KR101049223B1 - 투명 전극을 갖는 태양 전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 효율성이 향상된 투명한 전면 전극을 갖는 태양 전지에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 태양 전지는 P형 반도체층과 N형 반도체층을 갖는 PN접합 반도체층과 상기 PN접합 반도체층의 제1 면에 접합된 투명 전도성 산화물(TCO)로 이루어진 전면 전극과 상기 PN접합 반도체층의 상기 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극을 포함한다.
Description
본 발명은 태양 전지에 관한 것으로서 보다 상세하게는 투명 전극을 갖는 태양 전지에 관한 것이다.
태양광을 전기에너지로 변환하는 광전변환소자인 태양 전지는 다른 에너지원과 달리 무한하고 환경 친화적이므로 시간이 갈수록 그 중요성이 증가하고 있다.
특히 고유가와 화석연료 부존의 제한성은 재생에너지에 대한 이용을 증대시킬 것으로 보이며, 이중에 이동이 간편하고 휴대할 수 있는 태양 전지의 의존성은 더욱 커질 것으로 예측된다.
태양전지의 구조 및 원리에 대해서 간단히 설명하면, 태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole)과 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다.
이와 같은 태양전지는 웨이퍼형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다. 웨이퍼형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 웨이퍼로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.
웨이퍼형 태양전지는 박막형 태양전지에 비하여 효율이 우수한 반면, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있다. 웨이퍼형 태양전지의 전면 전극은 Ag 등의 금속으로 이루어지는 데, Ag 전극이 형성된 부분으로는 빛이 입사하지 못하므로 효율이 저하되는 문제가 발생한다. 또한, 부분적으로 형성된 Ag 전극의 경우, 웨이퍼와 충분히 접촉하지 못하므로 접촉저항이 큰 문제가 있다.
본 발명은 효율성이 향상된 투명한 전면 전극을 갖는 태양 전지를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 태양 전지는 P형 반도체층과 N형 반도체층을 갖는 PN접합 반도체층과 상기 PN접합 반도체층의 제1 면에 접합된 투명 전도성 필름으로 이루어진 전면 전극, 및 상기 PN접합 반도체층의 상기 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극을 포함한다.
상기 P형 반도체층 또는 상기 N형 반도체층은 웨이퍼로 이루어질 수 있으며, 상기 P형 반도체층은 웨이퍼로 이루어진 N형 반도체층 상에 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 중에서 선택되는 어느 하나의 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 N형 반도체층은 웨이퍼로 이루어진 P형 반도체층 상에 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 중에서 선택되는 어느 하나의 방식으로 형성될 수 있다.
상기 투명 전도성 필름은 투명 전도성 산화물(TCO)인 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7, 및 Sr4Ru3O10로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
상기 투명 전도성 필름은 전도성을 갖는 탄소 계열 나노소재를 포함할 수 있으며, 상기 투명 전도성 필름은 금속 나노선에 반도체 물질이 결합된 구조로 이루어진 금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)를 포함할 수 있따.
상기 투명 전도성 필름은 투명 전도성 산화물(TCO)과 전도성 나노소재를 포함하고, 상기 전도성 나노소재는 탄소 계열 나노소재와 금속 실리사이드, 금속 게르마나이드 중 어느 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으며, 상기 전면 전극은 AZO로 이루어지고 AZO에 포함된 Al의 조성비는 4.65wt% 내지 6.34wt%일 수 있다.
상기 전면 전극은 복수 개의 투명 전도성 필름층으로 이루어질 수 있으며, 상기 전면 전극은 투명 전도성 산화물로 이루어진 제1 투명 전도성 필름층과 탄소 계열 나노소재로 이루어진 제2 투명 전도성 필름층을 포함할 수 있다.
상기 전면 전극은 투명 전도성 산화물로 이루어진 제1 투명 전도성 필름층과 제3 투명 전도성 필름층을 포함하고, 상기 제3 투명 전도성 필름층은 금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)로 이루어질 수 있다. 또한 상기 태양 전지는 투명 전도성 필름층 사이에 형성된 금속 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 전면 전극 상에 형성된 금속 전극을 더 포함할 수 있으며, 상기 전면 전극은 이격 배치되고 상기 전면 전극 사이에 형성된 금속 전극을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전면 전극 사이에 형성된 금속 전극과 상기 금속 전극 상에 형성된 투명 전도성 필름으로 이루어진 상단 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 배면 전극은 투명 전도성 필름으로 이루어질 수 있으며, 상기 배면 전극 상에 형성된 금속 전극을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 배면 전극은 이격 배치되고 상기 배면 전극 사이에 형성된 금속 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 배면 전극 사이에 간격을 두고 이격 형성된 금속 전극과 상기 금속 전극 상에 형성된 투명 전도성 필름으로 이루어진 상단 전극을 더 할 수 있으며, 상기 전면 전극은 상기 PN 접합 반도체층에 부착된 상태에서 어닐링 처리될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의한 태양 전지는 투명 전도성 필름으로 이루어진 전극이 형성되므로 전극이 빛의 입사를 방해하지 않아서 효율이 향상된다. 또한, 전극과 웨이퍼의 접촉 면적이 넓으므로 전극과 웨이퍼 사이의 접촉 저항이 감소된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지와 금속 전극만을 갖는 태양 전지의 암전류 특성을 나타낸 전류 전압 선도이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예의 일 예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 4b는 본 발명의 제2 실시예의 다른 예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이다.
도 5은 도 4a에 도시된 태양 전지와 도 4a에 도시된 태양전지와 동일한 금속 전극만을 갖는 태양 전지의 명전류특성을 나타낸 전류 전압 선도이다.
도 6은 도 4b에 도시된 태양 전지와 도 4b에 도시된 태양 전지와 동일 한 금속 전극만을 갖는 태양 전지의 전류 전압 선도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제9 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 14a는 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘층과 ZnO 필름이 형성된 것을 나타낸 TEM 사진이고, 도 14b는 도 14a에서 산소 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14c는 도 14a에서 아연 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14d는 도 14a에서 알루미늄 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이다. 또한, 도 14e는 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘층과 AZO 필름이 형성된 것을 나타낸 TEM 사진이고, 도 14f는 도 14e에서 산소 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14g는 도 14e에서 아연 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14h는 도 14e에서 알루미늄 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이다.
도 15는 Al 함량에 따른 AZO 필름의 투광율을 나타낸 그래프이다.
도 16은 Al 함량에 따른 AZO 필름의 캐리어 개수와 저항을 나타낸 그래프이다.
도 17a는 Al 함량에 따른 AZO 필름의 결정구조를 나타낸 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 프로파일을 나타낸 그래프이며, 도 17b는 좁은 스캔 X선 회절 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 18a는 순수 ZnO의 단면을 나타낸 TEM 사진이며, 도 18b는 순수 ZnO의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 18c는 순수 ZnO의 고해상도 TEM 사진이다. 도 18d는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 단면을 나타낸 TEM 사진이고, 도 18e는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 18f는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 고해상도 TEM 사진이고, 도 18g는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 단면을 나타낸 TEM 사진이며, 도 18h는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 18i는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 고해상도 TEM 사진이다.
도 19a는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 투광율을 나타낸 그래프이고, 도 19b는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 저항을 나타낸 그래프이며, 도 19c는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 좁은 스캔 X선 회절 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지와 금속 전극만을 갖는 태양 전지의 암전류 특성을 나타낸 전류 전압 선도이다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예의 일 예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 4b는 본 발명의 제2 실시예의 다른 예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이다.
도 5은 도 4a에 도시된 태양 전지와 도 4a에 도시된 태양전지와 동일한 금속 전극만을 갖는 태양 전지의 명전류특성을 나타낸 전류 전압 선도이다.
도 6은 도 4b에 도시된 태양 전지와 도 4b에 도시된 태양 전지와 동일 한 금속 전극만을 갖는 태양 전지의 전류 전압 선도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제9 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 14a는 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘층과 ZnO 필름이 형성된 것을 나타낸 TEM 사진이고, 도 14b는 도 14a에서 산소 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14c는 도 14a에서 아연 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14d는 도 14a에서 알루미늄 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이다. 또한, 도 14e는 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘층과 AZO 필름이 형성된 것을 나타낸 TEM 사진이고, 도 14f는 도 14e에서 산소 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14g는 도 14e에서 아연 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14h는 도 14e에서 알루미늄 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이다.
도 15는 Al 함량에 따른 AZO 필름의 투광율을 나타낸 그래프이다.
도 16은 Al 함량에 따른 AZO 필름의 캐리어 개수와 저항을 나타낸 그래프이다.
도 17a는 Al 함량에 따른 AZO 필름의 결정구조를 나타낸 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 프로파일을 나타낸 그래프이며, 도 17b는 좁은 스캔 X선 회절 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 18a는 순수 ZnO의 단면을 나타낸 TEM 사진이며, 도 18b는 순수 ZnO의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 18c는 순수 ZnO의 고해상도 TEM 사진이다. 도 18d는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 단면을 나타낸 TEM 사진이고, 도 18e는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 18f는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 고해상도 TEM 사진이고, 도 18g는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 단면을 나타낸 TEM 사진이며, 도 18h는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 18i는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 고해상도 TEM 사진이다.
도 19a는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 투광율을 나타낸 그래프이고, 도 19b는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 저항을 나타낸 그래프이며, 도 19c는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 좁은 스캔 X선 회절 프로파일을 나타낸 그래프이다.
또한 본 발명에 있어서 "~상에"라 함은 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 본 기재에 있어서 "PN접합 반도체층"은 P형 반도체와 N형 반도체가 접합된 구조를 의미하는 것으로 P형 반도체와 N형 반도체 사이에 I형 반도체가 개재된 PIN접합을 포함하는 넓은 의미의 PN 접합으로 정의한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 전면 전극(23)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(21)을 갖는다.
P형 반도체층(13)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, N형 반도체층은 P형 반도체층 상에 스퍼터링되어 형성된다. P형 반도체층(13)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, N형 반도체층(12)은 P형 반도체층 상에 스퍼터링되어 형성된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 N형 반도체층(12)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다.
또한, N형 반도체층(12)이 웨이퍼로 이루어지고 P형 반도체층(13)이 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 등으로 형성될 수도 있다.
PN접합 반도체층(13)의 뒷면에는 배면 전극(21)이 형성되는 바, 배면 전극(21)은 전도성 금속인 알루미늄 등으로 이루어질 수 있다.
전면 전극(23)은 투명 전도성 필름으로 이루어지는 바, 이에 따라 전면 전극(23)과 반도체 웨이퍼로 이루어진 PN접합 반도체층(13)과 필름 접촉(film contact)을 할 수 있다. 투명 전도성 필름은 투명 전도성 산화물(TCO)로 이루어질 수 있는 바, 투명 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7 및 Sr4Ru3O10 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 투명 전도성 필름은 전도성 나노소재로 이루어질 수 있는 바, 전도성 나노소재는 탄소 계열 나노소재와 금속 실리사이드(silicide)와 금속 게르마나이드(germanide)를 포함한다.
여기서 탄소 계열 나노재는 탄소 나노 튜브, 탄소 나노 와이어, 그라파이트 등으로 이루어질 수 있다.
금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)는 금속 나노선에 반도체 물질이 결합된 구조로 이루어진다. 여기서 금속 나노선은 Ag, Au, Ni, Co, Al, Ti, Pt 등으로 이루어질 수 있으며, 금속 실리사이드는 Ni silicide, Co silicide, Ti silicide 등으로 이루어질 수 있으며, 금속 게르마나이드는 Ni germanide, Co germanide, Ti germanide 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 투명 전도성 필름은 투명 전도성 산화물과 전도성 나노소재를 모두 포함하는 물질로 이루어질 수도 있다.
특히 전면 전극(23)은 AZO로 이루어질 수 있으며 이 경우, AZO는 Al과 ZnO가 함께 공급되는 코 스퍼터링(co-sputtering) 방식으로 형성될 수 있다.
전면 전극(23)과 배면 전극(21)에는 축전을 위한 전원 장치(24)가 연결되어 있다.
본 실시예와 같이 전면 전극(23)이 투명 전도성 필름으로 이루어지면 전면 전극(23)과 PN접합 반도체층(10) 사이의 접촉 면적이 확대되므로 접촉 저항이 감소할 뿐만 아니라 전면 전극(23)이 빛의 입사를 방해하지 않으므로 태양 전지의 효율이 향상된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 전면 전극(26)과, 전면 전극(26) 사이에 형성된 금속 전극(25), 및 PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(21)을 갖는다.
PN접합 반도체층(10)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 포함한다. PN접합 반도체층(10)은 결정형 실리콘으로 이루어지는 바, P형의 성질을 갖는 결정질 실리콘에 N형 물질을 도핑하여 PN접합 반도체층(10)을 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼는 실리콘 이외에 GaAs로 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 N형 반도체층(12)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다
배면 전극(21)은 Al, Ag 등의 금속으로 이루어지며, 전면 전극(26)은 투명 전도성 필름으로 이루어진다. 한편 금속 전극(25)은 Ag, Pt 등으로 이루어질 수 있다.
전면 전극(26)은 간격을 두고 이격 형성되며, 금속 전극(25)은 전면 전극(26) 사이에 배치된다. 또한, 금속 전극(25) 상에는 상단 전극(28)이 형성되는 바, 상단 전극(28)은 전면 전극(26)과 동일하게 투명 전도성 필름으로 이루어진다. 금속 전극(25)이 형성된 PN접합 반도체층(10) 상에 스퍼터링 방식으로 전면 전극(26)을 형성할 때, 금속 전극(25) 사이에는 전면 전극(26)이 형성되고, 금속 전극(25) 위에는 상단 전극(28)이 형성된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양 전지와 금속 전극만을 갖는 태양 전지의 암전류 특성을 나타낸 전류 전압 선도이다.
여기서 금속 전극은 Ag로 이루어지며, 전면 전극은 AZO 투명 전도성 필름으로 이루어진다.
전면 전극(23)과 금속 전극(25)이 형성된 경우에는 금속 전극만 형성된 경우에 비하여 저항이 현저히 낮은 것을 알 수 있다. 금속 전극만 형성된 경우에는 저항이 49.6 Kohm 이었으나, AZO 표면접합을 이용한 본 제2 실시예에 따른 태양 전지의 경우 2.24 Kohm 으로 저항이 현저히 감소되었다. 또한 정류 특성에 있어서도 금속 전극만 형성된 경우에는 정류특성이 59.9 이었으나, AZO 표면접합을 이용한 본 제2 실시예에 따른 태양 전지의 경우 87.7로 정류특성이 현저히 향상되었다.
도 4a는 본 발명의 제2 실시예의 일 예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이고, 도 4b는 본 발명의 제2 실시예의 다른 예에 따른 태양 전지를 나타낸 사진이다.
도 4a와 도 4b를 참조하여 설명하면, 도 4a에 도시된 태양 전지는 도 4b에 비하여 더 좁은 간격의 금속 전극을 갖는다.
도 5는 금속 전극만을 갖는 태양 전지와 도 4a에 도시된 바와 같이 금속 전극 상에 투명 전도성 필름이 증착된 태양 전지의 명전류 특성을 비교한 전류 전압 선도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 AZO 전면 전극과 금속 전극이 함께 형성된 태양전지는 금속 전극만을 갖는 태양 전지에 비하여 전류 전압 특성이 현저히 높은 것을 알 수 있다.
| 전류밀도(mA/cm2) | 개방전압(mV) | 효율(%) | Fill Factor(%) | |
| Ag | 11.83 | 603 | 1.79 | 25.09 |
| AZO+Ag | 28.36 | 573 | 4.09 | 25.17 |
표 1은 도 5에 나타난 태양 전지들의 특성을 비교한 표이다. 표 1에 개시된 바와 같이 금속 전극만 형성된 경우에는 효율이 1.79% 이었으나, AZO 표면접합을 이용한 본 제2 실시예에 따른 태양 전지의 경우 4.09%로 효율이 2배 이상 증가되었다. 또한, 전류 밀도에 있어서도 금속 전극만 형성된 경우에는 11.83mA/cm2이었으나, AZO 표면접합을 이용한 본 제2 실시예에 따른 태양 전지의 경우 28.36mA/cm2로 효율이 2배 이상 증가되었다.
도 6은 금속 전극만을 갖는 태양 전지와 도 4a에 도시된 바와 같이 금속 전극 상에 투명 전도성 필름이 증착된 태양 전지의 명전류 특성을 비교한 전류 전압 선도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 AZO 전면 전극과 금속 전극이 함께 형성된 구조가 금속 전극만이 형성된 구조에 비하여 전류 전압 특성이 현저히 높은 것을 알 수 있다.
| 전류밀도(mA/cm2) | 개방전압(mV) | 효율(%) | Fill Factor(%) | |
| Ag | 5.15 | 573 | 0.76 | 26.06 |
| AZO+Ag | 38.28 | 593 | 5.62 | 24.77 |
표 1은 도 5에 나타난 태양 전지들의 특성을 비교한 표이다. 표 1에 개시된 바와 같이 금속 전극만 형성된 경우에는 효율이 0.76% 이었으나, AZO 표면접합을 이용한 본 제2 실시예에 따른 태양 전지의 경우 5.62%로 효율이 5배 이상 증가되었다. 또한, 전류 밀도에 있어서도 금속 전극만 형성된 경우에는 5.15mA/cm2이었으나, AZO 표면접합을 이용한 본 제2 실시예에 따른 태양 전지의 경우 38.28mA/cm2로 효율이 7배 이상 증가되었다.
또한, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 금속 전극의 간격이 넓은 도 4b의 구조가 도 4a의 구조에 비하여 전류 전압 특성이 더 우수한 것을 알 수 있다. 이는 도 4a의 구조의 경우, 금속 전극이 광의 입사를 방해하여 효율이 저하되기 때문이다. 그러나 전면 전극이 형성되므로 금속 전극의 간격이 넓더라도 저항은 증가하지 아니할 뿐만 아니라 광여기 전자를 효율적으로 절달 할 수 있었으며 이에 따라 금속 전극 형성을 최소화하여 효율을 현저히 향상시킬 수 있다.
그러나 금속 전극만 형성된 경우에는 도 4a의 구조에 비하여 도 4b의 구조의 성능이 더 낮은 것을 알 수 있다. 이는 금속 전극 사이의 간격이 넓어서 저항이 증가할 뿐만 아니라 빛의 입사로 형성된 광여기 전자를 제대로 포집하지 못하였기 때문이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 전면 전극(26)과, 전면 전극(26) 사이에 형성된 금속 전극(25), 및 PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(21)을 갖는다.
N형 반도체층(12)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, P형 반도체층(13)은 N형 반도체층(12) 상에 스퍼터링되어 형성된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 P형 반도체층(13)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다.
또한, P형 반도체층(13)은 이 웨이퍼로 이루어지고 N형 반도체층(12)이 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 등으로 형성될 수도 있다.
배면 전극(21)은 Al, Ag 등의 금속으로 이루어지며, 전면 전극(26)은 투명 전도성 필름으로 이루어진다. 한편 금속 전극(25)은 Ag, Pt 등으로 이루어질 수 있다.
전면 전극(26)은 간격을 두고 이격 형성되며, 금속 전극(25)은 전면 전극(26) 사이에 배치된다. 이에 따라 PN접합 반도체층(10)은 전면 전극(26) 또는 금속 전극(25)과 접하게 된다. 본 실시예에 따른 금속 전극이 PN접합 반도체층과 직접 접하므로 접촉 저항이 더욱 감소된다. 금속 전극(25)이 빛의 투과를 차단하는 단점은 있으나 투명 전도성 필름으로 이루어진 전면 전극(26)보다 더 작은 저항을 갖는 물질로 이루어지므로 금속 전극(25)이 PN접합 반도체층(10)과 직접 접하는 경우 저항을 더욱 감소시킬 수 있다.
금속 전극(25)과 배면 전극(21)에는 축전을 위한 전원 장치(24)가 연결되어 있다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 전면 전극(23)과, 전면 전극(23) 상에 형성된 금속 전극(25), 및 PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(21)을 갖는다.
P형 반도체층(13)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, N형 반도체층(12)은 P형 반도체층 상에 스퍼터링되어 형성된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 N형 반도체층(12)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다.
또한, N형 반도체층(12)이 웨이퍼로 이루어지고 P형 반도체층(13)이 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 등으로 형성될 수도 있다.
배면 전극(21)과 전면 전극(23)은 투명 전도성 필름으로 이루어지는 바, 투명 전도성 필름은 투명 전도성 산화물(TCO) 또는 전도성 나노소재로 이루어질 수 있다.
투명 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7, 및 Sr4Ru3O10 등으로 이루어질 수 있다.
전도성 나노소재는 탄소 계열 나노소재와 금속 실리사이드(silicide)와 금속 게르마나이드(germanide)를 포함한다. 또한, 투명 전도성 필름은 투명 전도성 산화물과 전도성 나노소재를 모두 포함하는 물질로 이루어질 수도 있다.
금속 전극(25)과 배면 전극(21)에는 축전을 위한 전원 장치(24)가 연결되어 있다.
또한, 금속 전극(25)은 전면 전극(23) 상에 복수 개의 라인으로 이격 배열된다. 금속 전극(25)은 메쉬 형태로 배열되며, Ag, Pt 등으로 이루어질 수 있다.
본 실시예와 같이 투명 전도성 필름으로 이루어진 전면 전극(23)과 금속 전극(25)이 형성되면 전면 전극(23)과 PN접합 반도체층(10) 사이의 접촉 면적이 확대되므로 접촉 저항이 감소한다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 전면 전극(30), 및 PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(21)을 갖는다.
PN접합 반도체층(10)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 포함한다. PN접합 반도체층(10)은 결정형 실리콘으로 이루어지는 바, P형의 성질을 갖는 결정질 실리콘에 N형 물질을 도핑하여 PN접합 반도체층(10)을 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼는 실리콘 이외에 GaAs로 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 N형 반도체층(12)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다
배면 전극(21)은 Al, Ag 등의 금속으로 이루어지며, 전면 전극(30)은 복수개의 투명 전도성 필름층(31, 32, 33)으로 이루어진다. 본 실시예에서는 전면 전극(30)이 3개의 투명 전도성 필름층으로 이루어진다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 전면 전극(30)은 2개 이상의 투명 전도성 필름층으로 이루어질 수 있다.
전면 전극(30)은 전면 전극은 투명 전도성 산화물로 이루어진 제1 투명 전도성 필름층(31)과 탄소 계열 나노소재로 이루어진 제2 투명 전도성 필름층(32), 및 금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)로 이루어진 제3 투명 전도성 필름층(33)을 포함한다.
여기서 투명 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7 및 Sr4Ru3O10 등으로 이루어질 수 있다.
탄소 계열 나노재는 탄소 나노 튜브, 탄소 나노 와이어, 그라파이트 등으로 이루어질 수 있으며, 금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)는 금속 나노선에 반도체 물질이 결합된 구조로 이루어진다. 여기서 금속 나노선은 Ag, Au, Ni, Co, Al, Ti, Pt 등으로 이루어질 수 있으며, 금속 실리사이드는 Ag silicide, Au silicide, Ni silicide, Co silicide, Ti silicide 등으로 이루어질 수 있으며, 금속 게르마나이드는 Ni germanide, Co germanide, Ti germanide 등으로 이루어질 수 있다.
본 실시예와 같이 전면 전극이 광 투과성을 갖는 복수개의 투명 전도성 필름층(31, 32, 33)으로 이루어지면 빛은 투과시키면서도 저항은 감소시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 제1 투명 전도성 필름층(23), 및 PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(21)을 갖는다.
PN접합 반도체층(10)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 포함한다. PN접합 반도체층(10)은 결정형 실리콘으로 이루어지는 바, P형의 성질을 갖는 결정질 실리콘에 N형 물질을 도핑하여 PN접합 반도체층(10)을 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼는 실리콘 이외에 GaAs로 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 N형 반도체층(12)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다
제1 투명 전도성 필름층(23)은 투명 전도성 산화물로 이루어진다. 여기서 투명 전도성 산화물은 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7 및 Sr4Ru3O10 등으로 이루어질 수 있다.
제1 투명 전도성 필름층(23) 상에는 금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)로 이루어진 제2 투명 전도성 필름층(34)이 형성된다. 본 실시예에서는 제1 투명 전도성 필름층(23)과 제2 투명 전도성 필름층(34)이 전면 전극이 된다.
금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)는 금속 나노선에 반도체 물질이 결합된 구조로 이루어진다. 여기서 금속 나노선은 Ag, Au, Ni, Co, Al, Ti, Pt 등으로 이루어질 수 있으며, 금속 실리사이드는 Ag silicide, Au silicide, Ni silicide, Co silicide, Ti silicide 등으로 이루어질 수 있으며, 금속 게르마나이드는 Ni germanide, Co germanide, Ti germanide 등으로 이루어질 수 있다.
제2 투명 전도성 필름층(34)은 간격을 두고 이격 형성되며, 이 제2 투명 전도성 필름층(34) 사이에 금속 전극(25)은 배치된다. 또한, 금속 전극(25) 상에는 상단 전극(36)이 형성되는 바, 상단 전극(36)은 제2 투명 전도성 필름층(34)과 동일하게 금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)로 이루어진 투명 전도성 필름으로 이루어진다. 금속 전극(25)이 형성된 상태에서 스퍼터링 방식으로 전면 전극(26)을 형성할 때, 금속 전극(25) 사이에는 제2 투명 전도성 필름층(34)이 형성되고, 금속 전극(25) 위에는 상단 전극(36)이 형성된다.
본 실시예와 같이 제1 투명 전도성 필름층(23) 상에 제2 투명 전도성 필름층(34)이 형성되고, 제2 투명 전도성 필름층(34) 상에 금속 전극(25)이 형성되며 금속 전극(25) 상에 상단 전극(36)이 형성되면 저항을 더욱 감소시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 전면 전극(23)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(41), 및 배면 전극(41) 상에 배치된 금속 전극(42)을 갖는다.
N형 반도체층(12)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, P형 반도체층(13)은 N형 반도체층(12) 상에 스퍼터링되어 형성된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 P형 반도체층(13)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다.
전면 전극(23)과 배면 전극(41)은 투명 전도성 필름으로 이루어진다. 한편 금속 전극(42)은 Ag, Pt 등으로 이루어질 수 있다.
금속 전극(45)과 전면 전극(23)에는 축전을 위한 전원 장치(24)가 연결되어 있다.
도 12는 본 발명의 제8 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 12를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 전면 전극(23)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(42), 및 배면 전극(41) 사이에 배치된 금속 전극(45)을 갖는다.
N형 반도체층(12)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, P형 반도체층(13)은 N형 반도체층(12) 상에 스퍼터링되어 형성된다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 P형 반도체층(13)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다.
전면 전극(23)과 배면 전극(46)은 투명 전도성 필름으로 이루어진다. 한편 금속 전극(45)은 Ag, Pt 등으로 이루어질 수 있다.
배면 전극(46)은 간격을 두고 이격 형성되며, 금속 전극(45)은 배면 전극(46) 사이에 배치된다. 이에 따라 PN접합 반도체층(10)은 배면 전극(46) 및 금속 전극(45)과 접하게 된다.
금속 전극(45)과 전면 전극(23)에는 축전을 위한 전원 장치(24)가 연결되어 있다.
도 13은 본 발명의 제9 실시예에 따른 태양 전지를 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 태양 전지는 P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 갖는 PN접합 반도체층(10)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면에 접합된 전면 전극(23)과, PN접합 반도체층(10)의 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극(46), 및 배면 전극(46) 사이에 형성된 금속 전극(45)을 갖는다.
PN접합 반도체층(10)은 웨이퍼 형태로 이루어지며, P형 반도체층(13)과 N형 반도체층(12)을 포함한다. PN접합 반도체층(10)은 결정형 실리콘으로 이루어지는 바, P형의 성질을 갖는 결정질 실리콘에 N형 물질을 도핑하여 PN접합 반도체층(10)을 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼는 실리콘 이외에 GaAs로 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 N형 반도체층(12)은 확산법(Diffusion), 이온 주입법(Ion implantation), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등으로 형성될 수도 있다
배면 전극(46)과 전면 전극(23)은 투명 전도성 필름으로 이루어진다. 한편 금속 전극(45)은 Ag, Pt 등으로 이루어질 수 있다.
배면 전극(46)은 간격을 두고 이격 형성되며, 금속 전극(45)은 배면 전극(46) 사이에 배치된다. 또한, 금속 전극(45) 상에는 상단 전극(48)이 형성되는 바, 상단 전극(48)은 배면 전극(46)과 동일하게 투명 전도성 필름으로 이루어진다. 금속 전극(45)이 형성된 PN접합 반도체층(10) 상에 스퍼터링 방식으로 배면 전극(46)을 형성할 때, 금속 전극(45) 사이에는 배면 전극(46)이 형성되고, 금속 전극(45) 위에는 상단 전극(48)이 형성된다.
도 14a는 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘층과 ZnO 필름이 형성된 것을 나타낸 TEM 사진이고, 도 14b는 도 14a에서 산소 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14c는 도 14a에서 아연 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14d는 도 14a에서 알루미늄 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이다. 또한, 도 14e는 실리콘 웨이퍼 상에 실리콘층과 AZO 필름이 형성된 것을 나타낸 TEM 사진이고, 도 14f는 도 14e에서 산소 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14g는 도 14e에서 아연 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이며, 도 14h는 도 14e에서 알루미늄 성분을 EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 나타낸 사진이다.
도 14a 내지 도 14h는 상기한 제1 실시예에 따른 태양 전지에서 전면 전극이 AZO(Al-doped zinc oxide) 투명 전도성 필름으로 이루어진 경우를 예시적으로 나타낸 데이터이다.
실리콘 위에퍼 상에 형성된 AZO 필름을 평가하기 위하여 실험적으로 100nm의 SiO2층이 형성된 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. AZO 증착이 아래 실리콘 웨이퍼 밑으로 확산되는 실리콘층에 대한 버퍼층 역할을 하는 바, Zn 원자가 실리콘 웨이퍼로 확산되는 것을 방지한다.
도 14d에 나타난 바와 같이 ZnO층의 경우에는 알루미늄이 거의 포함되어 있지 않으며, 도 13e에 나타난 바와 같이 AZO층의 경우에는 알루미늄이 균일하게 포함된 것을 알 수 있다. AZO층은 코스퍼터링(co-sputtering) 방법으로 형성되는 바, ZnO와 Al이 아르곤 환경하에서 동시에 공급되며. 이때, 기판은 500℃로 가열된다. 이와 같이 코스퍼터링 방법으로 240nm 두께의 AZO층을 형성하면 Al과 ZnO가 균일하게 분포된 것을 사진으로 확인할 수 있다.
도 15는 Al 함량에 따른 AZO 필름의 투광율을 나타낸 그래프이다. 도 14를 참조하여 설명하면, 대부분의 AZO 필름은 40nm에서 90% 이상의 투광율을 나타내지만 Al 함량이 6.89wt%보다 더 큰 경우에는 투광율이 현저히 낮아졌다. 이것은 Al 함량이 증가함에 따라 단파장 영역의 흡수 피크가 이동하여 캐리어 밀도가 증가한 것을 나타낸다.
도 16은 Al 함량에 따른 AZO 필름의 캐리어 개수와 저항을 나타낸 그래프이다.
| Al 조성비(wt%) | 캐리어개수(cm-3) | 저항(Ω/cm) |
| 0 | 5.64E16 | 12.9 |
| 3.14 | 2.83E17 | 8.55 |
| 4.65 | 2.61E19 | 0.145 |
| 5.22 | 3.43E20 | 0.00144 |
| 5.56 | 4.15E20 | 0.00187 |
| 6.34 | 4.52E20 | 0.00246 |
| 6.89 | 1.66E18 | 1.12 |
표 3은 도 16에 나타난 그래프의 데이터이다. 도 16 및 표 3을 참조하여 설명하면, Al의 함량이 4.65wt% 내지 6.34wt%일 때, 저항이 현저히 낮아지고, 캐리어의 개수도 현저히 증가하였다. Al의 함량이 4.65wt% 보다 작거나 6.34wt%보다 더 클 때에는 저항이 100배 이상 증가하였고, 캐리어 개수에 있어서도 100배 이상 감소하였다.
본 실시예에 따른 태양 전지에 있어서 전면 전극(23)이 AZO로 이루어질 경우, AZO에 포함된 Al의 함량은 4.65wt% 내지 6.34wt%가 된다. 이 것은 전면 전극(23)이 AZO로 이루어진 경우를 예시한 것으로서 전면 전극이 ITO, IZO, MgO, GZO 등으로 이루어진 경우에는 도핑된 물질의 범위를 상이하게 설정할 수 있다.
Al 함량이 6.34wt%일 때, 캐리어 개수는 4.52×1020/cm-3까지 증가하였다. Al 함량이 더욱 증가하여 6.89wt%에 이르렀을 때에는 캐리어 개수가 1.66×1018/cm3까지 감소하였으며, Al함량이 6.89wt%보다 더 증가하면 캐리어의 개수는 급격하게 감소하였다.
이는 Al 원자가 AZO 필름에서 불순물 집중을 유도하는데 기여하지만, 지나친 Al 함량은 입자 경계의 분리 및 결정립 내의 집합을 형성하여 캐리어 개수를 감소시키기 때문이다.
저항은 Al 함량이 6.34wt%일 때 2.46×10-3 Ω/cm를 나타내었으며, Al 함량이 임계점인 6.34wt%를 넘어서 더 증가하여 6.89wt%에 이르렀을 때에는 1.12Ωcm로 500배 정도 급격하게 증가하였다.
도 17a는 Al 함량에 따른 AZO 필름의 결정구조를 나타낸 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 17a를 참조하여 설명하면, Al 함량이 5.22wt%일 경우, 주된 ZnO 피크인 (002)외에 두 가지 다른 ZnO 피크(101, 103)가 관찰되었으나 Al 함량이 6.89wt%일 경우, 하나의 ZnO 피크(002)만이 관찰되었다.
도 17b는 좁은 스캔 X선 회절 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 17b를 참조하여 설명하면, 피크가 관찰되었는 바, Al 함량이 5.22wt%인 경우 (002) 피크는 순수한 ZnO 필름의 (002) 피크 보다 증가하여 오른쪽으로 이동하였으며 Al 함량이 6.89wt%인 경우 (002) 피크는 순수한 ZnO 필름의 (002) 피크 보다 감소하여 왼쪽으로 이동하였다.
이것은 (002) 피크가 Al 함량에 따라 조절된 것을 보여주는 것으로 대부분의 Al 원자가 Zn 부위에 치환되어 있다는 것을 나타낸다.
(002) 피크가 증가하여 오른쪽으로 이동되었다는 것은 적당한 Al의 첨가로 Zn 부위에 치환된 Al 원자들이 AZO 필름에서 잔류 압축 스트레스가 해방되었다고 해석된다.
Al 함량이 6.89wt%인 경우에서 (002) 피크가 감소하여 왼쪽으로 이동되었다는 것은 Al 원자들이 간극 영역에 위치하여 압축 스트레스가 증가하였다는 것을 나타낸다.
순수 ZnO의 경우 XRD 패턴에서 최대 강도를 갖는 피크의 반값 폭(FWHM: width at half-maximum)이 0.545°이고, Al 함량이 5.22wt%인 경우 XRD 패턴에서 최대 강도를 갖는 피크의 반값 폭이 0.439°로 감소되었으며, Al 함량이 6.89wt%인 경우 XRD 패턴에서 최대 강도를 갖는 피크의 반값 폭이 1.034°로 순수 ZnO에 비하여 거의 두배에 달했다.
도 18a는 순수 ZnO의 단면을 나타낸 TEM 사진이며, 도 6b는 순수 ZnO의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 6c는 순수 ZnO의 고해상도 TEM 사진이다.
도 18b에 도시된 바와 같이 단결정 Si (200)과 Si (400) 사이에 ZnO (002)가 위치한 것을 알 수 있는 바, 이는 X선 회절 프로파일과 일치한다. 도 18c는 육각 ZnO가 [001] 방향으로 성장한 것을 나타내고 있다.
도 18d는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 단면을 나타낸 TEM 사진이고, 도 18e는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 6f는 Al 함량이 5.22wt%인 AZO 필름의 고해상도 TEM 사진이다.
도 18e는 XRD 프로파일에서 확인한 바와 같은 약한 (103) 피크를 나타내고 있으며, 도 17f는 선호적 성장 (002)를 나타낸다.
도 18g는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 단면을 나타낸 TEM 사진이며, 도 18h는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 선택영역분석(selected-area electron diffraction) 패턴 사진이며, 도 18i는 Al 함량이 6.89wt%인 AZO 필름의 고해상도 TEM 사진이다.
도 18h에서는 분산된 ZnO 패턴을 관찰할 수 있으며, 도 17i에서는 과도한 Al 원자로 인하여 발생된 많은 결함을 발견할 수 있다.
도 19a는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 투광율을 나타낸 그래프이고, 도 19b는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 저항을 나타낸 그래프이며, 도 19c는 상온에서 증착된 AZO와 상온에서 증착 후 어닐링 처리된 AZO의 좁은 스캔 X선 회절 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 19a는 제1 실시예의 변형예에 따른 태양 전지의 투광율과 저항을 나타낸 것으로서 제1 실시예의 변형예에 따른 태양 전지는 전면 전극이 PN 접합 반도체층에 부착된 상태에서 어닐링 처리된다. 전면 전극은 상온에서 PN 접합 반도체층에 증착된 후, 후열처리된다.
도 19a에 도시된 바와 같이 어닐링 처리된 AZO는 어닐링 처리되지 않은 AZO에 비하여 투광율이 형상된 것을 알 수 있으다. 도 19b에 도시된 바와 같이 어닐링 처리된 AZO는 어닐링 처리되지 않은 AZO에 비하여 저항이 감소된 것을 알 수 있다. 이것은 도 19c에 도시된 바와 같이 어닐링 처리된 경우 피크가 증가하여 오른쪽으로 이동한 것으로 이해될 수 있는 데, 어닐링에 의하여 Zn 부위에 치환된 Al 원자들이 AZO 필름에서 잔류 압축 스트레스가 해방되었기 때문이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: PN접합 반도체층 12: N형 반도체층
13: P형 반도체층 21, 41, 46: 배면 전극
23, 26, 30: 전면 전극 24: 전원 장치
25, 42, 45: 금속 전극 28: 상단 전극
31: 제1 전도성 투명 필름층 32: 제2 전도성 투명 필름층
33: 제3 전도성 투명 필름층
13: P형 반도체층 21, 41, 46: 배면 전극
23, 26, 30: 전면 전극 24: 전원 장치
25, 42, 45: 금속 전극 28: 상단 전극
31: 제1 전도성 투명 필름층 32: 제2 전도성 투명 필름층
33: 제3 전도성 투명 필름층
Claims (21)
- P형 반도체층과 N형 반도체층을 갖는 PN접합 반도체층;
상기 PN접합 반도체층의 제1 면에 접합된 투명 전도성 필름으로 이루어진 전면 전극; 및
상기 PN접합 반도체층의 상기 제1 면과 반대방향을 향하는 제2 면에 접합된 배면 전극;
을 포함하고,
상기 PN접합 반도체층은 결정형 웨이퍼로 이루어진 태양 전지. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 투명 전도성 필름은 투명 전도성 산화물(TCO)인 인듐-주석-산화물(ITO), Al-도핑된 아연 산화물(AZO), Zn-도핑된 인듐 산화물(IZO), MgO, Nb:SrTiO3, Ga-도핑된 ZnO(GZO), Nb-도핑된 TiO2, (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO), La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO), SrRuO3 (SRO), F-도핑된 주석 산화물, Sr3Ru2O7, 및 Sr4Ru3O10로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질 또는 이들의 조합으로 이루어진 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 투명 전도성 필름은 전도성을 갖는 탄소 계열 나노소재를 포함하는 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 투명 전도성 필름은 금속 나노선에 반도체 물질이 결합된 구조로 이루어진 금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)를 포함하는 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 투명 전도성 필름은 투명 전도성 산화물(TCO)과 전도성 나노소재를 포함하고, 상기 전도성 나노소재는 탄소 계열 나노소재와 금속 실리사이드, 금속 게르마나이드 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 전면 전극은 AZO로 이루어지고 AZO에 포함된 Al의 조성비는 4.65wt% 내지 6.34wt%인 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 전면 전극은 복수 개의 투명 전도성 필름층으로 이루어진 태양 전지. - 제10 항에 있어서,
상기 전면 전극은 투명 전도성 산화물로 이루어진 제1 투명 전도성 필름층과 탄소 계열 나노소재로 이루어진 제2 투명 전도성 필름층을 포함하는 태양 전지. - 제10 항에 있어서,
상기 전면 전극은 투명 전도성 산화물로 이루어진 제1 투명 전도성 필름층과 제3 투명 전도성 필름층을 포함하고, 상기 제3 투명 전도성 필름층은 금속 실리사이드(silicide) 또는 금속 게르마나이드(germanide)로 이루어진 태양 전지. - 제10 항에 있어서,
상기 투명 전도성 필름층 사이에 형성된 금속전극을 더 포함하는 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 전면 전극 상에 형성된 금속 전극을 더 포함하는 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 전면 전극은 이격 배치되고 상기 전면 전극 사이에 형성된 금속 전극을 더 포함하는 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 전면 전극 사이에 형성된 금속 전극과 상기 금속 전극 상에 형성된 투명 전도성 필름으로 이루어진 상단 전극을 더 포함하는 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 배면 전극은 투명 전도성 필름으로 이루어진 태양 전지. - 제17 항에 있어서,
상기 배면 전극 상에 형성된 금속 전극을 더 포함하는 태양 전지. - 제17 항에 있어서,
상기 배면 전극은 이격 배치되고 상기 배면 전극 사이에 형성된 금속 전극을 더 포함하는 태양 전지. - 제17 항에 있어서,
상기 배면 전극 사이에 간격을 두고 이격 형성된 금속 전극과 상기 금속 전극 상에 형성된 투명 전도성 필름으로 이루어진 상단 전극을 더 포함하는 태양 전지. - 제1 항에 있어서,
상기 전면 전극은 상기 PN 접합 반도체층에 부착된 상태에서 어닐링 처리된 태양 전지.
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101517077B1 (ko) * | 2014-05-23 | 2015-05-04 | 인천대학교 산학협력단 | 고성능 투명 전극 소자 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112687753B (zh) * | 2020-12-14 | 2024-01-05 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | Hjt太阳能电池tco薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05283727A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Canon Inc | 太陽電池モジュール |
| KR19980024893A (ko) * | 1996-09-19 | 1998-07-06 | 미따라이 후지오 | 특정 도핑층을 구비한 광기전력 소자 |
| JP2009117742A (ja) | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Bridgestone Corp | 太陽電池用電極フィルム、これを用いた太陽電池の製造方法、並びに太陽電池 |
| KR20100017204A (ko) * | 2007-04-20 | 2010-02-16 | 막스-플랑크-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 비쎈샤프텐 에.파우. | 전극 재료로서 고전도성, 투명 탄소 필름 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100847741B1 (ko) * | 2007-02-21 | 2008-07-23 | 고려대학교 산학협력단 | ｐ-ｎ접합 계면에 패시베이션층을 구비하는 점 접촉 이종접합 실리콘 태양전지 및 그의 제조방법 |
-
2010
- 2010-12-20 KR KR1020100131036A patent/KR101049223B1/ko active IP Right Grant
-
2011
- 2011-05-25 WO PCT/KR2011/003841 patent/WO2012086885A1/ko active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05283727A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Canon Inc | 太陽電池モジュール |
| KR19980024893A (ko) * | 1996-09-19 | 1998-07-06 | 미따라이 후지오 | 특정 도핑층을 구비한 광기전력 소자 |
| KR20100017204A (ko) * | 2007-04-20 | 2010-02-16 | 막스-플랑크-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 비쎈샤프텐 에.파우. | 전극 재료로서 고전도성, 투명 탄소 필름 |
| JP2009117742A (ja) | 2007-11-09 | 2009-05-28 | Bridgestone Corp | 太陽電池用電極フィルム、これを用いた太陽電池の製造方法、並びに太陽電池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101517077B1 (ko) * | 2014-05-23 | 2015-05-04 | 인천대학교 산학협력단 | 고성능 투명 전극 소자 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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