KR20140120961A - Processes using high pressure selenide ci(g)s thin-film solar cells using manufacturing methods and. - Google Patents
Processes using high pressure selenide ci(g)s thin-film solar cells using manufacturing methods and. Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140120961A KR20140120961A KR1020130036156A KR20130036156A KR20140120961A KR 20140120961 A KR20140120961 A KR 20140120961A KR 1020130036156 A KR1020130036156 A KR 1020130036156A KR 20130036156 A KR20130036156 A KR 20130036156A KR 20140120961 A KR20140120961 A KR 20140120961A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thin film
- solar cell
- chamber
- selenium
- layer
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 150000003346 selenoethers Chemical class 0.000 title 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 47
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 27
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 claims description 2
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007764 slot die coating Methods 0.000 claims description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 claims 1
- 235000013882 gravy Nutrition 0.000 claims 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000306 component Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N copper indium Chemical compound [Cu].[In] HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- QNWMNMIVDYETIG-UHFFFAOYSA-N gallium(ii) selenide Chemical compound [Se]=[Ga] QNWMNMIVDYETIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
- H01L31/0749—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02568—Chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02614—Transformation of metal, e.g. oxidation, nitridation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
- H01L31/03923—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate including AIBIIICVI compound materials, e.g. CIS, CIGS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
태양전지에 사용되는 CI(G)S 박막의 제조 과정 중 셀렌화 공정의 효율을 높이기 위한 방법으로 더욱 구체적으로는 CI(G)S계 전구체 박막을 일정 콘테이너 혹은 챔버에 삽입하여, 상기 콘테이너 혹은 챔버 내에 셀레늄(Se)을 주입하고 온도를 올려 셀렌화하는 공정을 통해 고압력 셀렌화가 가능한 기술에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a method for increasing the efficiency of a selenization process in the process of manufacturing CI (G) S thin films used in solar cells, and more specifically, a method of inserting CI (G) S precursor thin films into certain containers or chambers, The present invention relates to a technique capable of high-pressure selenization by injecting selenium (Se) into the selenium-containing layer and increasing the temperature thereof to selenize.
태양전지 및 발전시스템은 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술로 반도체, 염료, 고분자 등의 물질로 이루어진 태양전지를 이용하여 태양 빛을 받아 바로 전기를 생성한다. 이와 비교되는 기술로는 태양의 복사에너지를 흡수하여 열에너지로 변환하여 이용하는 태양열발전이 있다.Solar cells and power generation systems convert solar energy directly into electrical energy. Solar cells are made of materials such as semiconductors, dyes, and polymers to generate electricity. The technology that is comparable to this is the solar power generation which absorbs the sun's radiant energy and converts it into thermal energy.
태양광발전(PV, Photovoltaic)은 무한정, 무공해의 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 발전방식으로 태양전지(모듈), PCS, 축전장치 등의 요소로 구성된다. 가장 일반적인 실리콘 태양전지의 기본 구조 및 발전원리를 태양전지는 p형 반도체와 n형 반도체를 접합시키고 (p-n 접합) 양단에 금속전극을 코팅하여 제작한다. 태양 빛이 입사되면 반도체 내부에서 흡수되면 전자와 정공이 발생하여 p-n 접합부 전기장에 끌려 전자는 n측으로 정공은 p측으로 새로운 흐름이 생기면 접합부 양단의 전위차가 작아진다. 즉 반도체가 태양 빛을 흡수하면 전기가 발생하는 원리인 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용한 것으로 반도체 접합부에 태양 빛이 입사되면 접합부에서 전자가 발생하여 외부회로에 전류가 흐르게 된다.Photovoltaic (PV) is a power generation method that converts infinite, pollution-free solar energy directly into electrical energy. It consists of elements such as solar cell (module), PCS, and power storage device. The basic structure of the most common silicon solar cell and the principle of power generation are made by bonding a p-type semiconductor and an n-type semiconductor (p-n junction) and coating metal electrodes on both ends. When sunlight is incident, electrons and holes are generated when electrons are absorbed inside the semiconductor and are attracted to the electric field of the p-n junction. If a new flow of electrons to the n side and holes to the p side occurs, the potential difference between both ends of the junction becomes small. In other words, when a semiconductor absorbs sunlight, the photovoltaic effect, which is the principle of generating electricity, is used. When sunlight enters the semiconductor junction, electrons are generated at the junction and current flows to the external circuit.
태양광 시스템은 빛을 받아서 전기로 전환시켜 주는 부분 (모듈)과 생산된 전기를 수요에 맞도록 교류로 변환시키고 계통에 연결시켜 주는 부분 (PCS) 으로 구성된다.The photovoltaic system consists of a part (module) that converts light into electricity and a part (PCS) that converts the generated electricity into AC to meet demand and connects it to the grid.
태양광발전 시스템의 구성 요소기기 중 핵심부품은 태양전지이다. 태양전지는 기본적으로 반도체 소자 기술로서 태양빛을 전기에너지로 변환하는 기능을 수행하는데, 이는 전기를 빛으로 변환시키는 레이저나 발광다이오드(Light Emitting Diode) 등 정보 표시 소자와 작동 방향이 반대일 뿐 기본 구조나 재료특성이 동일하다.The core component of the components of the photovoltaic power generation system is solar cells. The solar cell is basically a semiconductor device technology that converts solar light into electrical energy, which is opposite in direction to the information display device, such as a laser or a light emitting diode that converts electricity into light. The structure and material characteristics are the same.
태양전지의 최소단위를 셀이라고 하며 보통 셀 1개로부터 나오는 전압이 약 0.5V로 매우 작으므로 다수의 태양전지를 직병렬로 연결하여 사용범위에 따라 실용적인 범위의 전압과 출력을 얻을 수 있도록 1매로 패키징하여 제작된 발전장치를 태양전지 모듈(PV Module)이라고 한다.The minimum unit of a solar cell is called a cell. Since the voltage from a single cell is very small, about 0.5V, it is possible to connect a large number of solar cells in series and in parallel to achieve a practical range of voltage and output. The power generation device manufactured by packaging is called a solar cell module (PV module).
태양전지 모듈은 외부 환경으로부터 태양전지를 보호하기 위해서 유리, 완충재 및 표면제 등을 사용하여 패널 형태로 제작하며 내구성 및 내후성을 가진 출력을 인출하기 위한 외부단자를 포함한다. 복수 개의 태양전지 모듈에 태양빛이 많이 입사할 수 있도록 경사각, 방위각 등의 설치조건을 고려, 가대 및 지지대를 이용하여 전기적인 직병렬로 연결하여 사용범위에 맞게 구성한 발전장치를 태양전지 어레이(PV Array)라고 한다.The solar cell module is manufactured in a panel form using glass, buffer material and surface agent to protect the solar cell from the external environment and includes an external terminal for taking out the output having durability and weatherability. Considering installation conditions such as inclination angle and azimuth angle so that a large amount of sunlight can be incident on a plurality of solar cell modules, a power generation device that is electrically connected in series and parallel by using a mount and a support, Array).
태양광발전용 PCS(Power Conditioning System)는 태양전지 어레이에서 발전된 직류전력을 교류전력으로 변환하기 위한 인버터 장치를 말한다. PCS는 태양전지 어레이에서 발전한 직류전원을 상용계통과 같은 전압과 주파수의 교류전력으로 변환하는 장치가 인버터이기 때문에 PCS를 인버터라고도 한다. PCS는 인버터, 전력제어장치 및 보호 장치로 구성되어 있다. 태양전지 본체를 제외한 주변장치 중에서 가장 큰 비중을 차지하는 요소이다.The PCS (Power Conditioning System) for the photovoltaic power generation refers to an inverter device for converting DC power generated in the solar cell array into AC power. PCS is also referred to as inverter because PCS is an inverter that converts DC power generated from a solar cell array to AC power of the same voltage and frequency as the commercial system. The PCS consists of an inverter, a power control device and a protection device. It is the largest factor among the peripheral devices excluding the solar cell main body.
태양광발전 시스템 태양에너지로부터 전기에너지로 변환하는 발전시스템으로 일사강도, 온도 등의 설치조건에 따른 환경변화, 구성요소기기 및 태양광발전 시스템의 설계시공에 따라서 발전성능이 결정된다. 태양광발전 시스템은 설치장소, 방식, 정격, 구성 등이 같다고 하더라도 설치장소의 환경변화에 따라서 성능특성은 변화된다. 친환경에너지원인 태양광발전 시스템의 이용보급이 확대됨에 따라 광범위하고 다양화되는 사용자 요구에 만족할 수 있는 고품질, 신뢰성과 안정성을 가진 시스템들이 기술개발이 점점 중요하게 된다. 태양광발전 시스템이 수명을 다할 때까지 최대성능을 달성하기 위해서는 고성능화와 설치조건 및 설계시공에 따른 성능추정, 발생손실 등의 종합적인 성능특성을 정량화가 필요하다. 성능평가 및 진단은 태양전지 모듈, PCS, 가대 및 지지대, 커넥터 등의 구성요소 기기의 저가화, 성능향상, 수명예측, 맞춤형 설계시공 및 유지점검 기술개발에 중요하다. 또한 대규모 시스템의 적용을 위한 연계제어기술, 전력품질 및 공급안정화와 전력저장기술에 대해서도 검토되어야 한다.Photovoltaic power generation system The power generation system converts solar energy to electric energy, and the power generation performance is determined according to the environment change according to the installation conditions such as solar radiation intensity and temperature, and the designing of the component device and the photovoltaic power generation system. Even if the installation site, method, rating, configuration, etc. are the same, the performance characteristics of the solar power generation system change according to the environment change of the installation site. As the spread of the use of solar power generation system, which is an environmentally friendly energy, is widening, the development of high quality, reliable and stable systems that satisfy a wide variety of user needs becomes more and more important. In order to achieve the maximum performance until the PV system reaches its end of life, it is necessary to quantify the overall performance characteristics such as high performance, installation conditions, performance estimation based on design construction, and generation loss. Performance evaluation and diagnosis are important for cost reduction, performance improvement, life prediction, customized design construction and maintenance inspection technology of components such as solar cell module, PCS, mount, support, and connector. In addition, the connection control technology, power quality and supply stabilization and power storage technology for the application of large-scale systems should be examined.
태양광 시장은 대체에너지 개발 및 온실가스 저감을 위한 청정에너지 개발, 그리고 지속가능한 미래 에너지원 확보를 위한 각국 정부의 신재생에너지 보급 정책에 따라 급속히 성장하고 있음에도 불구하고, 태양광발전의 높은 시스템 가격으로 인하여 발전단가는 화석연료를 이용한 타 발전방식에 비하여 여전히 높은 수준이며, 태양광발전 시스템 가격의 50~60%를 차지하는 태양전지(모듈)의 저가화가 반드시 요구된다. 결정질 실리콘 태양전지(모듈)은 전 세계적인 생산라인 증설에 따라 결정질 실리콘 태양전지 가격은 급속히 하락하고 있으나 아직까지 높은 원소재 가격, 웨이퍼 제조시 kerf loss 발생 및 단속적인 공급에 따른 공정 문제 등으로 추가적인 가격경쟁력 확보에는 한계가 따를 것으로 예측됨에 따라, 결정질 실리콘 태양전지보다 값싸고 높은 효율을 나타낼 수 있는 박막 태양전지를 비롯한 차세대 태양전지 기술개발이 활발히 이루어지고 있으며 시장점유율도 점차로 확대되어 나갈 것으로 예측된다.Although the solar PV market is growing rapidly in accordance with the development of clean energy for alternative energy development and greenhouse gas reduction and the policy of renewable energy supply by governments to secure a sustainable future energy source, , The power generation cost is still higher than other fossil fuel-based power generation methods, and it is absolutely necessary to reduce the cost of solar cells (modules), which accounts for 50% to 60% of the price of the photovoltaic power generation system. Crystalline silicon solar cells (modules) have been rapidly growing due to the expansion of production lines around the world, but the price of crystalline silicon solar cells is rapidly declining. However, due to high raw material prices, kerf loss in wafer manufacturing and process problems due to intermittent supply, It is anticipated that the next generation solar cell technology including thin film solar cell which can exhibit lower cost and higher efficiency than crystalline silicon solar cell is being actively developed and the market share is expected to increase gradually as competition is secured.
박막 태양전지는 결정질 실리콘 태양전지에 비하여 원료사용량이 매우 적고 대면적화 및 대량생산이 가능하여 태양전지 제조단가를 낮출 수 있으며, 광흡수층 소재의 두께가 수 ㎛로 원소재 소비가 매우 적으며 5세대급의 대면적 모듈 제조가 가능하고 태양전지 및 모듈제조가 함께 이루어져 Value chain이 단순하다. 또한, 실리콘 박막과 CI(G)S 및 CdTe 등의 화합물 박막을 이용한 박막 태양전지(모듈)이 상용화되고 있다. Thin film solar cell can reduce the manufacturing cost of solar cell by making it possible to reduce the amount of raw material and enable large size and mass production compared with crystalline silicon solar cell. The thickness of the light absorbing layer material is several ㎛ and the consumption of raw material is very small. The value chain is simple because large scale module production is possible and solar cells and modules are manufactured together. In addition, thin film solar cells (modules) using silicon thin films and thin films of compounds such as CI (G) S and CdTe are being commercialized.
현재 생산되고 있는 대부분의 박막 태양전지는 유리기판 위에 제조되고 있으며 5세대급 모듈제조시 무게는 약 20㎏이상이 되고 있다. Most of the thin film solar cells currently produced are manufactured on glass substrates, and the weight of the 5th generation module is over 20 kg.
플렉서블(flexible) 박막 태양전지는 기존의 결정질 실리콘 태양전지나 유리기판을 사용하는 박막 태양전지에 비하여 저가, 경량소재 사용 및 우수한 생산성을 바탕으로 태양전지의 제조비용을 획기적으로 저감할 수 있는 기술로, 현재 개발이 가장 활발히 진행되고 있는 플렉서블 박막 태양전지용 광흡수층으로는 실리콘 박막 및 CI(G)S 화합물 박막이다. 후면전극층으로는 일반적으로 반사율과 전기전도성이 우수한 금속박막(M, Ag, Al 등)을 사용하고, 투명전도층은 Window층으로 투과율이 우수한 동시에 전기전도성이 우수한 ZnO, ITO 등의 투명전도막을 사용한다. Flexible thin film solar cells are a technology that can significantly reduce the manufacturing cost of solar cells based on the use of low-priced, lightweight materials and superior productivity compared to thin crystalline solar cells using crystalline silicon solar cells or glass substrates. Currently, the most active thin film for flexible thin film solar cells is silicon thin film and CI (G) S compound thin film. As the backside electrode layer, a metal thin film (M, Ag, Al, etc.) having excellent reflectance and electric conductivity is generally used. The transparent conductive layer is a window layer and a transparent conductive film such as ZnO or ITO do.
또한, 플렉서블 박막 태양전지는 저가화 특성과 더불어 경량이며 잘 깨지지 않고, 심미성과 적용성이 우수하여 대용량 발전의 기존 시장 대체뿐만 아니라 BAPV(Building Applied PV) 및 휴대용, 군사용 전원을 포함하는 신규 거대시장 창출이 가능한 미래산업 분야이다.In addition, flexible thin film solar cells are not only cost-effective but also lightweight and unbreakable. They have excellent aesthetics and applicability. They are not only replacing existing markets for large-capacity power generation, but also creating new large markets including BAPV (Building Applied PV) and portable and military power sources. This is a possible future industry.
태양전지 분야의 기술상의 문제점과 향후 개선 방안은 소면적 태양전지의 효율이 다결정 실리콘 태양전지의 최고 효율에 근접할 정도로 높은데 반해, 대면적 모듈의 효율이 이유는 공정이 복잡하고 엄밀한 제어를 필요로 하기 때문에 장치의 대형화가 어렵기 때문이다. 따라서, 저가, 고효율화, 대면적화를 통한 상업화 기술의 확보를 위해, 단위 박막의 성능 및 구조 개선을 통한 실험실 제조 태양전지의 효율 향상, 대면적 모듈의 제조, CdS 대체 공정 개발 등의 문제를 해결해야 할 것이다. 또한, 현재의 저가 고효율화를 위한 기술개발 노력과 함께 나노기술 및 다층구조 기술의 접목이 장기적인 차원에서 추진되어야 할 것이다.The problems of the technology in the field of solar cell and the future improvement plan are due to the fact that the efficiency of the small area solar cell is close to the maximum efficiency of the polycrystalline silicon solar cell, whereas the efficiency of the large area module is complicated and requires strict control This is because it is difficult to increase the size of the apparatus. Therefore, in order to secure commercialization technology through low cost, high efficiency, and large size, it is necessary to solve problems such as improvement of the efficiency of laboratory-manufactured solar cells through the improvement of the performance and structure of the unit thin film, manufacture of large- something to do. In addition, along with efforts to develop technology for the current low price and high efficiency, the integration of nanotechnology and multilayer structure technology should be pursued in the long term.
셀렌화(selenization) 공정에서의 효율을 높이고, 상기 셀렌화를 위한 열처리 단계에서 셀레늄(Se)의 분압을 높여 열처리 시간을 단축시키고자 한다. The efficiency in the selenization process is increased and the partial pressure of selenium (Se) is increased in the heat treatment process for selenization to shorten the heat treatment time.
태양전지에 사용되는 CI(G)S의 제조 과정 중 셀렌화 공정의 효율을 높이기 위한 방법으로 더욱 구체적으로는 CI(G)S계 전구체 박막을 일정 콘테이너 혹은 챔버에 삽입하여, 상기 콘테이너 혹은 챔버 내에 셀레늄(Se)을 주입하고 온도를 올려 셀렌화하는 공정을 통해 고압력 셀렌화가 가능하도록 한다. More specifically, a method of inserting a CI (G) S precursor thin film into a certain container or a chamber to increase the efficiency of the selenization process during the manufacturing process of the CI (G) S used in the solar cell, Selenium (Se) is injected and the temperature is increased to make selenization, so that high-pressure selenization is possible.
Substrate를 준비하는 단계, CI(G)S계 전구체 박막을 챔버(Chamber)에 삽입하는 단계, 상기 CI(G)S계 전구체 박막이 삽입된 챔버 내에 셀레늄(Se)을 주입하는 단계, 상기 셀레늄(Se)이 주입된 챔버 내의 온도를 증가시키는 단계, 상기 챔버 내의 온도를 증가시켜, 셀레늄(Se) 분위기에서 전구체 박막을 열처리하여, 압력을 증가시킨 상태로 셀렌화하는 단계를 포함하며, 상기 CI(G)S계 전구체 박막과 상기 챔버(Chamber)의 간격이 6 mm 내지 20 mm이고, 상기 챔버(Chamber)에 셀레늄(Se)을 주입하며, 셀렌화를 위한 열처리는 상기 챔버(Chamber)의 내측 일면 또는, 내측 전면에 위치하는 발열체에 의해 온도를 증가시킨다. (G) S precursor thin film into a chamber, injecting selenium (Se) into the chamber in which the CI (G) S precursor thin film is inserted, preparing the selenium Increasing the temperature in the chamber, injecting the precursor thin film in a selenium (Se) atmosphere, and selenizing the precursor thin film in an increased pressure, wherein the CI G) S precursor thin film and the chamber is 6 mm to 20 mm, selenium (Se) is injected into the chamber, and heat treatment for selenization is performed on the inner surface of the chamber Alternatively, the temperature is increased by the heating element located on the inner front surface.
태양전지에 사용되는 CI(G)S의 제조 과정 중 셀렌화 공정의 효율을 높이기 위한 방법으로 더욱 구체적으로는 CI(G)S계 전구체 박막을 일정 콘테이너 혹은 챔버에 삽입하여, 상기 콘테이너 혹은 챔버 내에 셀레늄(Se)을 주입하고 온도를 올려 셀렌화하는 공정을 통해 고압력 셀렌화가 가능한 것에 관한 것으로 일정 콘테이너 혹은 챔버 내에 셀레늄(Se) 분압을 높여 고압력 셀렌화를 통해 손실되는 셀레늄(Se)을 줄일 수 있고, 셀렌화의 효율을 높이고 열처리의 시간을 단축시킬 수 있는 효과를 나타낸다. More specifically, a method of inserting a CI (G) S precursor thin film into a certain container or a chamber to increase the efficiency of the selenization process during the manufacturing process of the CI (G) S used in the solar cell, The present invention relates to a method of selenizing high-pressure through a process of injecting selenium (Se) and raising the temperature to increase selenium (Se) in high-pressure selenization by increasing selenium (Se) partial pressure in a certain container or chamber , The effect of increasing selenization efficiency and shortening the time of heat treatment is exhibited.
도 1은 본원 발명의 실시 예에 의한 CI(G)S박막 제조 방법을 나타낸다.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 CI(G)S박막을 포함하는 태양전지의 제조 방법을 나타낸다.
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 태양전지의 단면도를 나타낸다. 1 shows a method for producing a CI (G) S thin film according to an embodiment of the present invention.
2 shows a method of manufacturing a solar cell including a CI (G) S thin film according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본원 발명의 실시 예에 의한 CI(G)S박막 제조 방법을 나타낸다.1 shows a method for producing a CI (G) S thin film according to an embodiment of the present invention.
상기 태양전지의 광흡수층으로서의 CI(G)S박막 제조 방법은 Substrate를 준비하는 단계, 전구체인 CI(G)S계 화합물을 제조하는 단계, 상기 Substrate 상에 상기 전구체인 CI(G)S계 화합물을 코팅하여 CI(G)S계 전구체 박막을 형성하는 단계, 상기 Substrate 상에 형성된 CI(G)S계 전구체 박막을 건조하는 단계, 상기 건조된 CI(G)S계 전구체 박막을 챔버(Chamber)에 삽입하는 단계, 상기 CI(G)S계 전구체 박막이 삽입된 챔버 내에 셀레늄(Se)과 불활성 기체를 주입하는 단계, 상기 셀레늄(Se)이 주입된 챔버 내의 온도를 증가시키는 단계, 상기 챔버 내의 온도를 증가시켜, 셀레늄(Se) 분위기에서 전구체 박막을 열처리하여, 압력을 증가시킨 상태로 셀렌화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 가능할 것이다. The method for producing a CI (G) S thin film as a light absorbing layer of the solar cell comprises the steps of preparing a substrate, preparing a precursor CI (G) S compound, forming a precursor CI (G) (G) S precursor thin film on the substrate, drying the CI (G) S precursor thin film formed on the substrate, coating the dried CI (G) S precursor thin film on a chamber, , Injecting selenium (Se) and an inert gas into the chamber into which the CI (G) S precursor thin film is inserted, increasing the temperature in the chamber into which the selenium (Se) is injected, Heating the precursor thin film in a selenium (Se) atmosphere to increase the pressure, and selenizing the precursor thin film in an increased pressure.
상기 Substrate 상에 상기 전구체인 CI(G)S계 화합물을 코팅하는 방법은 스핀코팅(Spin coating), 딥코팅(Dip coating), 스프레이코팅(Spray coating), 닥터블레이드코팅(Dr. blade coating), 롤코팅(Roll coating), 바코팅(Bar coating), 그래비에 코팅(Gravier coating), 슬롯다이코팅(Slot-die coating) 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 코팅하는 것이 바람직할 것이다. The method of coating the precursor CI (G) S compound on the substrate may be a spin coating, a dip coating, a spray coating, a doctor blade coating, It may be preferable to coat the substrate using at least one of roll coating, bar coating, gravier coating and slot-die coating.
또한, 상기 Substrate 상에 상기 전구체인 CI(G)S계 화합물을 코팅하는 방법은 E-beam 증착법(Electron beam evaporation), 전자빔 이온 플레이팅(Electron Beam Ion plating), 스퍼터링(Suppertering), 스퍼터링 이온 플레이팅 시스템(Suppertering Ion plating System), 레이저 분자빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스 레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition), 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation), 이온 어시스트 증착법(Ion-Assist Deposition) 중 적어도 어느 하나의 방법으로 증착하여 코팅하는 것 또한, 가능할 것이나 이에 한정된 것은 아니다. The method of coating the precursor CI (G) S compound on the substrate may be an E-beam evaporation method, an electron beam ion plating method, a sputtering ion plating method, At least one of a supercritical ion plating system, a laser molecular beam epitaxy method, a pulsed laser deposition method, a thermal evaporation method, and an ion assist deposition method, For example, but it is not limited thereto.
상기 건조된 CI(G)S계 전구체 박막을 챔버(Chamber)에 삽입하는 단계에서 상기 CI(G)S계 전구체 박막과 상기 챔버의 간격이 6 mm 내지 20 mm인 것이 바람직할 것이다. 이는 상기 CI(G)S계 전구체 박막과 상기 챔버의 간격이 5 mm 이하이면 상기 챔버 내에서 상기 CI(G)S계 전구체 박막과 상기 챔버 내에 삽입시 상기 CI(G)S계 전구체 박막의 핸들링이 쉽지 않고, 상기 CI(G)S계 전구체 박막과 상기 챔버의 간격이 20 mm 이상일 경우 다음 단계의 상기 챔버(Chamber)에 셀레늄(Se)을 주입하는 경우 상기 셀레늄(Se)의 분압을 달성하기 위해 주입되는 셀레늄(Se)을 양이 증가하는 문제점이 생길 수 있다. In the step of inserting the dried CI (G) S precursor thin film into the chamber, it is preferable that the interval between the CI (G) S precursor thin film and the chamber is 6 mm to 20 mm. This is because when the distance between the CI (G) S precursor thin film and the chamber is 5 mm or less, the CI (G) S precursor thin film and the handling of the CI (G) S precursor thin film when inserted into the chamber And when the distance between the CI (G) S precursor thin film and the chamber is 20 mm or more, when selenium (Se) is injected into the chamber in the next step, partial pressure of the selenium (Se) There is a problem that the amount of selenium (Se) injected for injection increases.
상기 문제점들을 해결할 수 있는 상기 CI(G)S계 전구체 박막과 상기 챔버의 간격이 6 mm 내지 20 mm인 것이 바람직할 것이나 이에 한정된 것은 아니다. Preferably, the gap between the CI (G) S precursor thin film and the chamber capable of solving the above problems is 6 mm to 20 mm, but is not limited thereto.
상기 챔버 내의 셀레늄(Se) 분압을 맞출 수 있고, 상기 챔버 내 상기 CI(G)S계 전구체 박막 삽입 시 핸들링이 가능하다면, 상기 기재한 간격에 한정되지 않는 것도 가능할 것이다. It is also possible that the selenium (Se) partial pressure in the chamber can be adjusted and that the CI (G) S precursor thin film in the chamber can be handled when inserting the CI (G) S precursor thin film.
상기 챔버(Chamber) 내에 셀레늄(Se)을 주입하는 방법은 다양한 방법이 이용될 수 있을 것이다. 상기 CI(G)S계 전구체 박막을 상기 챔버에 주입시 상기 CI(G)S계 전구체 박막의 주변에 놓아두는 방법이 가능할 것이다. Various methods may be used for injecting selenium (Se) into the chamber. It may be possible to place the CI (G) S precursor thin film around the CI (G) S precursor thin film when the precursor thin film is injected into the chamber.
또한, 상기 챔버(Chamber) 내에 셀레늄(Se)을 주입하는 방법은 상기 챔버의 일측에 연결된 관을 통해 셀레늄(Se)을 주입하는 것도 가능할 것이다. In addition, in the method of injecting selenium (Se) into the chamber, it is also possible to inject selenium (Se) through a tube connected to one side of the chamber.
상기 챔버 내의 일측에 연결된 관은 상기 챔버와 탈착이 가능할 수 있으며 상기 관의 재질과 크기는 상기 챔버 및 상기 CI(G)S계 전구체 박막의 크기에 따라 다양하게 변형하는 것이 가능할 것이다. The tube connected to one side of the chamber may be detachable from the chamber, and the material and size of the tube may be variously changed depending on the size of the chamber and the CI (G) S precursor thin film.
상기 셀레늄(Se)이 주입된 챔버(Chamber) 내의 온도를 증가시키는 단계는 상기 챔버의 내측 일면 또는, 내측 전면에 위치하는 발열체에 의해 온도를 증가시키는 것이 가능할 것이다. The step of increasing the temperature in the chamber into which the selenium (Se) is injected may be possible to increase the temperature by the heating element located on the inner side or the inner side of the chamber.
상기 발열체가 상기 챔버의 내측 일면에 위치하는 경우, 가열된 공기를 내부순환시키기 위한 팬(fan)을 더 포함하는 것이 가능할 것이다. It would be possible to further include a fan for internally circulating the heated air when the heating element is located on the inner one side of the chamber.
상기 발열체는 코일을 이용한 가열체, 라디에이션(Radiation)을 이용한 가열체 등을 이용할 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다. The heating element may be a heating element using a coil, a heating element using a radiation, or the like, but is not limited thereto.
이와 같이 발열체가 챔버 내부 전면에 위치하는 경우는 500도 이하에서는 온도 분포가 좋지 않으나 그 이상에서 온도 분포가 좋고 높은 온도의 열처리가 가능한 장점이 있다. In the case where the heating element is located on the entire inner surface of the chamber, the temperature distribution is not good when the temperature is less than 500 ° C., but the temperature distribution is good and the heat treatment can be performed at a high temperature.
이렇게 챔버의 내측 일면 또는, 내측 전면에 위치하는 두 개의 온도 장비를 이용하여 고온과 저온 열처리을 하게 되는데 이때 사용하는 온도에 따라 온도 장비를 교체하며 열처리를 할 수 있을 것이다. In this way, the high temperature and low temperature heat treatment is performed using two temperature devices located on the inner side or the inner side of the chamber, and the heat treatment can be performed by changing the temperature equipment according to the used temperature.
상기 챔버 내의 온도를 증가시켜, 셀레늄(Se) 분위기에서 전구체 박막을 열처리하여, 압력을 증가시킨 상태로 셀렌화하는 단계에서 상기 CI(G)S계 전구체 박막이 삽입된 챔버의 발열체를 이용하여 300 ℃ 내지 700 ℃ 에서 열처리하여 The precursor thin film is heated in the selenium (Se) atmosphere by increasing the temperature in the chamber. In the step of selenizing the precursor thin film in an increased pressure, the precursor thin film is heated to 300 Lt; RTI ID = 0.0 > 700 C < / RTI &
상기 챔버 내의 압력이 0.001 mtorr 내지 100 torr 가 되고, 상기 챔버 내의 상기 셀레늄(Se)의 분압이 0.001 mtorr 내지 50 torr 가 되도록 하는 것이 바람직할 것이다. It is preferable that the pressure in the chamber is 0.001 mtorr to 100 torr, and the partial pressure of selenium (Se) in the chamber is 0.001 mtorr to 50 torr.
가장 바람직한 것은 400 ℃ 내지 650 ℃ 에서 열처리하여 상기 챔버 내의 압력이 0.01 mtorr 내지 10 torr 가 되고, 상기 챔버 내의 상기 셀레늄(Se)의 분압이 0.005 mtorr 내지 5 torr 가 되도록 하는 것이다. Most preferably, the pressure in the chamber is in the range of 0.01 mtorr to 10 torr, and the partial pressure of the selenium (Se) in the chamber is 0.005 mtorr to 5 torr.
상기 챔버 내의 압력 및 셀레늄의 분압을 조절하는 방법은 셀레늄 기체와 불활성 기체를 함께 주입하여 조절한다. A method of controlling the pressure in the chamber and the partial pressure of selenium is controlled by injecting selenium gas and an inert gas together.
열처리를 통하여 불활성 기체로 상기 챔버 내의 압력을 메인으로 조절하고 상기 불활성 기체와 같이 상기 챔버에 주입된 셀레늄의 분압을 원하는 수치로 조절하는 것이 가능할 것이다.It is possible to adjust the pressure in the chamber to an essentially inert gas through heat treatment and adjust the partial pressure of selenium injected into the chamber to a desired value, such as the inert gas.
상기 제조 방법에 의해 제조된 CI(G)S박막은 셀레늄(Se)의 함량이 40 atomic % 내지 60 atomic % 인 것이 바람직할 것이다. The CI (G) S thin film produced by the above-described method preferably has a content of selenium (Se) of 40 atomic% to 60 atomic%.
가장 바람직한 것은 제조된 CI(G)S박막은 셀레늄(Se)의 함량이 45 atomic % 내지 55 atomic % 인 것이나, 이에 한정된 것은 아니다. Most preferably, the produced CI (G) S thin film has a selenium (Se) content of 45 atomic% to 55 atomic%, but is not limited thereto.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 CI(G)S박막을 이용한 태양전지의 제조 방법을 나타낸다.2 shows a method of manufacturing a solar cell using a CI (G) S thin film according to an embodiment of the present invention.
상기 태양전지 제조 방법은 기판(10)을 준비하는 단계, 후면전극층(20)을 증착하는 단계, 본원 발명에 의한 방법으로 제조된 CI(G)S박막을 광흡수층(30)으로 증착하는 단계, 버퍼층(40)을 증착하는 단계, 투명전도층(50)을 증착하는 단계, 반사방지막(60)을 전면전극층(70)이 형성되는 영역을 제외한 부분에 증착하는 단계, 상기 반사방지막(60)이 형성되지 않은 부분에 전면전극층(70)을 증착하는 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다. The solar cell manufacturing method includes the steps of preparing the
상기 기판(10)은 유리 기판, 세라믹 기판, 스테인레스 스틸(stainless steel) 기판, 폴리머(polymer) 기판, 금속 기판 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 가능할 것이나 이에 한정된 것은 아니다. The
상기 후면전극층(20)은 Mo, Ni, Cu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 가능할 것이며, 상기 버퍼층(40)은 CdS, InxSey, Zn(O,S,OH)x, In(OH)xSy, ZnInxSey, ZnSe 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 가능할 것이다. The
또한, 상기 투명전도층(50)은 ZnO 인 것이 바람직할 것이며, 상기 투명전도층(50)은 하부막인 ZnO 위에 상부막인 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 2중 구조로 증착하는 것이 가능할 것이다. The transparent
상기 반사방지막(60)은 MgF2 인 것이 가능할 것이나 이에 한정된 것은 아니다. The
상기 전면전극층(70)은 Al, Ag, Ni, M 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 가능할 것이다. The
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 태양전지의 단면도를 나타낸다.3 is a cross-sectional view of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
본원 발명에 의한 태양전지는 기판(10), 상기 기판(10) 상의 후면전극층(20), 상기 후면전극층(20) 상에 광흡수층(30)으로 본원 발명에 의한 CI(G)S박막, 상기 광흡수층(30) 상의 버퍼층(40), 상기 버퍼층(40) 상의 투명전도층(50), 상기 투명전도층(50) 상의 반사방지막(60)과 상기 반사방지막(60)이 형성되지 않은 부분의 전면전극층(70)을 포함하는 것이 가능하다. The solar cell according to the present invention comprises a
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it should be understood that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas which fall within the scope of equivalence by alteration, substitution, substitution, Range. In addition, it should be clarified that some configurations of the drawings are intended to explain the configuration more clearly and are provided in an exaggerated or reduced size than the actual configuration.
10 : 기판 20 : 후면전극층
30 : 광흡수층 40 : 버퍼층
50 : 투명전도층 60 : 반사방지막
70 : 전면전극층10: substrate 20: rear electrode layer
30: light absorbing layer 40: buffer layer
50: transparent conductive layer 60: antireflection film
70: front electrode layer
Claims (17)
(i) Substrate를 준비하는 단계;
(ii) 전구체인 CI(G)S계 화합물을 제조하는 단계;
(iii) 상기 Substrate 상에 상기 전구체인 CI(G)S계 화합물을 코팅하여 CI(G)S계 전구체 박막을 형성하는 단계;
(iv) 상기 Substrate 상에 형성된 CI(G)S계 전구체 박막을 건조하는 단계;
(v) 상기 건조된 CI(G)S계 전구체 박막을 챔버(Chamber)에 삽입하는 단계;
(vi) 상기 CI(G)S계 전구체 박막이 삽입된 챔버 내에 셀레늄(Se)과 불활성 기체를 주입하는 단계;
(vii) 상기 셀레늄(Se)이 주입된 챔버 내의 온도를 증가시키는 단계; 및
(viii) 상기 챔버 내의 온도를 증가시켜, 셀레늄(Se) 분위기에서 전구체 박막을 열처리하여, 압력을 증가시킨 상태로 셀렌화하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 CI(G)S박막 제조 방법.In a method for producing a CI (G) S thin film as a light absorbing layer of a solar cell,
(i) preparing a substrate;
(ii) preparing a precursor CI (G) S-based compound;
(iii) coating the precursor CI (G) S compound on the substrate to form a CI (G) S precursor thin film;
(iv) drying the CI (G) S precursor thin film formed on the substrate;
(v) inserting the dried CI (G) S precursor thin film into a chamber;
(vi) injecting selenium (Se) and an inert gas into the chamber into which the CI (G) S precursor thin film is inserted;
(vii) increasing the temperature in the chamber where the selenium (Se) is injected; And
(viii) heating the precursor thin film in a selenium (Se) atmosphere by increasing the temperature in the chamber, and selenizing the precursor thin film in an increased pressure
(G) < / RTI > S thin film.
상기 (iii) 단계에서,
스핀코팅(Spin coating), 딥코팅(Dip coating), 스프레이코팅(Spray coating), 닥터블레이드코팅(Dr. blade coating), 롤코팅(Roll coating), 바코팅(Bar coating), 그래비에 코팅(Gravier coating), 슬롯다이코팅(Slot-die coating) 중 적어도 어느 하나의 방법으로 코팅하는 것
을 특징으로 하는 CI(G)S박막 제조 방법.The method according to claim 1,
In the step (iii)
Spray coating, Dip coating, Spray coating, Dr. blade coating, Roll coating, Bar coating, Gravie coating (Coating) Gravure coating, and slot-die coating.
(G) < / RTI > S thin film.
상기 (iii) 단계에서,
E-beam 증착법(Electron beam evaporation), 전자빔 이온 플레이팅(Electron Beam Ion plating), 스퍼터링(Suppertering), 스퍼터링 이온 플레이팅 시스템(Suppertering Ion plating System), 레이저 분자빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스 레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition), 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation), 이온 어시스트 증착법(Ion-Assist Deposition) 중 적어도 어느 하나의 방법으로 증착하여 코팅하는 것
을 특징으로 하는 CI(G)S박막 제조 방법.The method according to claim 1,
In the step (iii)
The electron beam evaporation method, the electron beam evaporation method, the electron beam ion plating method, the sputtering method, the suppertering ion plating system, the laser molecular beam epitaxy method, Deposition may be performed by at least one of a laser deposition method, a thermal evaporation method, and an ion assist deposition method
(G) < / RTI > S thin film.
상기 (v) 단계에서,
상기 CI(G)S계 전구체 박막과 상기 챔버(Chamber)의 간격이 6 mm 내지 20 mm인 것
을 특징으로 하는 CI(G)S박막 제조 방법.The method according to claim 1,
In the step (v)
The gap between the CI (G) S precursor thin film and the chamber is 6 mm to 20 mm
(G) < / RTI > S thin film.
상기 (vii) 단계에서,
상기 챔버(Chamber)의 내측 일면 또는, 내측 전면에 위치하는 발열체에 의해 온도를 증가시키는 것
을 특징으로 하는 CI(G)S박막 제조 방법.The method according to claim 1,
In the step (vii)
The temperature is increased by a heating element located on the inner side or the inner side of the inner side of the chamber
(G) < / RTI > S thin film.
상기 발열체가 상기 챔버의 내측 일면에 위치하는 경우,
가열된 공기를 내부순환시키기 위한 팬(fan)을 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 CI(G)S박막 제조 방법.The method of claim 6,
When the heating element is located on one inner surface of the chamber,
Further comprising a fan for internally circulating the heated air
(G) < / RTI > S thin film.
상기 (viii) 단계에서,
상기 CI(G)S계 전구체 박막이 삽입된 챔버의 발열체를 이용하여 300 ℃ 내지 700 ℃ 에서 열처리하여
상기 챔버 내의 압력이 0.001 mtorr 내지 100 torr 가 되고,
상기 챔버 내의 상기 셀레늄(Se)의 분압이 0.001 mtorr 내지 50 torr 가 되도록 하는 것
을 특징으로 하는 CI(G)S박막 제조 방법.The method according to claim 1,
In the step (viii)
The heat treatment of the chamber in which the CI (G) S precursor thin film is inserted is used to perform heat treatment at 300 ° C to 700 ° C
The pressure in the chamber is between 0.001 mtorr and 100 torr,
The partial pressure of selenium (Se) in the chamber is set to 0.001 mtorr to 50 torr
(G) < / RTI > S thin film.
셀레늄(Se)의 함량이 40 atomic % 내지 60 atomic % 인 것
을 특징으로 하는 CI(G)S박막.7. A process for producing a polyurethane foam, which is produced by the process of any one of claims 1 to 7,
A content of selenium (Se) of 40 atomic% to 60 atomic%
(G) < / RTI > S thin film.
(1) 기판을 준비하는 단계;
(2) 후면전극층을 증착하는 단계;
(3) 상기 청구항 1 내지 7 중 어느 하나의 방법으로 제조된 CI(G)S박막을 광흡수층으로 증착하는 단계;
(4) 버퍼층을 증착하는 단계;
(5) 투명전도층을 증착하는 단계;
(6) 반사방지막을 전면전극층이 형성되는 영역을 제외한 부분에 증착하는 단계;
(7) 상기 반사방지막이 형성되지 않은 부분에 전면전극층을 증착하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.A method of manufacturing a solar cell,
(1) preparing a substrate;
(2) depositing a rear electrode layer;
(3) depositing a CI (G) S thin film produced by the method of any one of claims 1 to 7 as a light absorption layer;
(4) depositing a buffer layer;
(5) depositing a transparent conductive layer;
(6) depositing an antireflection film on a portion except for a region where the front electrode layer is formed;
(7) depositing a front electrode layer on a portion where the anti-reflection film is not formed;
≪ / RTI >
상기 기판은 유리 기판, 세라믹 기판, 스테인레스 스틸(stainless steel) 기판, 폴리머(polymer) 기판, 금속 기판 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것
을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.The method of claim 9,
Wherein the substrate includes at least one of a glass substrate, a ceramic substrate, a stainless steel substrate, a polymer substrate, and a metal substrate
Wherein the solar cell is a solar cell.
상기 후면전극층은 Mo, Ni, Cu 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것
을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.The method of claim 10,
Wherein the rear electrode layer includes at least one of Mo, Ni, and Cu
Wherein the solar cell is a solar cell.
상기 버퍼층은 CdS, InxSey, Zn(O,S,OH)x, In(OH)xSy, ZnInxSey, ZnSe 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것
을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.The method of claim 11,
Wherein the buffer layer comprises at least one of CdS, In x Se y , Zn (O, S, OH) x , In (OH) x S y , ZnIn x Se y and ZnSe
Wherein the solar cell is a solar cell.
상기 투명전도층은 ZnO 인 것
을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법. The method of claim 12,
The transparent conductive layer is ZnO
Wherein the solar cell is a solar cell.
상기 투명전도층은 하부막인 ZnO 위에 상부막인 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 2중 구조로 증착하는 것
을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.14. The method of claim 13,
The transparent conductive layer is formed by depositing a double layer structure of ITO (Indium Tin Oxide), which is an upper layer, on ZnO which is a lower layer
Wherein the solar cell is a solar cell.
상기 반사방지막은 MgF2 인 것
을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.15. The method of claim 14,
The anti-reflection film may be MgF 2
Wherein the solar cell is a solar cell.
상기 전면전극층은 Al, Ag, Ni, M 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것
을 특징으로 하는 태양전지 제조 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the front electrode layer includes at least one of Al, Ag, Ni, and M
Wherein the solar cell is a solar cell.
기판,
상기 기판 상의 후면전극층,
상기 후면전극층 상에 광흡수층으로 사용된 청구항 8의 CI(G)S박막,
상기 광흡수층 상의 버퍼층,
상기 버퍼층 상의 투명전도층,
상기 투명전도층 상의 반사 방지막과
상기 반사방지막이 형성되지 않은 부분의 전면전극층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
In solar cells,
Board,
A back electrode layer on the substrate,
A CI (G) thin film of claim 8 used as a light absorbing layer on the rear electrode layer,
A buffer layer on the light absorbing layer,
A transparent conductive layer on the buffer layer,
The anti-reflection film on the transparent conductive layer
In the portion where the anti-reflection film is not formed,
And a second electrode.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130036156A KR101469740B1 (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Processes using high pressure selenide ci(g)s thin-film solar cells using manufacturing methods and. |
| PCT/KR2014/002767 WO2014163367A1 (en) | 2013-04-03 | 2014-04-01 | Method for manufacturing ci(g)s thin film by using high-pressure selenization step and solar cell using same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130036156A KR101469740B1 (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Processes using high pressure selenide ci(g)s thin-film solar cells using manufacturing methods and. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140120961A true KR20140120961A (en) | 2014-10-15 |
| KR101469740B1 KR101469740B1 (en) | 2014-12-08 |
Family
ID=51658599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130036156A KR101469740B1 (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Processes using high pressure selenide ci(g)s thin-film solar cells using manufacturing methods and. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101469740B1 (en) |
| WO (1) | WO2014163367A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101083741B1 (en) * | 2010-01-08 | 2011-11-15 | 주식회사 쎄믹스 | Selenization method for fabricating light absorption layer of solar cell |
| KR20120018604A (en) * | 2010-08-23 | 2012-03-05 | 삼성전자주식회사 | Solar cell |
| KR20120131536A (en) * | 2011-05-25 | 2012-12-05 | 한국에너지기술연구원 | Preparation method for cis-based compound thin film with high density |
-
2013
- 2013-04-03 KR KR1020130036156A patent/KR101469740B1/en active IP Right Grant
-
2014
- 2014-04-01 WO PCT/KR2014/002767 patent/WO2014163367A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014163367A1 (en) | 2014-10-09 |
| KR101469740B1 (en) | 2014-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20090104304A (en) | Bulk heterojunction solar cell and Method of manufacturing the same | |
| KR101497955B1 (en) | Light transmitting back contact and solar cell using the same, and methods of manufacturing them | |
| KR101503043B1 (en) | A manufacturing method of absorption layer of thin film solar cell and thin film solar cell thereof | |
| KR101523246B1 (en) | Double buffer comprising ZnS and solar cell using the same, and a method of manufacturing them | |
| KR20100025068A (en) | MANUFACTURING METHOD OF COMPOUND SOLLAR CELL USING Z n O NANOROD AND THE COMPOUND SOLLAR CELL | |
| US9306098B2 (en) | Method of making photovoltaic device comprising an absorber having a surface layer | |
| KR101591719B1 (en) | Non-vacuum Process Method of Thin film using High pressure Selenization process | |
| KR20130042732A (en) | Solar cell module and preparing method of the same | |
| CN102956722B (en) | Thin-film solar cell | |
| KR101577420B1 (en) | Buffer layer comprising In, Se or Ga and thin film solar cell using the same, and a method of manufacturing them | |
| KR101504343B1 (en) | Manufacturing method of compound semiconductor solar cell | |
| KR101541415B1 (en) | Solar cells with enhanced substrate and its manufacturing method | |
| KR101584072B1 (en) | Non-vacuum Process Method of Thin film using Carbon Layer as Diffusion Barier Film | |
| KR101469740B1 (en) | Processes using high pressure selenide ci(g)s thin-film solar cells using manufacturing methods and. | |
| KR20130068565A (en) | Method for enhancing conductivity of molybdenum layer | |
| US20150249171A1 (en) | Method of making photovoltaic device comprising i-iii-vi2 compound absorber having tailored atomic distribution | |
| KR101458427B1 (en) | Performance improved ci(g)s thin-film solar cells using manufacturing methods and. | |
| Terukov et al. | Investigation of the characteristics of heterojunction solar cells based on thin single-crystal silicon wafers | |
| KR101508133B1 (en) | A CI(G)S Thin Film And The Fabrciation Method Of The Same, And A CI(G)S Solar Cell Using The CI(G)S Thin Film And The Fabrciation Method Of The Same. | |
| KR101508132B1 (en) | A CI(G)S Thin Film And The Fabrciation Method Of The Same, And A CI(G)S Solar Cell Using The CI(G)S Thin Film And The Fabrciation Method Of The Same. | |
| KR20150087874A (en) | Solar cell and method of fabricating the same | |
| KR101557020B1 (en) | Scattering metal-layer coated electrode and solar cell using the same, and a method of manufacturing them | |
| KR101144483B1 (en) | Solar cell apparatus, solar power generating system having the same and method of fabricating the same | |
| CN106252464A (en) | A kind of method accelerating stable cadmium telluride diaphragm solar module peak power | |
| US20140261620A1 (en) | Solar cell and solar cell module using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171204 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180918 Year of fee payment: 5 |