KR20110036346A - Solar cell and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A solar battery and manufacturing method thereof are provided to dope cadmium on a light absorbing layer, thereby increasing the performance of the solar battery. CONSTITUTION: A rear electrode layer(200) is formed on a support substrate. A light absorbing layer(300) is arranged on the rear electrode layer. Cadmium is doped on the light absorbing layer. A buffer layer directly contacts the light absorbing layer and includes elements except cadmium. A window layer(600) is formed on the buffer layer. The light absorbing layer comprises I-III-VI compounds.

Description

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

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

최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다.Recently, as the demand for energy increases, development of solar cells for converting solar energy into electrical energy is in progress.

특히, 유리기판, 금속 이면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.In particular, CIGS-based solar cells that are pn heterojunction devices having a substrate structure including a glass substrate, a metal back electrode layer, a p-type CIGS-based light absorbing layer, a high resistance buffer layer, an n-type window layer, and the like are widely used.

실시예는 향상된 효율을 가지고, 카드뮴의 사용을 최소화하는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The embodiment is to provide a solar cell and a method of manufacturing the same having improved efficiency, minimizing the use of cadmium.

일 실시예에 따른 태양전지는 지지기판; 상기 지지기판 상에 배치되는 이면전극층; 상기 이면전극층 상에 배치되며, 카드뮴이 도핑된 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 직접 접촉하며, 카드뮴을 제외한 원소를 포함하는 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상에 배치되는 윈도우층을 포함한다.Solar cell according to one embodiment includes a support substrate; A back electrode layer disposed on the support substrate; A light absorbing layer disposed on the back electrode layer and doped with cadmium; A buffer layer in direct contact with the light absorbing layer and including elements other than cadmium; And a window layer disposed on the buffer layer.

일 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 지지기판 상에 이면전극층을 형성하는 단계; 상기 이면전극층 상에 카드뮴이 도핑된 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 카드뮴을 제외한 원소를 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층 상에 윈도우층을 형성하는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, a method of manufacturing a solar cell includes forming a back electrode layer on a support substrate; Forming a light absorbing layer doped with cadmium on the back electrode layer; Forming a buffer layer including elements other than cadmium on the light absorbing layer; And forming a window layer on the buffer layer.

실시예에 따른 태양전지는 광 흡수층에 카드뮴을 도핑하여, 광 흡수층의 디펙을 제거하고, 결정 특성을 향상시킨다.In the solar cell according to the embodiment, the light absorbing layer is doped with cadmium, thereby removing defects in the light absorbing layer and improving crystal characteristics.

이에 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 향상된 성능을 가질 수 있다.Accordingly, the solar cell according to the embodiment may have improved performance.

또한, 상기 광 흡수층 상에는 카드뮴을 제외한 원소를 포함하는 버퍼층이 직접 형성된다. 즉, 실시예에 따른 태양전지는 카드뮴을 포함하지 않는 버퍼층을 가진다.In addition, a buffer layer containing elements other than cadmium is directly formed on the light absorbing layer. That is, the solar cell according to the embodiment has a buffer layer that does not contain cadmium.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 카드뮴의 사용을 최소화하면서, 향상된 성능을 가진다.Thus, the solar cell according to the embodiment has improved performance while minimizing the use of cadmium.

실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 막, 전극, 홈 또는 층 등이 각 기판, 전극, 막, 홈 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.In the description of the embodiments, it is described that each substrate, film, electrode, groove or layer or the like is formed "on" or "under" of each substrate, electrode, film, groove or layer or the like. In the case, “on” and “under” include both being formed “directly” or “indirectly” through other components. In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 1은 실시예에 따른 태양전지의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 2는 버퍼층에 포함된 물질의 높이에 따른 질량비율을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to an embodiment. 2 is a view showing a mass ratio according to the height of the material included in the buffer layer.

도 1을 참조하면, 태양전지는 지지기판(100), 이면전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 윈도우층(600)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the solar cell includes a support substrate 100, a back electrode layer 200, a light absorbing layer 300, a buffer layer 400, a high resistance buffer layer 500, and a window layer 600.

상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 이면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 상기 윈도우층(600)을 지지한다.The support substrate 100 has a plate shape and supports the back electrode layer 200, the light absorbing layer 300, the buffer layer 400, the high resistance buffer layer 500, and the window layer 600.

상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.The support substrate 100 may be an insulator. The support substrate 100 may be a glass substrate, a plastic substrate, or a metal substrate. In more detail, the support substrate 100 may be a soda lime glass substrate. The support substrate 100 may be transparent. The support substrate 100 may be rigid or flexible.

상기 이면전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 이면전극층(200)은 도전층이다. 상기 이면전극층(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 몰리브덴(Mo) 등의 금속을 들 수 있다.The back electrode layer 200 is disposed on the support substrate 100. The back electrode layer 200 is a conductive layer. Examples of the material used for the back electrode layer 200 include a metal such as molybdenum (Mo).

또한, 상기 이면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.In addition, the back electrode layer 200 may include two or more layers. In this case, each of the layers may be formed of the same metal, or may be formed of different metals.

상기 광 흡수층(300)은 상기 이면전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.The light absorbing layer 300 is disposed on the back electrode layer 200. The light absorbing layer 300 includes a group I-III-VI compound. For example, the light absorbing layer 300 is copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2; CIGS-based) crystal structure, a copper-indium-selenide-based or copper-gallium-selenide Crystal structure.

상기 광 흡수층(300)의 에너지 밴드갭(band gap)은 약 1eV 내지 1.8eV일 수 있다.The energy band gap of the light absorption layer 300 may be about 1 eV to 1.8 eV.

상기 광 흡수층(300)은 카드뮴을 포함한다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)에는 카드뮴이 도핑된다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)에는 카드뮴 이온(Cd2 +)이 도핑된다.The light absorbing layer 300 includes cadmium. In more detail, the light absorbing layer 300 is doped with cadmium. In more detail, the light absorbing layer 300 is doped with cadmium ions (Cd 2 + ).

카드뮴은 상기 광 흡수층(300)의 상부에 도핑된다. 즉, 카드뮴은 상기 버퍼층에 인접하는 영역의 광 흡수층에 도핑된다. 또한, 상기 광 흡수층(300)에 도핑되는 카드뮴의 양은 상기 이면전극층(200)에 가까워질수록 작아질 수 있다. 즉, 상기 광 흡수층(300) 내의 카드뮴의 농도는 상기 이면전극층(200)에 가까워질수록 낮아 질 수 있다.Cadmium is doped on top of the light absorbing layer 300. That is, cadmium is doped into the light absorbing layer in the region adjacent to the buffer layer. In addition, the amount of cadmium doped in the light absorbing layer 300 may decrease as the closer to the back electrode layer 200. That is, the concentration of cadmium in the light absorbing layer 300 may be lower as it approaches the back electrode layer 200.

카드뮴은 상기 광 흡수층(300)의 결정 구조의 디펙을 보상한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 이루는 결정에서, 구리가 부족하여 발생하는 디펙을 보상할 수 있다.Cadmium compensates for defects in the crystal structure of the light absorbing layer 300. For example, in the crystal constituting the light absorbing layer 300, it is possible to compensate for the defect caused by the lack of copper.

즉, 카드뮴이 구리가 부족한 결정구조에 도핑되어, 카드뮴-인듐-갈륨-셀레나이드계 결정 구조, 카드뮴-인듐-셀레나이드계 또는 카드뮴-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라서, 카드뮴이 상기 광 흡수층(300)의 디펙을 제거할 수 있다.That is, cadmium may be doped into a crystal structure lacking copper to form a cadmium indium gallium selenide crystal structure, a cadmium indium selenide system, or a cadmium gallium selenide system crystal structure. Accordingly, cadmium may remove the defect of the light absorbing layer 300.

상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 직접 형성된다. 즉, 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)에 직접 접촉한다.The buffer layer 400 is disposed on the light absorbing layer 300. The buffer layer 400 is directly formed on the light absorbing layer 300. That is, the buffer layer 400 is in direct contact with the light absorbing layer 300.

상기 버퍼층(400)은 카드뮴을 제외한 원소를 포함한다.The buffer layer 400 includes elements other than cadmium.

예를 들어, 상기 버퍼층(400)은 카드뮴을 제외한 전이 금속 원소를 포함할 수 있으며, 상기 버퍼층(400)은 Ⅲ족 원소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(400)은 Ⅵ족 원소를 포함할 수 있다.For example, the buffer layer 400 may include transition metal elements other than cadmium, and the buffer layer 400 may include group III elements. In addition, the buffer layer 400 may include a group VI element.

예를 들어, 상기 버퍼층(400)은 인듐 또는 징크를 포함할 수 있으며, 황, 셀레늄 또는 텔루륨을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼층(400)은 InS 및 In2S3 등과 같은 인듐 설파이드 또는 징크 설파이드 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(400)은 인듐 셀레나이드 또는 징크 셀레나이드 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(400)은 인듐 텔루륨 화합물 또는 징크 텔루륨 화합물을 포함할 수 있 다.For example, the buffer layer 400 may include indium or zinc and may include sulfur, selenium, or tellurium. For example, the buffer layer 400 may include indium sulfide or zinc sulfide, such as InS and In 2 S 3 . In addition, the buffer layer 400 may include indium selenide or zinc selenide. In addition, the buffer layer 400 may include an indium tellurium compound or a zinc tellurium compound.

상기 버퍼층(400)의 에너지 밴드갭은 약 2.0eV 내지 약 2.5eV일 수 있다. 상기 버퍼층(400)의 두께는 약 50㎚ 내지 약 150㎚일 수 있다.The energy band gap of the buffer layer 400 may be about 2.0 eV to about 2.5 eV. The buffer layer 400 may have a thickness of about 50 nm to about 150 nm.

상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV일 수 있다.The high resistance buffer layer 500 is disposed on the buffer layer 400. The high resistance buffer layer 500 includes zinc oxide (i-ZnO) that is not doped with impurities. The energy band gap of the high resistance buffer layer 500 may be about 3.1 eV to 3.3 eV.

상기 윈도우층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 윈도우층(600)은 투명하며, 도전층이다. 상기 윈도우층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드(Al doped ZnO;AZO) 등을 들 수 있다.The window layer 600 is disposed on the high resistance buffer layer 500. The window layer 600 is transparent and is a conductive layer. Examples of the material used as the window layer 600 include aluminum doped ZnO (AZO).

실시예에 따른 태양전지는 앞서 설명한 바와 같이, 카드뮴에 의해서, 상기 광 흡수층의 결함이 보완되고, 향상된 성능을 가진다.As described above, the solar cell according to the embodiment, by the cadmium, the defect of the light absorbing layer is compensated, and has improved performance.

이때, 카드뮴은 상기 광 흡수층에 극히 소량으로 도핑된다. 또한, 상기 버퍼층으로, 일반적으로 사용되는 황화 카드뮴이 사용되지 않는다.At this time, cadmium is doped in a very small amount in the light absorbing layer. In addition, as the buffer layer, cadmium sulfide which is generally used is not used.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 카드뮴을 거의 포함하지 않는다. 즉, 실시예에 따른 태양전지는 상기 광 흡수층에 카드뮴 도핑 효과를 구현하는 동시에, 카드뮴을 거의 포함하지 않는다.Therefore, the solar cell according to the embodiment contains almost no cadmium. That is, the solar cell according to the embodiment implements the cadmium doping effect on the light absorbing layer and contains almost no cadmium.

도 2 내지 도 6은 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 도면들이다. 본 제조방법에서는 앞서 설명한 태양전지를 참고하여 설명한다. 본 제조방법에 대한 설명에, 앞선 태양전지에 관한 설명은 본질적으로 결합될 수 있다.2 to 6 are views illustrating a process for manufacturing a solar cell according to the embodiment. This manufacturing method will be described with reference to the solar cell described above. In the description of the present manufacturing method, the foregoing description of the solar cell can be essentially combined.

도 2를 참조하면, 지지기판(100) 상에 스퍼터링 공정에 의해서 몰리브덴 등과 같은 금속이 증착되고, 이면전극층(200)이 형성된다. 상기 이면전극층(200)은 공정 조건이 서로 다른 두 번의 공정들에 의해서 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a metal such as molybdenum is deposited on the support substrate 100 by a sputtering process, and a back electrode layer 200 is formed. The back electrode layer 200 may be formed by two processes having different process conditions.

상기 지지기판(100) 및 상기 이면전극층(200) 사이에는 확산 방지막과 같은 추가적인 층이 개재될 수 있다.An additional layer such as a diffusion barrier may be interposed between the support substrate 100 and the back electrode layer 200.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 이면전극층(200) 상에 광 흡수층(300)이 형성된다.3 and 4, a light absorbing layer 300 is formed on the back electrode layer 200.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서, 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 상기 이면전극층(200) 상에 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층(300a)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, in order to form the light absorbing layer 300, a group I-III-VI compound layer 300a may be formed on the back electrode layer 200 by a sputtering process or an evaporation method.

예를 들어, 상기 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층(300a)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)층을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.For example, in order to form the group I-III-VI compound layer 300a, copper, indium, gallium, and selenium may be simultaneously or separately evaporated while copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 ; a method of forming a CIGS-based layer and a method of forming a metal precursor film by a selenization process are widely used.

금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 이면전극(200) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다.When the metal precursor film is formed and selenization is subdivided, a metal precursor film is formed on the back electrode 200 by a sputtering process using a copper target, an indium target, and a gallium target.

이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 층이 형성된다.Thereafter, the metal precursor film is formed of a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 ; CIGS-based) layer by a selenization process.

이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.Alternatively, the copper target, the indium target, the sputtering process using the gallium target, and the selenization process may be performed simultaneously.

이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 층이 형성될 수 있다.Alternatively, a CIS-based or CIG-based layer can be formed by a sputtering process and selenization process using only a copper target and an indium target, or using a copper target and a gallium target.

이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층(300a)에 카드뮴이 도핑된다. 구체적으로, 상기 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층(300a)이 형성된 지지기판은 Cd2 +를 포함하는 수용액, 예를 들어, 카드뮴 염 수용액에 딥핑된다. 이때, 상기 딥핑 공정은 약 1초 내지 약 60초의 시간이 소요될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 4, cadmium is doped into the I-III-VI compound layer 300a. Specifically, the support substrate where the Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ jokgye compound layer (300a) is formed for an aqueous solution, for example containing Cd 2 +, is dipped in an aqueous solution of cadmium salt. In this case, the dipping process may take a time of about 1 second to about 60 seconds.

이에 따라서, 상기 수용액에 포함된 카드뮴 이온은 상기 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층(300a)으로 확산되고, 상기 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층(300a)의 디펙이 제거된다.Accordingly, the cadmium ions contained in the aqueous solution are diffused into the group I-III-VI compound layer 300a, and the defects of the group I-III-VI compound layer 300a are removed.

카드뮴 이온은 상기 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층(300a)과 상기 수용액이 접촉하는 영역에 가깝게 확산될 수 있다.Cadmium ions may diffuse closer to the region where the group I-III-VI compound layer 300a and the aqueous solution contact.

이와 같디, 상기 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층(300a)에 카드뮴 이온이 도핑되어, 상기 광 흡수층(300)이 형성된다.As such, cadmium ions are doped into the group I-III-VI compound layer 300a to form the light absorbing layer 300.

도 5를 참조하면, 상기 광 흡수층(300) 상에 버퍼층(400)이 형성된다. 상기 버퍼층(400)은 스퍼터링 공정 또는 증발법과 같은 진공 증착 방식, 스프레이법 또는 화학 용액 성장법 등에 의해서 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, a buffer layer 400 is formed on the light absorbing layer 300. The buffer layer 400 may be formed by a vacuum deposition method such as a sputtering process or an evaporation method, a spray method, or a chemical solution growth method.

예를 들어, 상기 광 흡수층(300) 상에 카드뮴을 제외한 원소의 화합물이 증착되어, 상기 버퍼층(400)이 형성될 수 있다.For example, a compound of an element except cadmium may be deposited on the light absorbing layer 300 to form the buffer layer 400.

예를 들어, 상기 광 흡수층(300) 상에 인듐 설파이드, 인듐 셀레나이드 또는 인듐 텔루륨 화합물이 증발법 등에 의해서, 증착되어, 상기 버퍼층(400)이 형성될 수 있다.For example, an indium sulfide, an indium selenide, or an indium tellurium compound may be deposited on the light absorbing layer 300 by an evaporation method, and the buffer layer 400 may be formed.

예를 들어, 상기 버퍼층(400)이 CBD 공정에 의해서, 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(400)이 형성되기 위해서, 먼저, 징크 설페이트, 텔루륨 및 암모니아를 포함하는 수용액이 제조된다.For example, the buffer layer 400 may be formed by a CBD process. In order to form the buffer layer 400, first, an aqueous solution containing zinc sulfate, tellurium and ammonia is prepared.

상기 수용액은 징크 설페이트를 약 1mM 내지 약 5mM로 포함하고, 텔루륨을 약 10mM 내지 약 50mM로 포함하고, 암모니아를 약 1mM 내지 약 10mM로 포함할 수 있다.The aqueous solution may comprise about 1 mM to about 5 mM zinc sulfate, about 10 mM to about 50 mM tellurium, and about 1 mM to about 10 mM ammonia.

이후, 상기 광 흡수층(300)은 상기 수용액에 노출된다. 즉, 상기 광 흡수층(300)은 상기 수용액과 직접 접촉하고, 화학 반응에 의해서, 상기 광 흡수층(300) 상에 상기 버퍼층(400)이 형성된다. 이때, 반응 온도는 약 60℃ 내지 약 80℃일 수 있다. 또한, 반응 시간은 약 10분 내지 약 15분 일 수 있다.Thereafter, the light absorbing layer 300 is exposed to the aqueous solution. That is, the light absorbing layer 300 is in direct contact with the aqueous solution, and by the chemical reaction, the buffer layer 400 is formed on the light absorbing layer 300. In this case, the reaction temperature may be about 60 ℃ to about 80 ℃. In addition, the reaction time may be from about 10 minutes to about 15 minutes.

또한, 상기 수용액에 은 및/또는 알루미늄의 화합물이 포함되고, 상기 CBD 공정에서, 상기 버퍼층(400)에 은 및/또는 알루미늄이 도핑될 수 있다.In addition, the aqueous solution may include a compound of silver and / or aluminum, and in the CBD process, silver and / or aluminum may be doped into the buffer layer 400.

이와는 다르게, 상기 버퍼층(400)은 스프레이법에 의해서 형성될 수 있다.Alternatively, the buffer layer 400 may be formed by a spray method.

예를 들어, 상기 징크 화합물 입자가 알콜계 용매에 분산되고, 상기 징크 화합물이 분산된 용매는 상기 광 흡수층(300)에 분사된다. 이때, 상기 징크 화합물의 입자의 크기는 약 5㎚ 내지 약 100㎚일 수 있다. 또한, 상기 용매가 분사되는 과정에서 열처리 공정도 진행될 수 있다.For example, the zinc compound particles are dispersed in an alcohol solvent, and the solvent in which the zinc compound is dispersed is sprayed onto the light absorbing layer 300. In this case, the size of the particles of the zinc compound may be about 5nm to about 100nm. In addition, a heat treatment process may also be performed in the process of spraying the solvent.

상기 용매가 분사되는 과정은 약 100℃ 내지 약 150℃의 온도에서 진행될 수 있으며, 약 5분 내지 15분 동안 진행될 수 있다.The solvent spraying process may be performed at a temperature of about 100 ° C. to about 150 ° C., and may be performed for about 5 to 15 minutes.

상기 용매에 은 및/또는 알루미늄이 분산될 수 있다. 이에 따라서, 상기 버퍼층(400)에 은 및/또는 알루미늄이 도핑될 수 있다.Silver and / or aluminum may be dispersed in the solvent. Accordingly, silver and / or aluminum may be doped into the buffer layer 400.

상기 버퍼층(400)을 형성하기 위해서, 상기 광 흡수층(300) 상에 공급되는 A의 양 및 B의 양이 시간이 지남에 따라서 달라질 수 있다.In order to form the buffer layer 400, the amount of A and the amount of B supplied on the light absorbing layer 300 may change over time.

도 6을 참조하면, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성된다.Referring to FIG. 6, zinc oxide is deposited on the buffer layer 400 by a sputtering process, and the high resistance buffer layer 500 is formed.

이후, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 윈도우층(600)이 형성된다. 상기 윈도우층(600)을 형성하기 위해서, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질이 적층된다. 상기 투명한 도전물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.Thereafter, the window layer 600 is formed on the high resistance buffer layer 500. In order to form the window layer 600, a transparent conductive material is stacked on the high resistance buffer layer 500. Examples of the transparent conductive material include aluminum doped zinc oxide and the like.

실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 카드뮴 등과 같은 중금속을 거의 포함하지 않고, 향상된 효율을 가지는 태양전지를 제공할 수 있다.The solar cell manufacturing method according to the embodiment may provide a solar cell having almost no heavy metals such as cadmium and having improved efficiency.

또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although described above with reference to the embodiment is only an example and is not intended to limit the invention, those of ordinary skill in the art to which the present invention does not exemplify the above within the scope not departing from the essential characteristics of this embodiment It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

도 1은 실시예에 따른 태양전지의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 2는 버퍼층에 포함된 물질의 높이에 따른 질량비율을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to an embodiment. 2 is a view showing a mass ratio according to the height of the material included in the buffer layer.

도 2 내지 도 6은 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 도면들이다.2 to 6 are views illustrating a process for manufacturing a solar cell according to the embodiment.

Claims (8)

지지기판;Support substrate; 상기 지지기판 상에 배치되는 이면전극층;A back electrode layer disposed on the support substrate; 상기 이면전극층 상에 배치되며, 카드뮴이 도핑된 광 흡수층;A light absorbing layer disposed on the back electrode layer and doped with cadmium; 상기 광 흡수층 상에 직접 접촉하며, 카드뮴을 제외한 원소를 포함하는 버퍼층; 및A buffer layer in direct contact with the light absorbing layer and including elements other than cadmium; And 상기 버퍼층 상에 배치되는 윈도우층을 포함하는 태양전지.A solar cell comprising a window layer disposed on the buffer layer. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수층은 카드뮴 이온을 포함하는 태양전지.The solar cell of claim 1, wherein the light absorbing layer comprises cadmium ions. 제 1 항에 있어서, 버퍼층은 인듐 설파이드 또는 징크 설파이드를 포함하는 태양전지.The solar cell of claim 1, wherein the buffer layer comprises indium sulfide or zinc sulfide. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수층은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물을 포함하는 태양전지.The solar cell of claim 1, wherein the light absorbing layer comprises a group I-III-VI compound. 제 1 항에 있어서, 상기 광 흡수층 내의 카드뮴의 농도는 상기 이면전극층에 가까워짐에 따라서 낮아지는 태양전지.The solar cell of claim 1, wherein a concentration of cadmium in the light absorbing layer decreases as it approaches the back electrode layer. 지지기판 상에 이면전극층을 형성하는 단계;Forming a back electrode layer on the support substrate; 상기 이면전극층 상에 카드뮴이 도핑된 광 흡수층을 형성하는 단계;Forming a light absorbing layer doped with cadmium on the back electrode layer; 상기 광 흡수층 상에 카드뮴을 제외한 원소를 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계; 및Forming a buffer layer including elements other than cadmium on the light absorbing layer; And 상기 버퍼층 상에 윈도우층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a window layer on the buffer layer. 제 6 항에 있어서, 상기 광 흡수층을 형성하는 단계는The method of claim 6, wherein forming the light absorbing layer 상기 이면전극층 상에 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층을 형성하는 단계; 및Forming a group I-III-VI compound layer on the back electrode layer; And 상기 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족계 화합물층이 형성된 지지기판을 카드뮴 이온을 포함하는 용액에 딥핑하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.A method of manufacturing a solar cell comprising the step of dipping a support substrate on which the I-III-VI compound layer is formed into a solution containing cadmium ions. 제 6 항에 있어서, 상기 버퍼층을 형성하는 단계에서,The method of claim 6, wherein in the forming of the buffer layer, 상기 광 흡수층 상에 인듐 설파이드 또는 징크 설파이드를 직접 증착하는 태양전지의 제조방법.A method of manufacturing a solar cell in which indium sulfide or zinc sulfide is directly deposited on the light absorbing layer.
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