제2버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지.3. The method of claim 2,
A first buffer layer disposed on the rear transparent electrode between the rear transparent electrode and the light absorbing layer or a second buffer layer disposed on the light absorbing layer between the light absorbing layer and the front transparent electrode. Transmissive solar cell.
상기 버퍼층은 PEDOT:PSS, CuPC, C60, Au, Pentacene, LiF, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, ZnMgO, ZnInSex, InSex, In2S3 및 In(OH)3를 포함하는 pn 또는 pin 접합형성을 위한 버퍼 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지.10. The method according to claim 8 or 9,
The buffer layer may include a buffer for forming a pn or pin junction comprising PEDOT: PSS, CuPC, C60, Au, Pentacene, LiF, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, ZnMgO, ZnInSex, InSex, In2S3 and In And at least one of the first electrode and the second electrode comprises at least one electrode.
상기 전면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계; 및
상기 광흡수층 상에 후면투명전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 전면투명전극의 자유전자 농도는, 상기 후면투명전극의 자유전자 농도보다 낮은 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극은, 입사광 전파장 영역에 대한 투과율을 높이기 위하여 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 하고 상기 후면투명전극은 가시광 및 적외선 파장 영역에 대한 반사율 및 흡수율을 높이기 위하여 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극의 낮은 자유전자농도를 보상하기 위하여 상기 전면투명전극의 전자이동도는 40cm2/V·s 이상인 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극을 형성하는 단계에서, 상기 전면투명전극을 증착 후 열처리를 수행하여 입자 성장을 유도하여 전자이동도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.Forming a front transparent electrode on the transparent substrate;
Forming a light absorption layer on the front transparent electrode; And
And forming a rear transparent electrode on the light absorbing layer,
Wherein the free electron concentration of the front transparent electrode is lower than the free electron concentration of the rear transparent electrode,
The front transparent electrode has a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or less in order to increase the transmittance to the incident light propagation region. The rear transparent electrode has reflectance and absorptivity for visible and infrared wavelength regions, And has a free electron concentration of 2 x 10 < 20 > cm < 3 >
In order to compensate for the low free electron concentration of the front transparent electrode, the electron mobility of the front transparent electrode is not less than 40 cm 2 / V · s,
Wherein the front transparent electrode is formed by depositing the front transparent electrode and then performing heat treatment to induce grain growth to increase the electron mobility.
상기 후면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계; 및
상기 광흡수층 상에 전면투명전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 전면투명전극의 자유전자 농도는, 상기 후면투명전극의 자유전자 농도보다 낮은 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극은, 입사광 전파장 영역에 대한 투과율을 높이기 위하여 2 x 1020 cm-3 이하의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 하고 상기 후면투명전극은 가시광 및 적외선 파장 영역에 대한 반사율 및 흡수율을 높이기 위하여 2 x 1020 cm-3 이상의 자유전자농도를 가지는 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극의 낮은 자유전자농도를 보상하기 위하여 상기 전면투명전극의 전자이동도는 40cm2/V·s 이상인 것을 특징으로 하고,
상기 전면투명전극을 형성하는 단계에서, 상기 전면투명전극을 증착 후 열처리를 수행하여 입자 성장을 유도하여 전자이동도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.Forming a rear transparent electrode on the transparent substrate;
Forming a light absorption layer on the rear transparent electrode; And
And forming a front transparent electrode on the light absorbing layer,
Wherein the free electron concentration of the front transparent electrode is lower than the free electron concentration of the rear transparent electrode,
The front transparent electrode has a free electron concentration of 2 x 10 20 cm -3 or less in order to increase the transmittance to the incident light propagation region. The rear transparent electrode has reflectance and absorptivity for visible and infrared wavelength regions, And has a free electron concentration of 2 x 10 < 20 > cm < 3 >
In order to compensate for the low free electron concentration of the front transparent electrode, the electron mobility of the front transparent electrode is not less than 40 cm 2 / V · s,
Wherein the front transparent electrode is formed by depositing the front transparent electrode and then performing heat treatment to induce grain growth to increase the electron mobility.
상기 투명기판은 유리, 투명 플라스틱 및 이들의 혼합물 중 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein the transparent substrate comprises at least one selected from the group consisting of glass, transparent plastic, and mixtures thereof.
상기 투명기판 상에 전면투명전극을 형성하는 단계 및 상기 전면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계 사이에, 상기 전면투명전극 상에 제1버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.12. The method of claim 11,
Further comprising the step of forming a first buffer layer on the front transparent electrode between the step of forming a front transparent electrode on the transparent substrate and the step of forming a light absorbing layer on the front transparent electrode, A method of manufacturing a solar cell.
상기 전면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계 및 상기 광흡수층 상에 후면투명전극을 형성하는 단계 사이에, 상기 광흡수층 상에 제2버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.12. The method of claim 11,
Further comprising the step of forming a second buffer layer on the light absorbing layer between the step of forming a light absorbing layer on the front transparent electrode and the step of forming a rear transparent electrode on the light absorbing layer Gt;
투명기판 상에 후면투명전극을 형성하는 단계 및 상기 후면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계 사이에, 상기 후면투명전극 상에 제1버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.13. The method of claim 12,
Further comprising the step of forming a first buffer layer on the rear transparent electrode between the step of forming a rear transparent electrode on the transparent substrate and the step of forming a light absorbing layer on the rear transparent electrode, Gt;
상기 후면투명전극 상에 광흡수층을 형성하는 단계 및 상기 광흡수층 상에 전면투명전극을 형성하는 단계 사이에,
상기 광흡수층 상에 제2버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.13. The method of claim 12,
Between the step of forming a light absorbing layer on the rear transparent electrode and the step of forming a front transparent electrode on the light absorbing layer,
And forming a second buffer layer on the light absorption layer.
상기 전면투명전극은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO 및 InOX:H 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein the front transparent electrode comprises at least one selected from the group consisting of ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, and InOX: H.
상기 후면투명전극은 ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX:H 및 이들의 혼합물 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein the rear transparent electrode comprises at least one selected from the group consisting of ITO, AZO, GZO, BZO, IZO, IGZO, InOX: H and mixtures thereof.
상기 후면투명전극은 Au, Ag, Al 및 Ti 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속박막이고, 이때 금속박막의 두께가 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 투과형 태양전지의 제조방법.
13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein the rear transparent electrode is a metal thin film including at least one of Au, Ag, Al, and Ti, wherein the thickness of the metal thin film is 50 nm or less.
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| KR1020170171319A KR101976678B1 (en) | 2017-12-13 | 2017-12-13 | High-efficient transparent solar cell and its manufacturing method |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR101275840B1 (en) | 2009-04-20 | 2013-06-18 | 한국전자통신연구원 | Transparent Solar Cell |
| JP2014195007A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-09 | Hitachi Ltd | Photovoltaic power generation film with heat insulating function |
| KR101687991B1 (en) * | 2015-10-20 | 2016-12-20 | 한국과학기술원 | Heat rejection semi-transparent solar cell |
| JP6072904B2 (en) * | 2013-05-14 | 2017-02-01 | 三菱電機株式会社 | Photovoltaic element and manufacturing method thereof |
-
2017
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