KR20090065894A - Tandem structure cigs solar cell and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

A CIGS(Copper Indium Gallium Selenide) solar cell of a tandem structure and a manufacturing method thereof are provided to lower an energy barrier at a boundary between two cells by introducing metallic nano-particles into the boundary. A CIGS solar cell of a tandem structure is formed by stacking a lower CIGS solar cell(210) and an upper solar cell(220). The lower CIGS solar cell and the upper solar cell are stacked sequentially. A nano-particle layer including metallic nano-particles is formed at a boundary between the lower CIGS solar cell and the upper CIGS solar cell. The metallic nano-particles included in the nano-particle layer are formed with at least one of Au, Ag, and Ni. The CIGS solar cells include a CIGS layer, a buffer layer, and a ZnO layer.

Description

탠덤 구조 ＣＩＧＳ 태양전지 및 그 제조방법 {TANDEM STRUCTURE CIGS SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Tandem structured CIS solar cell and its manufacturing method {TANDEM STRUCTURE CIGS SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 탠덤 구조 CIGS 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 탠덤 구조 CIGS 태양전지에 포함되는 2 개의 CIGS 태양전지 셀 사이에 금속 나노입자 층을 형성시켜 셀 경계면의 에너지 장벽을 낮춰줌으로써 전자 및 홀(hole)의 터널링 이동을 자유롭게 하여 태양전지의 효율을 높이는 탠덤 구조 CIGS 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a tandem structure CIGS solar cell and a method of manufacturing the same. More specifically, by forming a metal nanoparticle layer between two CIGS solar cells included in a tandem CIGS solar cell to lower the energy barrier at the cell interface, the tunneling movement of electrons and holes is freed. It relates to a tandem structure CIGS solar cell and a method of manufacturing the same to increase the efficiency.

최근 치솟는 유가 상승과 지구환경문제와 화석에너지의 고갈, 원자력발전의 폐기물처리 및 신규발전소 건설에 따른 위치선정 등의 문제로 인하여 신·재생에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며, 그 중에서도 무공해 에너지원인 태양전지에 대한 연구개발이 활발하게 진행되어 지고 있다. Recent rising oil prices, global environmental problems, depletion of fossil energy, waste disposal of nuclear power generation, and the selection of locations due to the construction of new power plants are raising interest in new and renewable energy. Research and development on batteries is being actively conducted.

태양전지란 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 그 구성 물질에 따라서 실리콘 태양전지, 박막 태양전지, 염료감응 태양전지 및 유기고분자 태양전지 등으로 구분된다. 이러한 태양전지는 독립적으로는 전자시계, 라디오, 무인등대, 인공위성, 로켓 등의 주전력원으로 이용되고, 상용교류전원의 계통과 연계되어 보조전력원으로도 이용되며, 최근 대체 에너지에 대한 필요성이 증가하면서 태양전지에 대한 관심이 높아지고 있다.A solar cell is a device that converts light energy into electrical energy by using a photovoltaic effect. The solar cell is classified into a silicon solar cell, a thin film solar cell, a dye-sensitized solar cell, and an organic polymer solar cell. . These solar cells are used independently as main power sources such as electronic clocks, radios, unmanned light towers, satellites, rockets, etc., and are also used as auxiliary power sources in connection with commercial AC power systems. Increasingly, interest in solar cells is increasing.

이러한 태양전지에서는, 입사되는 태양 광을 전기 에너지로 변환시키는 비율과 관계된 변환효율(Efficiency)을 높이는 것이 매우 중요하다. 변환효율을 높이기 위해서 여러가지 연구가 행해지고 있으며, 높은 광흡수 계수를 갖는 박막을 태양전지에 포함시킴으로써 변환효율을 높이고자 하는 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. In such solar cells, it is very important to increase the conversion efficiency related to the ratio of converting incident sunlight into electrical energy. Various studies have been conducted to increase the conversion efficiency, and the development of a technology for increasing the conversion efficiency by actively incorporating a thin film having a high light absorption coefficient into the solar cell has been actively conducted.

높은 광흡수 계수를 가지는 물질로서는 CIGS(Copper Indium Galium Selenide)가 소개되었으며, 이러한 CIGS를 박막 태양전지의 제조에 사용함으로써 높은 변환효율을 얻을 수 있다는 것이 발견되었다. 이에 따라 필름형 CIGS 태양전지가 효율이 높은 대체 에너지원으로 각광받고 있다.CIGS (Copper Indium Galium Selenide) was introduced as a material having a high light absorption coefficient, and it was found that high conversion efficiency can be obtained by using such CIGS in the manufacture of thin film solar cells. Accordingly, film-type CIGS solar cells are spotlighted as high efficiency alternative energy sources.

도 1은 종래 단일 셀 CIGS 태양전지의 구조를 나타낸 것이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 종래 CIGS 태양전지(100)는, 유리 기판(110), 몰디브덴(Mo) 막(120), CIGS 막(130), 황화카드뮴(CdS) 막(140), i형 산화아연(i-ZnO) 막(150), 도핑된 Zno:Al 막(160), 반사방지막(170)이 차례로 적층된 형태이며, 그 위에 그리드 전극(180)이 형성되어 있는 구조이다. 1 shows the structure of a conventional single cell CIGS solar cell. As shown in FIG. 1, the conventional CIGS solar cell 100 includes a glass substrate 110, a molybdenum (Mo) film 120, a CIGS film 130, a cadmium sulfide (CdS) film 140, and i. A zinc oxide (i-ZnO) film 150, a doped Zno: Al film 160, and an antireflection film 170 are stacked in this order, and a grid electrode 180 is formed thereon.

단일 셀 CIGS 태양전지(100)의 CIGS막(130)은 p형 이고, i-ZnO 막(150)은 n 형이다. 이때 CIGS 막(130)과 i-ZnO 막(150) 사이의 에너지 밴드 갭 차이와 격자 상수의 차이가 비교적 커서 태양전지의 효율이 떨어질 수 있는데, 이를 방지하기 위해 버퍼층으로서의 황화카드뮴(CdS) 막(140)이 상기 CIGS 막(130)과 i-ZnO 막(150) 사이에 도입된다. 황화카드뮴(CdS) 막(140)은 CIGS 막(130)과 i-ZnO 막(150) 사이의 에너지 밴드 갭 차이 및 격자 상수의 차이를 완화시켜 태양전지의 효율을 높혀준다. The CIGS film 130 of the single cell CIGS solar cell 100 is p-type and the i-ZnO film 150 is n-type. In this case, the difference in energy band gap and lattice constant between the CIGS film 130 and the i-ZnO film 150 is relatively large, which may reduce the efficiency of the solar cell. To prevent this, a cadmium sulfide (CdS) film as a buffer layer ( 140 is introduced between the CIGS film 130 and the i-ZnO film 150. The cadmium sulfide (CdS) film 140 increases the efficiency of the solar cell by alleviating the difference in energy band gap and lattice constant between the CIGS film 130 and the i-ZnO film 150.

한편, CIGS 태양전지의 효율을 더욱더 높이기 위해서 단일 셀 CIGS 태양전지 두 개를 적층시켜 사용하기도 하였다. 이렇게 두 개의 셀을 적층시켜 형성되는 CIGS 태양전지의 구조를 탠덤(tandem) 구조라고 한다. Meanwhile, in order to further increase the efficiency of CIGS solar cells, two single-cell CIGS solar cells were stacked and used. The structure of a CIGS solar cell formed by stacking two cells is called a tandem structure.

그러나, 이러한 탠덤 구조 CIGS 태양전지는 하부 셀과 상부 셀이 모두 p-n 구조 또는 n-p 구조이므로 그 경계면에서는 n-p 접합 또는 p-n 접합이 이루어져 전기적으로 다른 방향성을 갖게 된다. 이에 따라 두 셀 사이의 경계면에서 에너지 장벽이 매우 높게 형성되어 전자 및 홀(hole)의 운동성을 저해한다. 이에 따라 탠덤 구조에 의하더라도 태양전지의 효율을 극대화할 수 없는 문제가 있었다. However, such a tandem structure CIGS solar cell has a p-n structure or an n-p structure in both the lower cell and the upper cell, so that n-p junctions or p-n junctions are formed at the interface, and thus have different electrical directions. As a result, an energy barrier is formed very high at the interface between the two cells, thereby inhibiting the mobility of electrons and holes. Accordingly, there is a problem that can not maximize the efficiency of the solar cell even by the tandem structure.

따라서, 탠덤 구조 CIGS 태양전지에 있어서 두 개의 셀 사이 경계면에서의 전자 및 홀(hole)의 운동성을 향상시켜 태양전지의 효율을 극대화하는 기술에 대한 개발이 필요하다. Therefore, in the tandem structured CIGS solar cell, it is necessary to develop a technology for maximizing the efficiency of the solar cell by improving the mobility of electrons and holes at the interface between two cells.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 탠덤 구조 CIGS 태양전지에 있어서 두 셀 사이 경계면에서의 에너지 장벽이 낮춰 전자 및 홀(hole)의 운동성을 향상시킴으로써 그 효율이 극대화되는 탠덤 구조 CIGS 태양전지를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, in the tandem structure CIGS solar cell tandem structure CIGS solar cell is maximized by lowering the energy barrier at the interface between the two cells to improve the mobility of electrons and holes (hole) To provide that purpose.

본 발명의 다른 목적은, 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 두 셀 사이 경계면에 금속 나노입자를 도입함으로써 에너지 장벽을 낮춰 전자 및 홀(hole)의 터널링 이동을 용이하게 함으로써 그 효율을 극대화시킬 수 있는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to reduce the energy barrier by introducing metal nanoparticles at the interface between two cells of a tandem-structured CIGS solar cell, thereby facilitating the tunneling movement of electrons and holes. It is to provide a method for producing a CIGS solar cell.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 하부 CIGS 태양전지 셀과 상부 CIGS 태양전지 셀이 차례로 적층되어 형성되는 탠덤(tandem) 구조 CIGS 태양전지에 있어서, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀과 상부 CIGS 태양전지 셀의 경계면에 금속 나노입자로 구성되는 나노입자 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지가 제공된다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, in the tandem structure CIGS solar cell formed by stacking the lower CIGS solar cell and the upper CIGS solar cell in order, the lower CIGS solar cell And a tandem structured CIGS solar cell, comprising a nanoparticle layer composed of metal nanoparticles at an interface of an upper CIGS solar cell.

본 발명의 탠덤 구조 태양전지는 반드시 상기의 구조만으로 한정되는 것이 아니며, 하부 CIGS 태양전지 셀과 상부 CIGS 태양전지 셀이 차례로 적층된 이중의 태양전지셀이 추가로 더 형성된 복수 개의 이중 태양전지셀을 구비할 수도 있다.The tandem structured solar cell of the present invention is not necessarily limited to the above structure, and a plurality of dual solar cells further including a double solar cell in which a lower CIGS solar cell and an upper CIGS solar cell are sequentially stacked. It may be provided.

상기 나노입자 층에 포함되는 상기 금속 나노입자의 재질은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상일 수 있다. The material of the metal nanoparticles included in the nanoparticle layer may be at least one of gold (Au), silver (Ag), and nickel (Ni).

상기 CIGS 태양전지 셀들은 각각 차례로 적층되는 CIGS 막, 버퍼층, 및 산화아연(ZnO) 막을 포함할 수 있고, 상기 상부 CIGS 태양전지 셀에 포함되는 CIGS 막은 하부CIGS 태양전지 셀에 포함되는 CIGS 막보다 큰 에너지 밴드 갭을 갖을 수 있다. The CIGS solar cells may each include a CIGS film, a buffer layer, and a zinc oxide (ZnO) film that are sequentially stacked, and the CIGS film included in the upper CIGS solar cell is larger than the CIGS film included in the lower CIGS solar cell. It may have an energy band gap.

상기 CIGS 태양전지 셀들은 각각 차례로 적층되는 산화아연(ZnO) 막, 버퍼층, 및 산화아연(ZnO) 막을 포함할 수 있고, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀에 포함되는 CIGS 막은 상부 CIGS 태양전지 셀에 포함되는 CIGS 막보다 큰 에너지 밴드 갭을 갖을 수 있다.The CIGS solar cells may include a zinc oxide (ZnO) film, a buffer layer, and a zinc oxide (ZnO) film that are sequentially stacked, and the CIGS film included in the lower CIGS solar cell is included in the upper CIGS solar cell. It may have a larger energy band gap than the CIGS film.

상기 버퍼층은, 황화카드뮴(CdS) 막, 황화아연(ZnS) 막, 산화인듐(In2O3) 막 중 하나일 수 있다. The buffer layer may be one of a cadmium sulfide (CdS) film, a zinc sulfide (ZnS) film, and an indium oxide (In 2 O 3 ) film.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 하부 CIGS 태양전지 셀과 상부 CIGS 태양전지 셀이 차례로 적층되어 형성되는 탠덤(tandem) 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법에 있어서, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀 상에 금속 나노입자로 구성되는 나노입자 층을 형성하는 단계, 및 상기 나노입자 층 상에 상기 상부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, in the manufacturing method of a tandem structure CIGS solar cell formed by stacking the lower CIGS solar cell and the upper CIGS solar cell in order, the lower CIGS Stacking a solar cell, forming a nanoparticle layer composed of metal nanoparticles on the lower CIGS solar cell, and laminating the upper CIGS solar cell on the nanoparticle layer Provided is a method for producing a tandem structured CIGS solar cell.

상기 나노입자 층에 포함되는 상기 금속 나노입자의 재질은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상일 수 있다. The material of the metal nanoparticles included in the nanoparticle layer may be at least one of gold (Au), silver (Ag), and nickel (Ni).

상기 나노입자 층을 형성하는 단계는, 상기 금속 나노입자가 포함된 콜로이드 용액을 도포하는 단계를 포함할 수 있다. Forming the nanoparticle layer may include applying a colloidal solution containing the metal nanoparticles.

상기 나노입자 층을 형성하는 단계는, 금속 박막을 증착하는 단계, 및 상기 금속 박막을 열처리하여 상기 금속 나노입자를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the nanoparticle layer may include depositing a metal thin film, and forming the metal nanoparticle by heat treating the metal thin film.

상기 하부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계 및 상기 상부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계는, CIGS 막, 버퍼층, 및 산화아연(ZnO) 막을 차례로 적층하는 단계를 포함할 수 있다. The stacking of the bottom CIGS solar cell and the stacking of the top CIGS solar cell may include stacking a CIGS film, a buffer layer, and a zinc oxide (ZnO) film in sequence.

상기 하부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계 및 상기 상부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계는, 산화아연(ZnO) 막, 버퍼층, 및 CIGS 막을 차례로 적층하는 단계를 포함할 수 있다. The stacking of the bottom CIGS solar cell and the stacking of the top CIGS solar cell may include stacking a zinc oxide (ZnO) film, a buffer layer, and a CIGS film in sequence.

상기 버퍼층은, 황화카드뮴(CdS) 막, 황화아연(ZnS) 막, 산화인듐(In2O3) 막 중 하나일 수 있다. The buffer layer may be one of a cadmium sulfide (CdS) film, a zinc sulfide (ZnS) film, and an indium oxide (In 2 O 3 ) film.

본 발명에 따르면, 탠덤 구조 CIGS 태양전지에 있어서 두 셀 사이 경계면에 금속 나노입자를 도입함으로써 그 경계면에서의 에너지 장벽을 낮춰 전자 및 홀(hole)의 터널링 이동을 자유롭게 할 수 있으며, 이에 따라 효율이 극대화된 탠 덤 구조 CIGS 태양전지를 얻을 수 있다. According to the present invention, in the tandem structured CIGS solar cell, by introducing metal nanoparticles at the interface between two cells, the energy barrier at the interface can be lowered to free the tunneling movement of electrons and holes, thereby improving efficiency. Maximized tandem structure CIGS solar cell can be obtained.

이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to be described in detail the configuration of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 CIGS 태양전지의 구성을 나타내는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a CIGS solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 CIGS 태양전지(200)는 서브스트레이트(substrate) 탠덤(tandem) 구조 CIGS 태양전지의 두 셀(cell) 사이에 나노입자 층(230)가 도입되어 있는 것을 특징으로 한다. As shown in FIG. 2, in the CIGS solar cell 200 of the present invention, a nanoparticle layer 230 is introduced between two cells of a substrate tandem structure CIGS solar cell. It features.

CIGS 태양전지의 효율을 높이기 위해서 두 개의 셀을 기계적 또는 일체적으로 적층시키는 탠덤 구조의 CIGS 태양전지가 널리 사용되고 있으며, 탠덤 구조 CIGS 태양전지는 다시 서브스트레이트 형과 슈퍼스트레이트(superstrate) 형으로 나뉘어진다. To increase the efficiency of CIGS solar cells, tandem structured CIGS solar cells, which mechanically or integrally stack two cells, are widely used, and tandem structured CIGS solar cells are divided into substrate type and superstrate type. .

서브스트레이트 형 탠덤 구조는 CIGS 막 위에, 버퍼층으로서의 CdS 막 및 태양광을 흡수하는 윈도우 층으로서의 ZnO 막이 증착되어 형성되는 단일 셀 CIGS 태양전지를 차례로 적층시킨 것을 말하며, 슈퍼스트레이트 형 탠덤 구조는 서브스트레이트 형과는 반대로 윈도우 층으로서의 ZnO 막을 먼저 증착하고 그 위에 버퍼층으로서의 CdS 막 및 CIGS 막을 증착하여 형성되는 단일 셀 CIGS 태양전지가 차례로 적층된 형태를 말한다.The substrate tandem structure is a laminate of a single cell CIGS solar cell formed by depositing a CdS film as a buffer layer and a ZnO film as a window layer for absorbing sunlight on the CIGS film, and the super tandem structure is a substrate type. On the contrary, a single cell CIGS solar cell formed by first depositing a ZnO film as a window layer and then depositing a CdS film and a CIGS film as a buffer layer thereon is stacked.

도 2는 상기 탠덤 구조들 중 서브스트레이트 형 탠덤 구조 CIGS 태양전지이며, 서브스트레이트 형 CIGS 태양전지, 즉, CIGS 막(212, 222) 상에 CdS 막(214, 224)막 및 i-ZnO 막(215, 225)이 차례로 증착되어 있는 단일 셀 태양전지 두 개가 적층되어 형성되는 데에 있어서 두 셀 사이에 나노입자 층(230)이 도입되어 있다.FIG. 2 is a substrate type tandem structure CIGS solar cell among the tandem structures, and a CdS film 214 and 224 film and an i-ZnO film on the substrate type CIGS solar cell, that is, CIGS film 212 and 222. In the case where two single cell solar cells in which 215 and 225 are sequentially deposited are stacked, a nanoparticle layer 230 is introduced between the two cells.

통상적인 탠덤 구조 태양전지에서는 두 개의 셀, 즉, 하부 셀과 상부 셀은 그 경계면을 사이로 서로 다른 방향성을 갖게 된다. 도 2의 CIGS 태양전지(200)를 참조하면, 하부 셀(210)과 상부 셀(220)은 모두 윗 방향으로 p-n 접합 구조를 갖는다. 이 경우, 하부 셀(210)과 상부 셀(220) 경계면에서는 n-p 접합이 형성되기 때문에, 이 때 생기는 에너지 장벽으로 인해 전자와 홀(hole)의 움직임이 저해될 수 밖에 없다. 이로 인해, 탠덤 구조로 CIGS 태양전지를 제조한다 하더라도, 충분한 효율을 얻을 수 없게 된다. In a typical tandem solar cell, two cells, that is, the lower cell and the upper cell, have different directions between their interfaces. Referring to the CIGS solar cell 200 of FIG. 2, both the lower cell 210 and the upper cell 220 have a p-n junction structure in an upward direction. In this case, since the n-p junction is formed at the interface between the lower cell 210 and the upper cell 220, the movement of electrons and holes can be inhibited due to the energy barrier generated at this time. For this reason, even if a CIGS solar cell is manufactured with a tandem structure, sufficient efficiency will not be obtained.

본 발명의 CIGS 태양전지(200)는 하부 셀(210)과 상부 셀(220) 사이의 나노입자 층(230)이 경계면에서 에너지 장벽 증가의 원인이 되는 공핍층 생성 및 확산을 최소화시켜준다.The CIGS solar cell 200 of the present invention minimizes the generation and diffusion of a depletion layer in which the nanoparticle layer 230 between the lower cell 210 and the upper cell 220 causes an increase in the energy barrier at the interface.

구체적으로 설명하면, 하부 셀(210)의 ZnO:Al 막(216)은 높은 n 형 도핑을 보이고 상부 셀(220)의 CIGS 막(223)은 높은 p 형 도핑을 보이기 때문에, 하부 셀(210)과 상부 셀(220) 사이의 경계면에 높은 농도로 도핑된 p+-n+ 접합이 생기게 되며, 전술한 바와 같은 이유로 생기는 높은 에너지 장벽에 의해 전자 및 홀(hole)의 운동이 저해될 수 있는데, 나노 사이즈의 금속입자로 구성되어 있는 나노입자 층(230)은 반도체와의 접합에 있어서 공핍층 발생을 최소화시키게 된다. 이에 따 라, 에너지 장벽의 두께가 얇아져 높은 농도의 p+-n+ 접합을 이루는 전자 및 홀(hole)의 터널링 이동이 쉽게 일어날 수 있는 것이다. Specifically, since the ZnO: Al film 216 of the lower cell 210 shows high n-type doping and the CIGS film 223 of the upper cell 220 shows high p-type doping, the lower cell 210 A high concentration of doped p + -n + junction occurs at the interface between the and upper cell 220, and the movement of electrons and holes can be inhibited by the high energy barrier created by the reasons described above, The nanoparticle layer 230 composed of the metal particles minimizes the generation of a depletion layer in the bonding with the semiconductor. Accordingly, the thinner the energy barrier, the easier the tunneling movement of the electrons and holes forming a high concentration of p + -n + junction.

나노입자 층(230)은 위에서 설명한 바와 같이 공핍층 발생을 최소화시킬 수 있는 물질이어야 한다. 반도체와 접합하는 면적이 작을수록 공핍층 발생이 최소화될 수 있기 때문에, 나노입자 층(230)에 포함되는 입자의 크기는 최소화하는 것이 바람직하며, 정량적으로는 그 입자의 크기를 수십 나노미터 이하로 하는 것이 바람직하다. 나노입자 층(230)에 포함되는 금속 나노입자로는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 등을 이용할 수 있다. 또한, 나노입자 층(230)의 밀도는 전술한 바와 같은 공핍층 발생을 최소화할 수 있으면서 상부 셀(220)로부터 하부 셀(210)로의 태양광 통과를 방해하지 않는 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있다. As described above, the nanoparticle layer 230 should be a material capable of minimizing depletion layer generation. Since the smaller the area to be bonded to the semiconductor can minimize the generation of depletion layer, it is desirable to minimize the size of the particles included in the nanoparticle layer 230, and quantitatively the size of the particles to several tens of nanometers or less It is desirable to. As the metal nanoparticles included in the nanoparticle layer 230, gold (Au), silver (Ag), nickel (Ni), or the like may be used. In addition, the density of the nanoparticle layer 230 may be appropriately selected within a range that does not prevent the passage of sunlight from the upper cell 220 to the lower cell 210 while minimizing the depletion layer generation as described above. have.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 CIGS 태양전지의 구성을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a CIGS solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 3의 CIGS 태양전지(300)는 슈퍼스트레이트 탠덤(tandem) 구조 CIGS 태양전지로서, 도 2의 CIGS 태양전지(200)와 같이 두 셀(cell) 사이에 나노입자 층(330)이 도입되어 있는 것을 특징으로 한다.The CIGS solar cell 300 of FIG. 3 is a super-tandem tandem structure CIGS solar cell in which a nanoparticle layer 330 is introduced between two cells, such as the CIGS solar cell 200 of FIG. 2. It is characterized by.

CIGS 태양전지(300)는 슈퍼스트레이트 탠덤 구조로서 i-ZnO 막(313, 323) 상에 CdS 막(314, 324)막 및 CIGS 막(315, 325)이 차례로 증착되어 있는 형태이며, 도 2의 CIGS 태양전지(200)와 같이 두 셀 사이에 나노입자 층(330)이 도입되어 있다.The CIGS solar cell 300 has a super straight tandem structure in which CdS films 314 and 324 and CIGS films 315 and 325 are sequentially deposited on the i-ZnO films 313 and 323. Like the CIGS solar cell 200, a nanoparticle layer 330 is introduced between two cells.

CIGS 태양전지(300)의 나노입자 층(330)도 CIGS 태양전지(200)의 나노입자 층(330)과 동일한 원리로 전자 및 홀의 이동을 용이하게 함으로써 태양전지의 효율을 높인다. 즉, CIGS 태양전지(300)의 하부 셀과 상부 셀은 모두 n-p 접합을 이루고 있고, 이로 인한 경계면에서의 p-n 접합에 의해 높은 에너지 장벽이 형성되어 전자 및 홀의 이동이 저해될 수 있는데, 나노입자 층(330)이 공핍층 발생 및 확산을 최소화하여 에너지 장벽을 낮춤으로써 전자 및 홀의 터널링을 용이하게 하여 태양전지의 효율을 높혀준다.The nanoparticle layer 330 of the CIGS solar cell 300 also increases the efficiency of the solar cell by facilitating the movement of electrons and holes in the same principle as the nanoparticle layer 330 of the CIGS solar cell 200. That is, both the lower cell and the upper cell of the CIGS solar cell 300 form an np junction, and as a result, a high energy barrier is formed by the pn junction at the interface, which may inhibit the movement of electrons and holes. The 330 lowers the energy barrier by minimizing the generation and diffusion of the depletion layer, thereby facilitating tunneling of electrons and holes, thereby increasing the efficiency of the solar cell.

도 4는 도 2의 CIGS 태양전지(200)의 제조과정을 나타내는 공정도이다. 이하, 도 4를 참조하여 도 2의 서브스트레이트 형 탠덤 구조 CIGS 태양전지(200)의 제조과정을 설명하도록 한다. 4 is a process diagram illustrating a manufacturing process of the CIGS solar cell 200 of FIG. 2. Hereinafter, a manufacturing process of the substrate type tandem structure CIGS solar cell 200 of FIG. 2 will be described with reference to FIG. 4.

먼저, 도 4a에 도시되는 바와 기판(211) 상에 몰디브덴(Mo) 막(212)을 증착한다. 기판(211)은 유리 기판, 플라스틱 기판 등 투명 기판이 사용될 수 있고, 몰디브덴 막(212)은 스퍼터링 법, 기계적/화학적 증착법 등 공지의 증착법을 이용하여 증착될 수 있다.First, a molybdenum (Mo) film 212 is deposited on the substrate 211 as shown in FIG. 4A. The substrate 211 may be a transparent substrate such as a glass substrate or a plastic substrate, and the molybdenum film 212 may be deposited using a known deposition method such as sputtering or mechanical / chemical deposition.

그 후, 도 4b에 도시되는 바와 같이, CIGS 막(213)을 증착한다. CIGS 막(213)은 네 개의 금속원소를 출발원소로 사용하는 동시증발법을 사용하여 증착될 수도 있고, 나노입자를 이용한 스크린 인쇄(printing)법 등에 의해 증착될 수도 있다. CIGS 막(213)의 증착 두께는 약 1~3 ㎛ 정도로 한다. CIGS 막(213)을 형성하는 데에 있어서, CuInSe2 는 에너지 밴드 갭이 1.04eV정도이며, 단락전류는 높으나 개방전압이 낮아 효율이 낮으므로 Ga의 첨가량을 조절하여 에너지 밴드 갭을 적절히 조절함으로써 최적의 효율이 되는 조건을 찾을 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 4B, a CIGS film 213 is deposited. The CIGS film 213 may be deposited using a co-evaporation method using four metal elements as a starting element, or may be deposited by screen printing using nanoparticles. The deposition thickness of the CIGS film 213 is about 1 to 3 m. In forming the CIGS film 213, CuInSe 2 has an energy band gap of about 1.04 eV, high short-circuit current but low open-circuit voltage, and low efficiency, so that the amount of Ga is appropriately adjusted to adjust the energy band gap. Find the conditions that make the efficiency of

다음으로, 도 4c 및 도 4d에 도시되는 바와 같이, 버퍼층으로서의 CdS 막(214), i-ZnO 막(215), 및 ZnO:Al 막(216)을 차례로 증착한다. CIGS 막(213)과 i-ZnO 막(215) 사이의 에너지 밴드 갭이 크고 격자 상수 차이가 크므로, CdS 막(214)을 버퍼층으로 사용하는 것이다. CdS 막(214)은 CIGS 막(213)과 i-ZnO 막(215) 사이의 에너지 밴드 갭을 완화하고 격자상수 차이를 줄임으로써 태양전지의 효율 증가에 도움을 준다. CdS 막(214)은 약 50 nm정도로 증착하는 것이 바람직하며, 버퍼층으로서의 CdS 막(214) 대신 황화아연(ZnS) 막 또는 산화인듐(In2O3) 막 등 다른 버퍼 재료로 대체할 수도 있다. Next, as shown in Figs. 4C and 4D, the CdS film 214, the i-ZnO film 215, and the ZnO: Al film 216 are sequentially deposited as buffer layers. Since the energy band gap between the CIGS film 213 and the i-ZnO film 215 is large and the lattice constant difference is large, the CdS film 214 is used as the buffer layer. The CdS film 214 helps increase the efficiency of the solar cell by mitigating the energy band gap between the CIGS film 213 and the i-ZnO film 215 and reducing the lattice constant difference. The CdS film 214 is preferably deposited at about 50 nm, and may be replaced with another buffer material such as a zinc sulfide (ZnS) film or an indium oxide (In 2 O 3 ) film instead of the CdS film 214 as a buffer layer.

한편, i-ZnO 막(215)은 스퍼터링 법 등 공지의 증착법을 이용하여 증착될 수 있으며, 증착 두께는 수십 나노미터로 하는 것이 적당하다. ZnO:Al 막(216)은 수백 나노미터의 두께로 증착하는 것이 바람직하다.On the other hand, the i-ZnO film 215 may be deposited using a known deposition method such as sputtering, and the deposition thickness is suitably set to several tens of nanometers. The ZnO: Al film 216 is preferably deposited to a thickness of several hundred nanometers.

다음으로, 도 4e에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 특징적 구성인 나노입자 층(230)을 상기 ZnO:Al 막(216) 상에 형성시킨다. 나노입자 층(230)은 금속 나노입자가 포함된 콜로이드 용액을 도포하여 형성시킬 수도 있고,약 2 nm 정도의 얇은 금속막을 증착한 후 열처리를 통해 형성시킬 수도 있다. 나노입자 층(230)에 포함되는 금속 나노입자로는 전술한 바와 같이, 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 등이 이용될 수 있다. 또한, 나노입자 층(230)의 밀도는 공핍층 발생을 최소화할 수 있으면서 상부 셀(220)로부터 아래층 셀(210)로의 태양광 통과를 방해하지 않는 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있다. 한편, 후속 공정에서 사용되는 온도에서 나노입자 층(230)에 포함되는 금속입자가 CIGS 층(223)으로 확산되어 그 막질을 떨어뜨릴 수 있으므로 이를 고려하여 후속공정의 조건 및 나노입자의 종류를 적절히 선택할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4E, a nanoparticle layer 230, which is a characteristic constitution of the present invention, is formed on the ZnO: Al film 216. The nanoparticle layer 230 may be formed by applying a colloidal solution containing metal nanoparticles, or may be formed by heat treatment after depositing a thin metal film of about 2 nm. As the metal nanoparticles included in the nanoparticle layer 230, gold (Au), silver (Ag), nickel (Ni), or the like may be used as described above. In addition, the density of the nanoparticle layer 230 may be appropriately selected within a range that does not prevent the passage of sunlight from the upper cell 220 to the lower cell 210 while minimizing depletion layer generation. Meanwhile, since metal particles included in the nanoparticle layer 230 may diffuse into the CIGS layer 223 at a temperature used in a subsequent process, the film quality thereof may be degraded, the conditions of the subsequent process and the types of the nanoparticles may be appropriately considered. You can choose.

이렇게 나노입자 층(230)을 형성시킨 후에는, 그 위에 상부 셀(220)을 형성시킨다. 먼저, 도 4f에 도시되는 바와 같이, CIGS 막(223)을 증착시킨다. 서브스트레이트 형 탠덤 구조 CIGS 태양전지(200)는 전술한 바와 같이, 하부 셀(210)과 상부 셀(220)의 경계면에 생기는 높은 에너지 장벽에 의해 전자의 움직임이 저해될 수 있는데, CIGS 막(223)을 형성시킬 시에 높은 p형을 갖는 구리(Cu) 층을 먼저 수십 나노미터 이하의 두께로 얇게 증착시킴으로써, 하부 셀(210)과 상부 셀(220) 사이의 경계면에 발생할 수 있는 공핍층이 CIGS 막(223)으로 확산되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 이로 인해, 경계면에서의 전자 및 홀(hole)의 터널링 이동이 최대한 자유스러워질 수 있으며, 나노입자 층(230)의 도입과 함께 태양전지의 효율을 극대화 할 수 있다. After the nanoparticle layer 230 is formed, the upper cell 220 is formed thereon. First, as shown in FIG. 4F, a CIGS film 223 is deposited. As described above, in the substrate type tandem structure CIGS solar cell 200, the movement of electrons may be inhibited by a high energy barrier generated at the interface between the lower cell 210 and the upper cell 220. ), A high p-type copper (Cu) layer is first thinly deposited to a thickness of several tens of nanometers or less, thereby forming a depletion layer that may occur at the interface between the lower cell 210 and the upper cell 220. The diffusion into the CIGS film 223 can be prevented as much as possible. As a result, the tunneling movement of electrons and holes at the interface may be as free as possible, and the efficiency of the solar cell may be maximized with the introduction of the nanoparticle layer 230.

한편, CIGS 막(223)의 밴드 갭 에너지값을 하부층보다 조금 더 높게 하여 긴 파장대의 빛이 하부층으로 잘 투과하도록 함으로써, 태양전지의 효율을 더욱더 높일 수 있다. 일례로서, CIGS 막(223)의 밴드 갭 에너지값을 1.6 eV, CIGS 막(213)의 밴드 갭 에너지값을 1.2 eV로 할 수 있다.On the other hand, the band gap energy value of the CIGS film 223 is slightly higher than that of the lower layer so that light of a longer wavelength band can be transmitted through the lower layer, thereby further increasing the efficiency of the solar cell. As an example, the band gap energy value of the CIGS film 223 may be 1.6 eV, and the band gap energy value of the CIGS film 213 may be 1.2 eV.

다음으로, 도 4g에 도시되는 바와 같이, 버퍼층으로서의 CdS 막(224), i-ZnO 막(225), 및 ZnO:Al 막(226)을 차례로 증착한다. 상기 막들의 증착 방법은 하부 셀(210)의 CdS 막(214), i-ZnO 막(215), 및 ZnO:Al 막(216)을 증착시키는 것과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. Next, as shown in Fig. 4G, a CdS film 224, an i-ZnO film 225, and a ZnO: Al film 226 as a buffer layer are sequentially deposited. Since the deposition method of the films is the same as the deposition of the CdS film 214, the i-ZnO film 215, and the ZnO: Al film 216 of the lower cell 210, a description thereof will be omitted.

그 후, 도 4h에 도시되는 바와 같이, ZnO:Al 막(216) 상에 반사방지막(227) 및 그리드(grid) 전극(240)을 형성시킴으로써 서브스트레이트 형 탠덤 구조 CIGS 태양전지(200)의 제조가 완료된다.Thereafter, as shown in FIG. 4H, the production of the substrate type tandem structure CIGS solar cell 200 is formed by forming an antireflection film 227 and a grid electrode 240 on the ZnO: Al film 216. Is completed.

반사방지막(227)으로는 플루오르화 마그네슘(MgF2)가 사용될 수 있으며, 증착 방법으로는 전자빔 증발법 등이 이용될 수 있으며, 그 증착 두께는 약 100 nm정도로 하는 것이 바람직하다. 한편, 그리드 전극(240)은 알루미늄(Al) 또는 니켈 알루미늄 합금(Ni/Al) 등을 이용하여 형성될 수 있으며, 알루미늄으로 할 경우에는 그 두께를 약 1㎛ 이상으로 하고, 니켈로 하는 경우에는 그 두께를 수십 나노미터로 하는 것이 바람직하다.Magnesium fluoride (MgF 2 ) may be used as the anti-reflection film 227, and an electron beam evaporation method may be used as the deposition method, and the deposition thickness is preferably about 100 nm. On the other hand, the grid electrode 240 may be formed using aluminum (Al) or nickel aluminum alloy (Ni / Al), and the like, in the case of aluminum, the thickness is about 1㎛ or more, in the case of nickel It is desirable that the thickness be several tens of nanometers.

도 4를 참조하여 설명한 CIGS 태양전지(200)의 제조에 있어서 하부 셀(210)을 형성한 후에 상부 셀(220)을 형성할 때 공정온도를 지나치게 높게 하면 하부 셀의 특성을 악화시킬 수 있으므로 이를 고려하여 공정온도를 조절하는 것이 바람직하다.In the manufacturing of the CIGS solar cell 200 described with reference to FIG. 4, if the process temperature is too high when the upper cell 220 is formed after the lower cell 210 is formed, the characteristics of the lower cell may be deteriorated. It is desirable to adjust the process temperature in consideration.

도 3의 슈퍼스트레이트 형 탠덤 구조 CIGS 태양전지(300)의 제조는 하부 셀(310) 및 상부 셀(320) 모두에 있어서 ZnO:Al 막(312, 322), i-ZnO 막(313, 323), CdS 막(314, 324), 및 CIGS 막(315, 325)을 증착시키는 순서만이 차이가 있고, 본 발명의 특징인 하부 셀(310) 증착 후 나노입자 층(330)을 형성시키고 그 위 에 위층 셀(320)을 형성시키는 구성은 동일하므로, 이의 제조 과정에 대한 설명은 생략하기로 한다. The fabrication of the super-straight type tandem structured CIGS solar cell 300 of FIG. 3 includes ZnO: Al films 312 and 322 and i-ZnO films 313 and 323 in both the lower cell 310 and the upper cell 320. Only the order of depositing the CdS films 314 and 324, and the CIGS films 315 and 325 are different, and the nanoparticle layer 330 is formed and deposited on the bottom cell 310, which is a feature of the present invention. Since the configuration of forming the upper cell 320 is the same, a description of the manufacturing process thereof will be omitted.

도 5는 CIGS 태양전지의 에너지 밴드를 나타내는 다이어그램이다. 먼저, 도 5a는 단일 셀 구조의 CIGS 태양전지의 에너지 밴드 다이어그램이고, 도 5b는 종래 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 에너지 밴드 다이어그램이며, 도 5c는 본 발명에 따른 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 에너지 밴드 다이어그램이다. 5 is a diagram illustrating an energy band of a CIGS solar cell. First, FIG. 5A is an energy band diagram of a single cell structure CIGS solar cell, FIG. 5B is an energy band diagram of a conventional tandem structure CIGS solar cell, and FIG. 5C is an energy band diagram of a tandem structure CIGS solar cell according to the present invention. .

전술한 바와 같이, CIGS 태양전지에 있어서, CIGS 막과 ZnO 막 사이의 큰 에너지 밴드 갭 차이 및 큰 격자 상수의 차이를 완화하여 태양전지의 효율을 증가시키기 위해서 상기 CIGS 막과 ZnO 막 사이에 버퍼층으로서의 CdS 막을 형성시킨다. 도 5a에 도시되는 바와 같이, CdS 막이 버퍼층으로서의 역할을 해줌으로써 i-ZnO 막과 CIGS 막 사이의 에너지 장벽이 낮아지게 되어 전자 및 홀(hole)의 터널링 이동이 자유롭게 될 수 있으며, 이로 인해 태양전지의 효율이 높아질 수 있다.As described above, in the CIGS solar cell, as a buffer layer between the CIGS film and the ZnO film in order to alleviate the large energy band gap difference and the large lattice constant between the CIGS film and the ZnO film to increase the efficiency of the solar cell. A CdS film is formed. As shown in FIG. 5A, the CdS film serves as a buffer layer, thereby lowering an energy barrier between the i-ZnO film and the CIGS film, thereby freeing tunneling movement of electrons and holes. The efficiency of can be increased.

한편, 도 5를 참조하면, 종래 서브스트레이트 형 탠덤 구조 CIGS 태양전지는 아래층 셀 및 위층 셀 모두 p-n 방향으로 적층되기 때문에, 하부 셀과 상부 셀 사이의 경계면에서는 n-p 접합이 이루어지게 되어 도 5에 도시되는 것과 같은 높은 에너지 장벽이 형성되게 된다. 이로 인해 하부 셀과 상부 셀 사이의 경계면에 높은 농도로 p+-n+ 접합을 이루는 전자 및 홀(hole)의 터널링 이동이 저해되어, 태양전지의 효율이 낮아질 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 5, since the substrate-type tandem structure CIGS solar cell is stacked in the pn direction in both the lower layer cell and the upper layer cell, np junction is performed at the interface between the lower cell and the upper cell, as illustrated in FIG. 5. High energy barriers such as As a result, the tunneling movement of electrons and holes forming a p + -n + junction at a high concentration at the interface between the lower cell and the upper cell may be inhibited, thereby lowering the efficiency of the solar cell.

도 5c는 나노입자 층의 도입으로 인해 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 하부 셀과 상부 셀 사이의 에너지 장벽이 낮아진 결과를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 나노 사이즈의 금속 입자들로 구성되는 나노입자 층에 의해 공핍층 형성 및 확산을 최소화함으로써 에너지 장벽이 낮아지게 되고, 그 결과 전자 및 홀(hole)의 터널링 이동이 쉽게 되어 태양전지의 효율이 높아지게 된다.5C shows the result of lowering the energy barrier between the lower and upper cells of the tandem structured CIGS solar cell due to the introduction of the nanoparticle layer. As described above, the energy barrier is lowered by minimizing the depletion layer formation and diffusion by the nanoparticle layer composed of nano-sized metal particles. As a result, the tunneling movement of electrons and holes is facilitated, and thus the solar cell The efficiency of the becomes high.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 본 명세서에서 설명한 각 구성요소는 당업자가 공지된 다양한 구성요소로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.The present invention has been described above in connection with specific embodiments of the present invention, but this is only an example and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art can change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention, and such changes or modifications are within the scope of the present invention. In addition, each component described herein may be easily selected and replaced by various components known to those skilled in the art. Those skilled in the art can also omit some of the components described herein without adding performance degradation or add components to improve performance. Therefore, the scope of the present invention should be determined not by the embodiments described, but by the claims and their equivalents.

도 1은 종래 단일 셀 CIGS 태양전지의 구조를 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional single cell CIGS solar cell.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 CIGS 태양전지의 구성을 나타내는 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a CIGS solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 CIGS 태양전지의 구성을 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a CIGS solar cell according to another embodiment of the present invention.

도 4는 도 2의 CIGS 태양전지의 제조과정을 나타내는 공정도이다. 4 is a process chart showing a manufacturing process of the CIGS solar cell of FIG.

도 5a는 단일 셀 구조의 CIGS 태양전지의 에너지 밴드 다이어그램이다.5A is an energy band diagram of a CIGS solar cell with a single cell structure.

도 5b는 종래 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 에너지 밴드 다이어그램이다.5B is an energy band diagram of a conventional tandem structure CIGS solar cell.

도 5c는 본 발명에 따른 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 에너지 밴드 다이어그램이다. 5c is an energy band diagram of a tandem structured CIGS solar cell according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

210, 310: 하부 태양전지 셀210, 310: lower solar cell

220, 320: 상부 태양전지 셀220, 320: upper solar cell

211, 311: 기판211, 311: substrate

213, 223, 315, 325: CIGS 막213, 223, 315, 325: CIGS membrane

214, 224, 314, 324: CdS 막214, 224, 314, 324: CdS membrane

215, 225, 313, 323: i-ZnO 막215, 225, 313, 323: i-ZnO membrane

216, 226, 312, 322: ZnO:Al 막216, 226, 312, 322: ZnO: Al film

230, 330: 나노입자 층230, 330: nanoparticle layer

Claims (14)

하부 CIGS 태양전지 셀과 상부 CIGS 태양전지 셀이 차례로 적층되어 형성되는 탠덤(tandem) 구조 CIGS 태양전지에 있어서,In a tandem structure CIGS solar cell formed by stacking a lower CIGS solar cell and an upper CIGS solar cell sequentially, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀과 상부 CIGS 태양전지 셀의 경계면에 금속 나노입자로 구성되는 나노입자 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지.Tandem structure CIGS solar cell comprising a nanoparticle layer consisting of metal nanoparticles at the interface between the lower CIGS solar cell and the upper CIGS solar cell. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 나노입자 층에 포함되는 상기 금속 나노입자의 재질은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지. Tandem structure CIGS solar cell, characterized in that the material of the metal nanoparticles included in the nanoparticle layer is at least one of gold (Au), silver (Ag), nickel (Ni). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 CIGS 태양전지 셀들은 각각 차례로 적층되는 CIGS 막, 버퍼층, 및 산화아연(ZnO) 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지. The CIGS solar cell of the tandem structure CIGS solar cell, characterized in that it comprises a CIGS film, a buffer layer, and a zinc oxide (ZnO) film is laminated in sequence. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 상부 CIGS 태양전지 셀에 포함되는 CIGS 막은 하부 CIGS 태양전지 셀에 포함되는 CIGS 막보다 큰 에너지 밴드 갭을 갖는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지. Tandem structure CIGS solar cell, characterized in that the CIGS film included in the upper CIGS solar cell has a larger energy band gap than the CIGS film included in the lower CIGS solar cell. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 CIGS 태양전지 셀들은 각각 차례로 적층되는 산화아연(ZnO) 막, 버퍼층, 및 산화아연(ZnO) 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지. The CIGS solar cell of the tandem structure CIGS solar cell, characterized in that it comprises a zinc oxide (ZnO) film, a buffer layer, and a zinc oxide (ZnO) film each stacked in turn. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀에 포함되는 CIGS 막은 상부 CIGS 태양전지 셀에 포함되는 CIGS 막보다 큰 에너지 밴드 갭을 갖는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지. Tandem structure CIGS solar cell, characterized in that the CIGS film contained in the lower CIGS solar cell has a larger energy band gap than the CIGS film included in the upper CIGS solar cell. 제3항 또는 제5항에 있어서, The method according to claim 3 or 5, 상기 버퍼층은, 황화카드뮴(CdS) 막, 황화아연(ZnS) 막, 산화인듐(In2O3) 막 중 하나인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지. The buffer layer is a tandem structure CIGS solar cell, characterized in that one of the cadmium sulfide (CdS) film, zinc sulfide (ZnS) film, indium oxide (In 2 O 3 ) film. 하부 CIGS 태양전지 셀과 상부 CIGS 태양전지 셀이 차례로 적층되어 형성되는 탠덤(tandem) 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법에 있어서, In the manufacturing method of the tandem structure CIGS solar cell formed by stacking the lower CIGS solar cell and the upper CIGS solar cell in order, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계;Stacking the lower CIGS solar cell; 상기 하부 CIGS 태양전지 셀 상에 금속 나노입자로 구성되는 나노입자 층을 형성하는 단계; 및Forming a nanoparticle layer composed of metal nanoparticles on the lower CIGS solar cell; And 상기 나노입자 층 상에 상기 상부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법.And depositing the upper CIGS solar cell on the nanoparticle layer. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 나노입자 층에 포함되는 상기 금속 나노입자의 재질은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법. The material of the metal nanoparticles included in the nanoparticle layer is at least one or more of gold (Au), silver (Ag), nickel (Ni) manufacturing method of a tandem structure CIGS solar cell. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 나노입자 층을 형성하는 단계는, 상기 금속 나노입자가 포함된 콜로이드 용액을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법. Forming the nanoparticle layer, tandem structure CIGS solar cell manufacturing method comprising the step of applying a colloidal solution containing the metal nanoparticles. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 나노입자 층을 형성하는 단계는, Forming the nanoparticle layer, 금속 박막을 증착하는 단계; 및 Depositing a metal thin film; And 상기 금속 박막을 열처리하여 상기 금속 나노입자를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법. And heat treating the metal thin film to form the metal nanoparticles. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계 및 상기 상부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계는, CIGS 막, 버퍼층, 및 산화아연(ZnO) 막을 차례로 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법. Stacking the bottom CIGS solar cell and stacking the top CIGS solar cell, tandem structure CIGS solar, comprising the step of laminating a CIGS film, a buffer layer, and a zinc oxide (ZnO) film in sequence Method for producing a battery. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 하부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계 및 상기 상부 CIGS 태양전지 셀을 적층하는 단계는, 산화아연(ZnO) 막, 버퍼층, 및 CIGS 막을 차례로 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법.Stacking the bottom CIGS solar cell and stacking the top CIGS solar cell, tandem structure CIGS solar, comprising the step of sequentially stacking a zinc oxide (ZnO) film, a buffer layer, and a CIGS film Method for producing a battery. 제12항 또는 제13항에 있어서, The method according to claim 12 or 13, 상기 버퍼층은, 황화카드뮴(CdS) 막, 황화아연(ZnS) 막, 산화인듐(In2O3) 막 중 하나인 것을 특징으로 하는 탠덤 구조 CIGS 태양전지의 제조 방법. The buffer layer is a cadmium sulfide (CdS) film, zinc sulfide (ZnS) film, indium oxide (In 2 O 3 ) film manufacturing method of a tandem structure CIGS solar cell, characterized in that.
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