KR102025091B1 - CZT(S,Se)계 박막, 시드가 형성된 전구체층을 이용하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법 및 CZT(S,Se)계 박막 태양전지와 그 제조방법 - Google Patents
CZT(S,Se)계 박막, 시드가 형성된 전구체층을 이용하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법 및 CZT(S,Se)계 박막 태양전지와 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 태양전지용 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 표면에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성하는 단계; 상기 전구체층을 Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 동시진공증발 공정을 수행하는 과정에서 기판을 150~320℃의 온도 범위로 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 시드가 형성될 수 있는 온도에서 동시진공증발공정으로 전구체층을 형성함으로써, 셀렌화 또는 황화 열처리 과정에서 균일하게 CZT(S,Se) 형성되어 CZT(S,Se) 박막의 품질이 향상되는 효과가 있다.
또한, 시드가 형성된 전구체층에 대하여 셀렌화 또는 황화 열처리를 수행하기 때문에, 상대적으로 높은 온도에서 짧은 시간동안 열처리를 수행하여 고품질의 CZT(S,Se)계 박막을 형성할 수 있으며, 결국 제조 시간과 에너지가 감소하여 제조비용이 낮아지는 뛰어난 효과가 있다.
본 발명은, 시드가 형성될 수 있는 온도에서 동시진공증발공정으로 전구체층을 형성함으로써, 셀렌화 또는 황화 열처리 과정에서 균일하게 CZT(S,Se) 형성되어 CZT(S,Se) 박막의 품질이 향상되는 효과가 있다.
또한, 시드가 형성된 전구체층에 대하여 셀렌화 또는 황화 열처리를 수행하기 때문에, 상대적으로 높은 온도에서 짧은 시간동안 열처리를 수행하여 고품질의 CZT(S,Se)계 박막을 형성할 수 있으며, 결국 제조 시간과 에너지가 감소하여 제조비용이 낮아지는 뛰어난 효과가 있다.
Description
본 발명은 태양전지용 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 CZT(S,Se)계 박막에 관한 것으로, 동시진공증발공정과 열처리를 적용하여 태양전지용 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 방법에 대한 것이다.
최근 심각한 환경오염 문제와 화석 에너지 고갈로 차세대 청정에너지 개발에 대한 중요성이 증대되고 있다. 그 중에서도 태양전지는 태양 에너지를 직접 전기 에너지로 전환시키는 장치로서, 공해가 적고, 자원이 무한적이며 반영구적인 수명을 가지고 있어 미래 에너지 문제를 해결할 수 있는 에너지원으로 기대되고 있다.
태양전지는 광흡수층으로 사용되는 물질에 따라서 다양한 종류로 구분되며, 현재 가장 많이 사용되는 것은 실리콘을 이용한 실리콘 태양전지이다. 그러나 최근 실리콘의 공급부족으로 가격이 급등하면서 박막형 태양전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 박막형 태양전지는 얇은 두께로 제작되므로 재료의 소모량이 적고, 무게가 가볍기 때문에 활용범위가 넓다. 이러한 박막형 태양전지의 재료로는 비정질 실리콘과 CdTe, CIS계(CuInSe2, CuIn1-xGaxSe2, CuIn1-xGaxS2 등)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그러나 CIS계에 사용되는 In은 상대적 매장량이 적은 희소원소로 디스플레이 산업에 이용되는 ITO 소재의 수요에 의해 그 가격도 상승 추세에 있어 양산화에 하나의 걸림돌로 작용할 수 있다. 이를 극복하고 저가 태양전지 개발에 이용하기 위해 희소원소인 In과 Ga을 범용원소인 Zn 및 Sn으로 대체하는 Cu2ZnSnSe4 (CZTSe) 및 Cu2ZnSnS4 (CZTS)와 같은 화합물 반도체가 CIGS계 박막 재료의 대안으로써 활발히 연구되고 있는데, 이들은 0.8 eV (CZTSe)부터 1.5 eV (CZTS)까지의 에너지 밴드갭을 갖는 것으로 알려져 있다.
CZT(S,Se)계 박막 태양전지를 제조하는 방법은 다양하게 연구되고 있는데, CIS계 태양전지에서 최고효율을 달성하고 있는 동시진공증발공정은, CZT(S,Se)계 박막 태양전지에 대해서는 스퍼터링 후 황화 또는 셀렌화 공정을 거치는 2단계 방법에 비해 상대적으로 연구의 결과가 적다. 이는 동시진공증발 공정 중 Sn이 Se와 만나 증발되고 증착되지 못하여 박막 내 Sn 손실을 발생시켜 에너지 변환효율을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 동시진공증발공정을 적용하여 고품질의 태양전지용 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양전지용 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 표면에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성하는 단계; 상기 전구체층을 Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 동시진공증발 공정을 수행하는 과정에서 기판을 150~320℃의 온도 범위로 유지하는 것을 특징으로 한다.
대한민국 공개특허 10-2016-0021967은 동시진공증발 공정 이후에 열처리를 수행하고 있으나, 동시진공증발 공정과 열처리 과정에서 S나 Se를 사용하지 않고, 별도의 공정으로 S나 Se를 추가하는 기술인 점에서 본 발명과 차이가 있다.
대한민국 등록특허 10-1358055는 Se를 함께 동시진공증발하지만, 연속공정으로 셀렌화까지 수행하며, 그 과정에서 Sn의 손실되는 것을 방지하기 위하여 Cu와 Se를 추가로 증착하는 점에서 본 발명과 차이가 있다.
본 발명은 기판을 150~320℃의 온도 범위로 유지하면서 전구체층을 형성하여 전구체층에 시드가 형성되며, 150℃보다 낮은 범위에서는 시드가 형성되지 않고, 320℃보다 높은 범위에서는 CZT(S,Se)가 합성되는 문제가 있다. 이때, 충분한 시드의 형성을 위해서는 기판을 200~320℃의 온도 범위로 유지하면서 전구체층을 형성하는 더욱 바람직하다.
그리고 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 수행하기 전에, 전구체층의 온도를 100℃ 이하로 냉각하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
열처리는 350~650℃의 온도범위에서 수행될 수 있으며, 본 발명은 전구체층의 시드가 형성되어 있기 때문에 상대적으로 높은 온도범위에서 빠르게 열처리를 수행하여도 뛰어난 품질의 CZT(S,Se)계 박막을 형성할 수 있으므로, 550~650℃의 온도 범위에서 열처리를 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 다른 형태에 의한, CZT(S,Se)계 박막은, 기판 상에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성한 뒤에, Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 형성되며, 동시진공증발 공정에서 기판의 온도를 150~320℃ 범위로 유지하여 시드가 형성되도록 함으로써 박막의 품질이 향상된 것을 특징으로 한다.
열처리를 수행하기 전에, 시드가 형성된 전구체층을 100℃ 이하로 냉각한 다음 열처리가 수행하면, 시드가 안정화된 상태에서 열처리를 수행하게 되어, CZT(S,Se)계 박막의 품질이 향상된다.
550~650℃의 온도범위에서 열처리한 경우에, 제조시간과 비용이 감소하면서도 CZT(S,Se)계 박막의 품질이 뛰어나다.
본 발명의 또 다른 형태에 의한, CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 제조방법은, CZT(S,Se)계 박막을 광흡수층으로 구비한 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 제조방법으로서, 상기 광흡수층을 형성하는 공정이, 하부전극층의 표면에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성하는 단계; 및 상기 전구체층을 Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 동시진공증발 공정을 수행하는 과정에서 기판을 150~320℃의 온도 범위로 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기판을 150~320℃의 온도 범위로 유지하면서 전구체층을 형성하여 전구체층에 시드가 형성되며, 150℃보다 낮은 범위에서는 시드가 형성되지 않고, 320℃보다 높은 범위에서는 CZT(S,Se)가 합성되는 문제가 있다. 이때, 충분한 시드의 형성을 위해서는 기판을 200~320℃의 온도 범위로 유지하면서 전구체층을 형성하는 더욱 바람직하다.
그리고 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 수행하기 전에, 전구체층의 온도를 100℃ 이하로 냉각하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
열처리는 350~650℃의 온도범위에서 수행될 수 있으며, 본 발명은 전구체층의 시드가 형성되어 있기 때문에 상대적으로 높은 온도범위에서 빠르게 열처리를 수행하여도 뛰어난 품질의 CZT(S,Se)계 박막을 형성할 수 있으므로, 550~650℃의 온도 범위에서 열처리를 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 마지막 형태에 의한, CZT(S,Se)계 박막 태양전지는, CZT(S,Se)계 박막을 광흡수층으로 구비한 CZT(S,Se)계 박막 태양전지로서, 상기 광흡수층이, 하부전극층 위에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성한 뒤에, Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 형성되며, 동시진공증발 공정에서 기판의 온도를 150~320℃ 범위로 유지하여 시드가 형성되도록 함으로써 발전효율이 향상된 것을 특징으로 한다.
열처리를 수행하기 전에, 시드가 형성된 전구체층을 100℃ 이하로 냉각한 다음 열처리가 수행하면, 시드가 안정화된 상태에서 열처리를 수행하게 되어, CZT(S,Se)계 박막의 품질이 향상됨으로써 태양전지의 효율도 향상된다.
550~650℃의 온도범위에서 열처리한 경우에, 제조시간과 비용이 감소하면서도 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 효율이 뛰어나다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 시드가 형성될 수 있는 온도에서 동시진공증발공정으로 전구체층을 형성함으로써, 셀렌화 또는 황화 열처리 과정에서 균일하게 CZT(S,Se) 형성되어 CZT(S,Se) 박막의 품질이 향상되는 효과가 있다.
또한, 시드가 형성된 전구체층에 대하여 셀렌화 또는 황화 열처리를 수행하기 때문에, 상대적으로 높은 온도에서 짧은 시간동안 열처리를 수행하여 고품질의 CZT(S,Se)계 박막을 형성할 수 있으며, 결국 제조 시간과 에너지가 감소하여 제조비용이 낮아지는 뛰어난 효과가 있다.
나아가, 본 발명은, 품질이 뛰어난 CZT(S,Se)계 박막을 형성함으로써, CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따라 형성된 전구체층의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 두 번째 실시예에 따라 형성된 전구체층의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 방법에 따라서 형성된 CZTSe 박막의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 9는 첫 번째 비교예에 따라 형성된 전구체층의 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 10은 두 번째 비교예에 따라 형성된 전구체층의 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 11 내지 도 14는 비교예의 방법에 따라서 형성된 CZTSe 박막의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 두 번째 실시예에 따라 형성된 전구체층의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 방법에 따라서 형성된 CZTSe 박막의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 9는 첫 번째 비교예에 따라 형성된 전구체층의 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 10은 두 번째 비교예에 따라 형성된 전구체층의 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 11 내지 도 14는 비교예의 방법에 따라서 형성된 CZTSe 박막의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
<실시예>
기판 준비
본 발명에 따라서 CZT(S,Se)계 박막을 형성하기 위한 기판을 준비한다.
본 실시예에서는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 기판으로 많이 사용되는 소다라임 유리기판에 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 하부전극층으로 많이 사용되는 몰리브덴층을 형성하고, 몰리브덴층의 표면에 CZTSe계 박막을 형성하였다.
전구체층 형성
몰리브덴층의 표면에 CZTSe 박막을 형성하기 위한 전구체층을 형성한다.
본 실시예에서는, 30분 동안 Cu와 Zn과 Sn 및 Se의 4성분 모두를 동시진공증발공정으로 증착하여 전구체층을 형성하였으며, 전구체층 형성을 위한 동시진공증발 공정 중에 기판의 온도를 300℃로 유지하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 전구체층의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
이는 추후에 확인할 비교예의 경우와는 달리, 동시진공증발 공정 중에 기판의 온도를 300℃로 유지함으로써, 전구체층에 CZTSe 박막 형성을 위한 시드(seed)가 형성된 모습을 확인할 수 있다.
이러한 시드가 형성되기 위해서는 기판을 150℃ 이상의 온도로 가열하여야 하며, 이보다 낮은 온도에서는 시드가 형성되지 않고 미반응상태의 전구체층이 형성되거나 시드가 매우 적게 형성되는 단점이 있으며, 바람직하게는 200℃ 이상의 온도로 가열하는 것이 좋다.
그리고 기판의 온도가 너무 높은 경우에는 시드가 아닌 CZTSe 가 곧바로 합성되는 문제가 생기므로, 전구체층을 형성하는 기판의 온도는 320℃ 이하인 것이 좋다.
CZTSe 박막 형성
본 실시예에 따라서 시드가 형성된 전구체층에 대하여, CZTSe 박막 형성을 위한 셀렌화 열처리를 수행하였다. 이때, 전구체층 형성 과정에서 가열되었던 기판의 온도가 실온으로 내려올 때까지 기다렸다가, 셀렌화 열처리를 수행하였다. 본 실시예에 따른 방법에서 전구체층에 형성된 시드는 완전한 반응에 의해서 CZTSe를 형성한 상태가 아니고, 중간형태 쯤에 해당하는 상태이며, 처음 생성된 300℃ 부근의 고온에서는 불안정 상태이거나 상대적으로 불안정한 준안정 상태이다. 이때, 시드가 불안정한 상태인 채로 곧바로 열처리를 수행하는 경우에, 시드가 없어지거나 다른 형태로 변형될 위험이 있으므로, 시드를 안정화하기 위하여 전구체층을 실온까지 냉각한 뒤에 열처리를 수행하였다. 본 실시예에는 시드를 안정화시키기 위하여 실온까지 냉각하였으나, 꼭 실온까지 냉각을 하여야 하는 것은 아니며 100℃이하로 냉각하면 시드가 상대적으로 안정화되는 효과를 얻을 수 있다.
셀렌화 열처리는, RTA 장비에 셀렌 가스를 채워서 다양한 온도로 수행하였으며, 열처리 시간은 5분 정도로 매우 짧게 진행하였다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 방법에 따라서 형성된 CZTSe 박막의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 2 내지 도 5는 각각 580℃, 600℃, 620℃ 및 630℃에서 셀렌화 열처리하여 형성된 CZTSe 박막이다.
본 실시예의 방법으로 형성된 CZTSe 박막은 품질이 좋은 것을 확인할 수 있다. 특히 추후에 확인할 비교예에 의해서 형성된 CZTSe 박막에 비해서도 품질이 매우 뛰어난 것을 알 수 있다.
특히, 본 실시예의 방법은 빠르게 고온의 열처리를 수행할 수 있는 RTA 장비를 사용하여 5분여의 매우 짧은 시간동안 열처리를 수행하기 위하여, 일반적으로 셀렌화 열처리가 수행되는 온도인 350℃~550℃의 온도 범위보다도 더 높은 580℃ 이상의 온도범위에서 열처리를 수행하였음에도 불구하고 뛰어난 품질로 형성되었다.
이로부터 본 실시예에 따라서 전구체층에 시드를 형성한 뒤에 셀렌화 열처리를 수행하는 경우에는, 종래보다 높은 온도에서 셀렌화 열처리를 수행하여 짧은 시간동안 셀렌화 열처리를 수행하여도 품질이 뛰어난 CZTSe 박막을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
<비교예>
기판 준비
상기한 실시예에서와 같이, 소다라임 유리기판에 몰리브덴층을 형성하고, 몰리브덴층의 표면에 CZTSe계 박막을 형성하였다.
전구체층 형성
30분 동안 Cu와 Zn과 Sn 및 Se의 4성분 모두를 동시진공증발공정으로 증착하여 전구체층을 형성하는 것은 동일하지만, 비교예에서는 기판에 열을 가하지 않은 상태에서 동시진공증발공정을 수행하였다.
도 6은 비교예에 따라 형성된 전구체층의 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 1에서 확인되는 전구체층은, 본 발명의 실시예에 따라 형성된 전구체층과 달리, 매끈한 단면을 가지는 전구체층이 형성된 것을 확인할 수 있다. 이로부터 시드를 형성한 실시예의 경우와 달리, Cu와 Zn과 Sn 및 Se의 4성분이 반응 없이 단순 혼합 상태로 증착된 상태인 것을 알 수 있다.
CZTSe 박막 형성
시드가 형성되지 않은 전구체층에 대하여, CZTSe 박막 형성을 위한 셀렌화 열처리를 수행하였다.
셀렌화 열처리는, 상기한 실시예의 경우와 동일한 RTA 장비에 셀렌 가스를 채워서, 다양한 온도로 약 5분동안 수행하였다.
도 7 내지 도 10은 비교예의 방법에 따라서 형성된 CZTSe 박막의 표면과 단면을 촬영한 전자현미경 사진이다.
도 7 내지 도 10은 각각 580℃와 600℃와 620℃ 및 640℃에서 셀렌화 열처리하여 형성된 CZTSe 박막이다.
도 2 내지 도 5에 도시된, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 CZTSe에 비하여 박막의 품질이 매우 나쁜 것을 확인할 수 있다.
이는 종래에 상대적으로 낮은 온도에서 오랜 시간에 걸쳐서 셀렌화 열처리를 수행하여 CZTSe박막을 형성한 경우와 달리, 580℃ 이상의 고온에서 셀렌화 열처리를 수행함으로써, 매우 짧은 5분 동안만 열처리를 수행하였음에도 전구체층 전체에서 과격한 반응이 발생하였기 때문인 것으로 생각된다.
결국, 전구체층에 시드가 형성되지 않은 비교예의 방법으로는 셀렌화 열처리를 수행할 수 있는 온도 범위가 매우 제한되고, 고온에서 빠른 속도로 CZTSe 박막을 형성하는 경우에 박막의 품질이 매우 저하되는 것을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 것과 같이, Cu와 Zn과 Sn 및 Se의 4성분 모두를 동시진공증발공정으로 증착하는 전구체층 형성 단계와 전구체층을 셀렌화 열처리하여 CZTSe 박막 형성 단계를 분리하여 수행하되, 전구체층 형성을 위한 동시진공증발공정에서 기판에 열을 가하는 경우, 전구체층에 CZTSe 박막 형성에 유리한 시드가 형성되어 일반적인 셀렌화 열처리 보다 높은 온도에서 짧게 열처리를 수행하여도 매우 뛰어난 품질의 CZTSe 박막의 형성할 수 있다.
이로부터, 본 발명에 따르면 셀렌화 열처리에 소요되는 시간과 에너지가 절약되어, 전체 CZT(S,Se)계 박막을 제조하는 시간과 에너지가 절약됨으로써, 공정비용이 낮아지느 효과가 있다.
이와 같이, 품질이 뛰어난 CZT(S,Se)계 박막을 이용하여 제조된 CZT(S,Se)계 박막 태양전지는, 제조 비용을 줄일 수 있으면서 효율은 상대적으로 뛰어난 CZT(S,Se)계 박막 태양전지를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (16)
- 기판을 준비하는 단계;
상기 기판의 표면에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성하는 단계;
상기 전구체층을 Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 동시진공증발 공정을 수행하는 과정에서 기판을 150~320℃의 온도 범위로 유지하여 상기 전구체층에 시드를 형성하는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 동시진공증발 공정을 수행하는 과정에서 기판을 200~320℃의 온도 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 수행하기 전에,
상기 전구체층의 온도를 100℃ 이하로 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 열처리가 350~650℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 열처리가 550~650℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법.
- 기판 상에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성한 뒤에, Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 형성되며, 동시진공증발 공정에서 기판의 온도를 150~320℃ 범위로 유지하여 시드가 형성되도록 함으로써 박막의 품질이 향상된 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막.
- ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈청구항 6에 있어서,
상기 열처리를 수행하기 전에, 시드가 형성된 전구체층을 100℃ 이하로 냉각한 다음 열처리가 수행된 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막.
- ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈청구항 6에 있어서,
상기 열처리가 550~650℃의 온도범위에서 수행된 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막.
- CZT(S,Se)계 박막을 광흡수층으로 구비한 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 제조방법으로서,
상기 광흡수층을 형성하는 공정이,
하부전극층의 표면에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성하는 단계; 및
상기 전구체층을 Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 동시진공증발 공정을 수행하는 과정에서 기판을 150~320℃의 온도 범위로 유지하여 상기 전구체층에 시드를 형성하는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 제조방법.
- ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈청구항 9에 있어서,
상기 동시진공증발 공정을 수행하는 과정에서 기판을 200~320℃의 온도 범위로 유지하는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 제조방법.
- ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈청구항 9에 있어서,
상기 CZT(S,Se)계 박막을 형성하는 단계를 수행하기 전에,
상기 전구체층의 온도를 100℃ 이하로 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 제조방법.
- ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈청구항 9에 있어서,
상기 열처리가 350~650℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 제조방법.
- ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈청구항 12에 있어서,
상기 열처리가 550~650℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지의 제조방법.
- CZT(S,Se)계 박막을 광흡수층으로 구비한 CZT(S,Se)계 박막 태양전지로서,
상기 광흡수층이,
하부전극층 위에 동시진공증발 공정으로 Cu와 Zn과 Sn 및 Se 또는 S의 4성분 모두를 증착하여 전구체층을 형성한 뒤에, Se 분위기 또는 S 분위기에서 열처리하여 형성되며, 동시진공증발 공정에서 기판의 온도를 150~320℃ 범위로 유지하여 시드가 형성되도록 함으로써 발전효율이 향상된 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지.
- ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈청구항 14에 있어서,
상기 열처리를 수행하기 전에, 시드가 형성된 전구체층을 100℃ 이하로 냉각한 다음 열처리가 수행된 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지.
- ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈청구항 14에 있어서,
상기 열처리가 550~650℃의 온도범위에서 수행된 것을 특징으로 하는 CZT(S,Se)계 박막 태양전지.
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| KR1020180060601A KR102025091B1 (ko) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | CZT(S,Se)계 박막, 시드가 형성된 전구체층을 이용하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법 및 CZT(S,Se)계 박막 태양전지와 그 제조방법 |
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| KR1020180060601A KR102025091B1 (ko) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | CZT(S,Se)계 박막, 시드가 형성된 전구체층을 이용하는 CZT(S,Se)계 박막 형성방법 및 CZT(S,Se)계 박막 태양전지와 그 제조방법 |
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