KR100957783B1 - Solar cell and method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell and a method of manufacturing the same.
최근, 산업의 발전에 따라 에너지의 사용량이 비약적으로 증가하고 있어서, 앞으로도 더한 에너지 수요의 증대가 예상된다. 이와 같은 배경에서, 지구환경에 부하를 주지 않는, 경제적이고 고성능의 새로운 청정에너지 생산기술의 개발에 기대가 모아지고 있다. In recent years, energy consumption has increased dramatically with the development of the industry, and further energy demand is expected to increase in the future. Against this background, there is a great expectation for the development of economical and high performance new clean energy production technology that does not put a burden on the global environment.
그 중에서도, 태양전지는 무한히 있다고 해도 좋은 태양광을 이용하는 것이어서 새로운 에너지원으로서 주목받고 있다. Among them, solar cells are attracting attention as a new energy source because they use sunlight that may be infinite.
현재 실용화되고 있는 태양전지의 대부분은, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘, 무정형 실리콘을 이용한 무기태양전지이다. Most of the solar cells currently in practical use are inorganic solar cells using monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon.
그러나 이들 무기 실리콘계 태양전지는 그 제조 프로세스가 복잡해서 비용이 높다고 하는 결점을 가지고 있기 때문에 널리 일반가정용으로 보급되기에는 이르지 않는다. However, these inorganic silicon solar cells have a drawback that their manufacturing process is complicated and high in cost, so they are not widely used for general household use.
이와 같은 결점을 해소하기 위해서 간단한 프로세스에서 저비용화, 대면적화 가 가능한 유기재료를 이용한 유기태양전지의 연구가 진행되고 있다.In order to solve such drawbacks, researches on organic solar cells using organic materials, which can reduce costs and large areas in a simple process, are being conducted.
이와 같이, 유기물 반도체(organic semiconductor) 재료와 이를 이용한 소자들에 대해서도 다양한 연구와 관심이 기울여지고 있는데 유기 태양전지(organic solar cell)도 그 중에 하나의 예이다. As such, various researches and attentions are being made on organic semiconductor materials and devices using the same. An organic solar cell is one example.
이처럼 유기물 반도체는 반도체로서의 특성을 지니고 있으면서도 유기물 자체의 손쉬운 가공성과 저렴성, 다양성을 함께 갖추고 있어 기술적 성숙도만 만족이 된다면 앞으로 이들 소자 분야에서 핵심적인 재료로 사용될 것이 거의 확실하다. As such, organic semiconductors have characteristics as semiconductors, but also have easy processing, inexpensiveness, and diversity of organic materials themselves, and if they are satisfied with their technical maturity, it is almost certain that they will be used as core materials in these device fields.
유기물 재료를 씀에 따라 소자 제작 시 spin cast, inkjet, microcontact printing 등 저가의 박막 및 대면적 소자제작 방법을 응용할 수 있으므로, 전자 소자의 공정과정을 단순화하여 제작 단가를 현저하게 낮출 수 있다. By using organic materials, low cost thin film and large area device manufacturing methods such as spin cast, inkjet, and microcontact printing can be applied to device manufacturing. Therefore, the manufacturing process of electronic devices can be simplified and manufacturing cost can be significantly reduced.
그리고, 태양전지 분야에서도 장기적으로는 경제성 있는 유기계 재료의 채택이 필연적인 선택으로 받아들여 질 수 있다. In the solar cell field, the adoption of economical organic materials may be considered an inevitable choice in the long run.
최근 들어 고유가와 환경오염에 따른 청정 대체에너지의 필요성은 갈수록 절박해지고 있으며, 세계 각국은 이에 대한 해답으로 풍력, 수소/연료전지, 태양전지 등의 대체에너지원 개발에 국가적인 역점을 두고 있다. 따라서 세계 태양전지의 수요도 매년 30% 이상 비약적으로 증가하고 있는데, 이미 경제성과 재료상의 수급에 한계를 보이고 있는 무기 실리콘 재료의 문제를 극복하는 차원에서도 유기 태양전지의 개발은 매우 중요하다고 볼 수 있다. Recently, the necessity of clean alternative energy due to high oil prices and environmental pollution is increasingly urgent, and in response to this, countries around the world are putting national emphasis on developing alternative energy sources such as wind power, hydrogen / fuel cells, and solar cells. Therefore, the demand of global solar cells is increasing by more than 30% every year. The development of organic solar cells is also very important in overcoming the problems of inorganic silicon materials, which are already limited in economics and supply and demand. .
유기 태양전지는 1970년대부터 그 가능성이 제시되어 왔지만, 효율이 너무 낮아 실용성이 크지 않았다. Organic solar cells have been suggested since the 1970s, but their efficiency was so low that they were not practical.
하지만, 최근에는 copper pthalocyanine(CuPc)과 perylene tetracarboxylic derivative를 이용한 이종접합 구조로 태양전지로서의 실용화 가능성을 처음 제시한 후에, 유기 태양전지에 대한 관심과 연구가 증폭 되고 있다. Recently, however, interest and research on organic solar cells have been amplified after the first suggestion of practical application as solar cells with heterojunction structure using copper pthalocyanine (CuPc) and perylene tetracarboxylic derivative.
따라서, 태양광 스펙트럼 대비 광흡수율을 높여서 효율이 향상될 수 있는 유기태양전지의 개발이 절실히 요구되고 있다.Therefore, there is an urgent need for the development of an organic solar cell capable of improving efficiency by increasing light absorption relative to the solar spectrum.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 넓은 영역에서 태양광을 흡수하여 많은 광전하를 형성시키고, 높은 효율의 유기 태양전지를 제작할 수 있는 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to absorb solar light in a wide area to form a large number of photocharges, and to manufacture a high efficiency organic solar cell and a solar cell To provide a way.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지는, 전자가 이동하는 상부 전극, 광흡수층 및 정공이 이동하는 하부전극으로 구성된 태양 전지에 있어서, 상기 광흡수층은, 빛이 흡수되면 엑시톤(exciton)을 형성하고 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되어 상기 상부 전극(20)과 상기 하부 전극(40)으로 각각 이동하는 한편, 광흡수대역을 가시광선영역부터 근적외선(NIR)영역까지 늘리도록 도너(donor)물질과 어셉터(acceptor)물질 및 실리콘나노입자(Si Nanoparticle)(51)의 삼성분계로 구성되는 혼성형 광흡수층(Hybrid Light Absorption Layer)(50)인 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a solar cell according to an embodiment of the present invention includes a solar cell including an upper electrode through which electrons move, a light absorbing layer, and a lower electrode through which holes move. Excitons are formed and excitons are separated into electrons and holes to move to the
또한, 본 발명에 따른 태양전지 제조방법은 투명기판(60)을 제공하는 단계; 투명기판(60)의 상부에 ITO(INDIUM TIN OXIDE) 물질을 입힌 후 ITO 물질의 상부에 PR 물질을 사용하여 패터닝하여 하부전극을 형성하는 하부전극(40)을 형성하는 단계; 상기 하부전극(40)의 상부에 정공수집층(30)을 형성하는 단계; 상기 정공수집층(30)의 상부에 도너(donor)물질과 어셉터(acceptor)물질 및 실리콘나노입자(51)를 일정한 비율로 혼합하고 스핀코팅을 통해 혼성형 광흡수층(50)을 형성하는 단계; 상기 혼성형 광흡수층(50)의 상부에 진공상태에서 알루미늄에 열을 가하여 기화시킨 후에 증착하여 상부전극(20)을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the solar cell manufacturing method according to the present invention comprises the steps of providing a transparent substrate (60); Forming a
본 발명에 의하면, 넓은 영역에서 태양광을 흡수하여 많은 광전하를 형성시키고, 높은 효율의 유기 태양전지를 제작할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, there is an advantage that can absorb a lot of light in a large area to form a large number of photocharges, and to produce an organic solar cell of high efficiency.
이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지의 모습을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a state of a solar cell according to the present invention.
본 발명에 따른 태양전지는, 상부 전극(20), 하부 전극(40), 혼성 광흡수 층(50) 및 투명기판(60)을 포함한다. The solar cell according to the present invention includes an
상부 전극(20)은 상기 혼성 광흡수층(50)을 통해 형성된 엑시톤의 전자가 이동한다. The
혼성형 광흡수층(Hybrid Light Absorption Layer)(50)은 빛이 흡수되면 엑시톤(exciton)을 형성하고 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되어 상기 상부 전극(20)과 상기 하부 전극(40)으로 각각 이동하는 한편, 광흡수대역을 가시광선영역부터 근적외선(NIR)영역까지 늘리도록 도너(donor)물질과 어셉터(acceptor)물질 및 실리콘나노입자(Si Nanoparticle)(51)의 삼성분계로 구성된다. The hybrid
하부전극(40)은 상기 혼성 광흡수층(50)을 통해 형성된 엑시톤의 정공이 이동한다. The
투명 기판(60)은 일반적으로 태양전지의 지지판으로 ITO(INDIUM TIN OXIDE) 물질을 입힌 후 아세톤(Acetone)과 IPA(IsoPropyl Alcohol) 용매를 이용하여 세척한다. In general, the
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 태양전지는 정공수집층(30)을 더 포함하여 형성할 수도 있다. As shown in FIG. 2, the solar cell according to the present invention may further include a
본원발명에서 사용되는 도너 물질에서 빛을 흡수하여 여기상태의 엑시톤(전자와 정공쌍)이 형성된다. The donor material used in the present invention absorbs light to form an exciton (electron and hole pair) in an excited state.
이렇게 형성된 엑시톤은 임의의 방향으로 확산되다가 어셉터 물질의 계면(INTERFACE)을 만나서 전자와 정공으로 분리된다. The exciton thus formed diffuses in any direction and meets the interface of the acceptor material and is separated into electrons and holes.
이때, 도너 물질은 도 3에 도시된 바와 같이 P3HT[Poly(3-hexylthiophene)], MEH-PPV, MDMO-PPV, APFO-Green1, CuPc 또는 ZnPc 중 어느 하나인 것이 바람직하다. At this time, the donor material is preferably any one of P3HT [Poly (3-hexylthiophene)], MEH-PPV, MDMO-PPV, APFO-Green1, CuPc or ZnPc.
그리고 어셉터 물질은 도 4에 도시된 바와 같이 PCBM(Phenyl-C61-butyric-Acid-Methyl-Ester), 페릴렌(perylene), PTCBI, C60 중 어느 하나인 것이 바람직하다.And the acceptor material is preferably any one of the PCBM (Phenyl-C61-butyric-Acid-Methyl-Ester), perylene, PTCBI, C 60 as shown in FIG.
이때, 도너 물질은 Polyflourene계 물질 및 이들의 공중 합체물질(예를들어 APFO-Green1)들도 low band gap donor 물질로 사용될 수 있으며, 유기 단분자 물질의 경우에는 CuPc, ZnPc 등 phthalocyanine계 물질이 이용될 수 있다. In this case, the donor material may be a polyflourene-based material and copolymers thereof (for example, APFO-Green1) as low band gap donor materials, and in the case of organic monomolecular materials, phthalocyanine-based materials such as CuPc and ZnPc may be used. Can be.
도너 물질들은 일차적으로 광흡수 파장 범위가 태양광 스펙트럼과 잘 맞고 매우 강한 광흡수도를 가지고 있어야 하며, 전하의 이동도 등 전기적 물성이 우수하여야 한다. The donor materials should primarily have a light absorption wavelength range well suited to the solar spectrum, have a very strong light absorption, and have excellent electrical properties such as charge mobility.
한편 어셉터 물질로는 fullerene(C60) 자체 혹은 C60이 유기 용매에 잘 녹도록 설계된 PCBM 등이 사용될 수 있으며, 그 외 단분자로 페릴렌(perylene), PTCBI 등이 사용될 수 있다. As the acceptor material, fullerene (C 60 ) itself or PCBM designed to dissolve C 60 well in an organic solvent may be used. Other single molecules such as perylene and PTCBI may be used.
이중에서 C60의 유도체들은 대체로 반도체 고분자와 복합하여 BHJ(Bulk Hetero Junction) 구조재로 사용될 수 있으나, C60의 경우 진공 증착법을 이용하여 bi-layer구조의 소자에도 사용될 수 있다. Among them, derivatives of C 60 may be used as a bulk heterojunction (BHJ) structure in combination with a semiconductor polymer. However, C 60 may also be used in a bi-layer structure using vacuum deposition.
페릴렌, PTCBI 등 단분자 물질은 bi-layer 구조에도 사용될 수 있다. Monomolecular materials such as perylene and PTCBI can also be used for bi-layer structures.
어셉터 물질은 가시광 영역에서 광흡수가 적어야 하며 동시에 도너 물질과 비교하여 전자 친화도가 커야 되는 조건을 만족하는 것이 바람직하다.The acceptor material preferably satisfies the condition that the light absorption in the visible light region should be low and at the same time the electron affinity should be large compared to the donor material.
따라서, 전자는 전자친화도가 큰 어셉터 물질 쪽으로 이동되고, 정공은 도너 쪽에 남아 각각의 전하상태로 분리된다. Therefore, electrons are moved toward the acceptor material having a high electron affinity, and holes remain in the donor side and are separated into respective charge states.
이들은 일함수 차이로 형성된 내부 전기장과 쌓여진 전하의 농도 차에 의해 각각의 전극으로 이동하여 수집되며 최종적으로 외부회로를 통해 전류의 형태로 흐르게 된다. 이러한 현상을 광기전력효과(photovoltaic effect)라고 한다. They are collected and moved to each electrode by the difference in concentration between the internal electric field and the accumulated charge formed by the work function difference, and finally flow through the external circuit in the form of current. This phenomenon is called the photovoltaic effect.
또한, 실리콘나노입자(51)를 이용하면 광흡수영역이 600nm이상 확대되어 전력의 효율이 향상되고, 열이 감소될 수 있을 것으로 기대된다. In addition, when the
이때, 실리콘나노입자(51)는 광흡수 율이 증대되도록 결정성 0.1~500nm의 크기인 것이 바람직하다. At this time, the
또한, 하부전극(40)은 투명기판(60)의 상부에 ITO(INDIUM TIN OXIDE)물질 입힌 후에, ITO물질의 상부에 PR물질을 사용하여 패터닝하여 형성될 수 있다. 또한, PR은 스핀코팅(spin coating)에 의해 도포될 수 있다. 즉, ITO물질이 입혀진 투명기판(60)에 걸쭉한 액체상태의 PR을 떨어트린 상태에서 회전시켜서 일정한 두께로 도포시킨다. In addition, the
그리고 PR이 도포된 후에 사진식각법을 이용하여 일정거리 이격되게 패턴을 형성하고, 구현하고자 하는 패턴의 마스크(mask)를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사하고, 현상액을 이용하여 빛을 받은 부분의 PR을 제거하여 에칭함으로써, 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시킬 수 있다. 이때, 사진식각법은 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화되는 원리이다. After the PR is applied, a pattern is formed to be spaced a certain distance by using photolithography, and the light is selectively irradiated to the PR using a mask of a pattern to be implemented, and the light is received using a developer. By removing and etching PR, the same pattern as that of the mask can be formed. At this time, the photolithography is a principle that changes the properties by causing a chemical reaction when light.
이어서, 정공수집층(30)을 코팅한다. 이때, 정공수집층(30)은 주로 PEDOT : PSS[(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) : (Poly styrenesulfonate)] 물질을 사용하고 있다. 여기서, PEDOT : PSS를 코팅하는 방법은 스핀코팅 또는 슬릿(Slit) 코팅 등과 같은 습식공정, 또는 증착과 같은 건식 공정을 이용할 수 있다. 즉, ITO가 부착된 투명기판(60)을 2500rpm의 속도로 회전시키면서 PEDOT : PSS를 떨어트리면 ITO의 상부에 코팅된다. Subsequently, the hole collecting
한편, 정공수집층(30)은 PEDOT : PSS[(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) : (Poly styrenesulfonate)] 물질을 70~80nm의 두께로 코팅하며 코팅된 기판을 230℃에서 15분간 열처리를 수행하여 제조할 수 있다. On the other hand, the hole collecting
또한, 혼성형 광흡수층(50)은 P3HT, PCBM 및 실리콘나노입자(SiNP)를 사용하며, 정공수집층(30)의 상부에 혼성형 광흡수층(50)을 스핀코팅 또는 슬릿(Slit) 코팅 등과 같은 습식공정, 또는 증착과 같은 건식 공정을 이용할 수 있다. In addition, the hybrid
그리고 상부전극(20)을 혼성형 광급수층(50)에 증착한다. 이때, 상부전극(20)의 두께는 70~80nm로 하는 것이 바람직하다. The
이와 같은 실리콘나노입자를 포함하는 삼성분계로 만든 태양전지는 도 8에 도시된 바와 같이 이성분계 태양전지에 비해 뛰어난 태양전지의 효율을 가진다. Such a solar cell made of a ternary system including silicon nanoparticles has an excellent solar cell efficiency as compared to a binary solar cell as shown in FIG. 8.
도 10a는 P3HT:PCBM을 1:1의 비율로 이성분계로 만든 태양전지이고, 도 10b는 P3HT:PCBM:SiNP를 30:20:1로 삼성분계로 만든 태양전지이며, 도 10c는 P3HT:PCBM:SiNP를 30:20:3로 삼성분계로 만든 태양전지이며, 도 10d는 P3HT:PCBM:SiNP를 30:20:5로 삼성분계로 만든 태양전지이며, P3HT:PCBM:SiNP를 30:20:7로 삼성분계로 만든 태양전지이며, 도 10e는 P3HT:PCBM:SiNP를 30:20:10으로 삼성분계로 만든 태양전지이다. FIG. 10A is a solar cell made of P3HT: PCBM in a binary ratio of 1: 1, and FIG. 10B is a solar cell made of P3HT: PCBM: SiNP in a 30: 20: 1 samsung system, and FIG. 10C is a P3HT: PCBM. : A solar cell made of a Samsung system with SiNP at 30: 20: 3, and FIG. 10D is a solar cell made of a Samsung system with P3HT: PCBM: SiNP at 30: 20: 5, and a P3HT: PCBM: SiNP with a 30:20: 7 is a solar cell made of a Samsung demarcation, and FIG. 10E is a solar cell made of a Samsung demarcation with P3HT: PCBM: SiNP at 30:20:10.
여기서, 태양전지의 효율을 특징 지워주는 변수로는 open-circuit voltage(Voc), short-circuit current(Jsc), 그리고 fill factor(FF) 등이며, Pout은 태양전지의 효율을 나타낸다. 여기서, open-circuit voltage(Voc)는 회로가 개방된 상태, 즉 무한대의 임피던스가 걸린 상태에서 빛을 받았을 때 태양전지의 양단에 형성되는 전위차이다. The variables characterizing the efficiency of the solar cell are open-circuit voltage (Voc), short-circuit current (Jsc), and fill factor (FF). Pout represents the efficiency of the solar cell. Here, the open-circuit voltage (Voc) is a potential difference formed at both ends of the solar cell when the light is received in a state in which the circuit is open, that is, an infinite impedance applied.
도 9a 내지 도 9d에 나타난 바와 같이 이성분계로 만든 태양전지 보다 실리콘나노입자(51)를 포함시킨 삼성분계로 만든 태양전지의 효율이 높게 나타나는 것을 알 수 있다. As shown in FIGS. 9A to 9D, it can be seen that a solar cell made of a ternary system including
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 태양전지 제조방법에 대해 설명하면 아래와 같다.As shown in FIG. 5, the solar cell manufacturing method of the present invention will be described below.
먼저, 투명기판(60)을 제공한다(S1). First, the
투명기판(60)의 상부에 ITO(INDIUM TIN OXIDE) 물질을 입힌 후 ITO 물질의 상부에 PR 물질을 사용하여 패터닝하여 하부전극을 형성하는 하부전극(40)을 형성한다(S2). An ITO (INDIUM TIN OXIDE) material is coated on the
이어서, 상기 하부전극(40)의 상부에 정공수집층(30)을 형성한다(S3). 이때, 상기 정공수집층(30)을 형성하는 방법은 상기와 같은 스핀코팅을 이용한 습식 공정 뿐만 아니라 슬릿(Slit) 코팅 등과 같은 습식공정, 또는 증착과 같은 건식 공정을 이용할 수 있다. Subsequently, a
그리고, 상기 정공수집층(30)의 상부에 도너(donor)물질과 어셉터(acceptor)물질 및 실리콘나노입자(51)를 일정한 비율로 혼합하고 스핀코팅을 통해 혼성형 광흡수층(50)을 형성한다(S4). 이때, 상기 혼성형 광흡수층(50)을 형성하는 방법은 상기와 같은 스핀코팅을 이용한 습식 공정 뿐만 아니라 슬릿(Slit) 코팅 등과 같은 습식공정, 또는 증착과 같은 건식 공정을 이용할 수 있다. In addition, a donor material, an acceptor material, and
이어서, 상기 혼성형 광흡수층(50)의 상부에 진공상태에서 알루미늄에 열을 가하여 기화시킨 후에 증착하여 상부전극(20)을 형성한다(S5). Subsequently, the
도 6에 도시된 바와 같이, 종래 실리콘나노입자를 포함하지 않는 혼성형 광흡수층(50)에서는 가시광선 영역중에서도 파장이 짧은 단파장 영역에서의 흡수율이 높은 반면 600nm이상의 장파장영역에서는 흡광도가 거의 없는 것을 관찰할 수 있다. As shown in FIG. 6, the hybrid type
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 실리콘나노입자의 경우 600nm이상의 장파장 영역에서도 흡광도가 나타나고 있는 것을 알 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 7 it can be seen that in the case of silicon nanoparticles, the absorbance also appears in the long wavelength region of 600nm or more.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 실리콘나노입자를 포함하는 삼성분계로 만든 태양전지의 흡광도와 파장은 종래의 P3HT+PCBM으로 구성된 이성분계로 만든 태양전지(a)와 P3HT+실리콘나노입자(51)+PCBM으로 구성된 삼성분계로 만든 태양전지(b), 및 P3HT+변형된 실리콘나노입자(51)+PCBM으로 구성된 삼성분계로 만든 태양전지(c) 간의 흡광도 및 파장의 차이를 알 수 있다. 즉, P3HT+실리콘나노입자(51)+PCBM으로 구성된 삼성분계로 만든 태양전지(b)가 종래 태양전지(a) 보다 더 많은 흡광도를 보이는 동시에 파장 또한 큰 영역을 갖는다. In addition, as shown in FIG. 8, the absorbance and the wavelength of the solar cell made of a ternary system including silicon nanoparticles are solar cells (a) and P3HT + silicon nanoparticles (51) made of a binary system composed of conventional P3HT + PCBM. The difference in absorbance and wavelength between the solar cell (b) made of a Samsung system composed of + PCBM and the solar cell (c) made of a Samsung system composed of P3HT + modified
따라서 본 발명은 더 넓은 영역에서 태양광을 흡수하여 더 많은 광전하를 형성시키고, 더 높은 효율의 유기 태양전지를 제작할 수 있는 유용한 발명이다.Accordingly, the present invention is a useful invention that can absorb sunlight in a wider area to form more photocharges, and fabricate organic solar cells with higher efficiency.
이상, 본 발명의 실시예에 대해 설명하였다. 상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.In the above, the Example of this invention was described. It will be understood by those skilled in the art that the technical features of the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Therefore, the embodiments described above are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the foregoing description, and the meanings and ranges of the claims and their All changes or modifications derived from an equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지를 보인 도면. 1 is a view showing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지를 보인 도면. 2 is a view showing a solar cell according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 적용되는 도너들의 구조를 보인 도면.3 is a view showing the structure of donors applied to the present invention.
도 4는 본 발명에 적용되는 어셉터들의 구조를 보인 도면.4 is a view showing the structure of acceptors applied to the present invention.
도 5는 태양전지의 제조방법을 보인 블록도. 5 is a block diagram showing a manufacturing method of a solar cell.
도 6은 본 발명에 따른 실리콘나노입자를 포함하는 혼성형 광흡수층이 적용되지 않은 상태에서 흡광율을 보인 그래프. Figure 6 is a graph showing the absorbance in a state in which the hybrid light absorbing layer containing silicon nanoparticles according to the present invention is not applied.
도 7은 본 발명에 적용되는 실리콘나노입자의 흡광율을 보인 그래프. Figure 7 is a graph showing the absorbance of the silicon nanoparticles applied to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 태양 전지에서 근적외선 부분에서의 흡수율을 나타낸 도면. 8 is a view showing the absorption in the near infrared portion of the solar cell according to the present invention.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명에 따른 태양 전지에서 이성분계로 만든 태양전지, 삼성분계로 만든 태양전지, 및 실리콘나노입자(51)가 포함된 삼성분계로 만든 태양전지의 효율을 나타낸 도면. 9a to 9d are views showing the efficiency of a solar cell made of a two-component solar cell, a solar cell made of a samsung system, and a solar cell made of a ternary system containing
도 10a 내지 도 10e는 본 발명에 따른 태양전지 중 실리콘나노입자의 함유량에 따른 태양전지 효율을 나타낸 도면이다. 10a to 10e is a view showing the solar cell efficiency according to the content of silicon nanoparticles in the solar cell according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
20 : 상부전극 30 : 정공수집층 20: upper electrode 30: hole collecting layer
40 : 하부전극 50 : 혼성형 광흡수층 40: lower electrode 50: hybrid light absorption layer
51 : 실리콘나노입자51: silicon nanoparticles
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| KR101480490B1 (en) | 2012-12-24 | 2015-01-13 | 주식회사 포스코 | Nano-structured organic/inorganic hybrid solar cell and manufacturing method thereof |
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