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KR101081300B1 - Solar cell and method of fabricating the same - Google Patents

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KR101081300B1
KR101081300B1 KR1020090059433A KR20090059433A KR101081300B1 KR 101081300 B1 KR101081300 B1 KR 101081300B1 KR 1020090059433 A KR1020090059433 A KR 1020090059433A KR 20090059433 A KR20090059433 A KR 20090059433A KR 101081300 B1 KR101081300 B1 KR 101081300B1
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buffer layer
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solar cell
light absorbing
forming
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윤희경
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

태양전지가 개시된다. 태양전지는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되며, 징크 화합물을 포함하는 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상에 배치되는 윈도우층을 포함한다. 징크 화합물은 화학식 ZnXAY으로 표현된다. 여기서, A는 황, 셀레늄 및 텔레늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택되고, X는 0보다 크고 2보다 작으며, Y는 0보다 크고 2보다 작다.A solar cell is disclosed. The solar cell is a substrate; A light absorbing layer disposed on the substrate; A buffer layer disposed on the light absorbing layer, the buffer layer comprising a zinc compound; And a window layer disposed on the buffer layer. Zinc compounds are represented by the formula Zn X A Y. Wherein A is selected from the group consisting of sulfur, selenium and telenium, where X is greater than 0 and less than 2, and Y is greater than 0 and less than 2.

태양전지, 징크, 텔레늄, 버퍼층 Solar cell, zinc, telenium, buffer layer

Description

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

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

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

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

실시예는 향상된 효율을 가지고, 카드뮴 등과 같은 중금속이 없거나, 중금속을 적게 포함하는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The embodiment has an improved efficiency, to provide a solar cell and a method for manufacturing a solar cell containing no heavy metal, such as cadmium or less.

일 실시예에 따른 태양전지는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되며, 징크 화합물을 포함하는 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상에 배치되는 윈도우층을 포함한다.Solar cell according to one embodiment includes a substrate; A light absorbing layer disposed on the substrate; A buffer layer disposed on the light absorbing layer, the buffer layer comprising a zinc compound; And a window layer disposed on the buffer layer.

일 실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 전극층을 형성하는 단계; 상기 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층 상에 아래의 화학식으로 표현되는 징크 화합물을 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계; 및 상기 버퍼층 상에 윈도우층을 형성하는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, a method of manufacturing a solar cell includes forming an electrode layer on a substrate; Forming a light absorbing layer on the electrode layer; Forming a buffer layer on the light absorbing layer, wherein the buffer layer comprises a zinc compound represented by the following formula; And forming a window layer on the buffer layer.

여기서, 상기 징크 화합물은 화학식 ZnXAY으로 표현되고, A는 황, 셀레늄 및 텔레늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택되고, X는 0보다 크고 2보다 작으며, Y는 0보다 크고 2보다 작다.Wherein the zinc compound is represented by the formula Zn X A Y , A is selected from the group consisting of sulfur, selenium and telenium, X is greater than 0 and less than 2, and Y is greater than 0 and less than 2.

실시예에 따른 태양전지는 황화 카드뮴 대신에 상기 징크 화합물을 포함하는 버퍼층을 포함한다. 즉, 실시예에 다른 태양전지는 카드뮴을 사용하지 않고, 버퍼층을 형성할 수 있다.The solar cell according to the embodiment includes a buffer layer including the zinc compound instead of cadmium sulfide. That is, the solar cell according to the embodiment can form a buffer layer without using cadmium.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 카드뮴 등과 같은 중금속을 포함하지 않 거나, 매우 적게 포함된다.Therefore, the solar cell according to the embodiment does not contain heavy metals such as cadmium or very few.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 인체에 손상을 가하지 않으며, 중금속에 의한 오염을 방지한다.Therefore, the solar cell according to the embodiment does not damage the human body and prevents contamination by heavy metals.

또한, 상기 징크 화합물을 포함하는 버퍼층에는 은 또는 알루미늄이 용이하게 도핑될 수 있다.In addition, silver or aluminum may be easily doped into the buffer layer including the zinc compound.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 버퍼층의 밴드갭 에너지를 은 또는 알루미늄에 의해서 용이하게 조절할 수 있고, 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the solar cell according to the embodiment can easily adjust the bandgap energy of the buffer layer by silver or aluminum, and improve the efficiency.

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

도 1은 실시예에 따른 태양전지의 일 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to an embodiment.

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

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

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

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

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

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

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

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

상기 버퍼층(400)은 징크 화합물을 포함한다. 상기 버퍼층(400)은 상기 징크 화합물로 이루어질 수 있다.The buffer layer 400 includes a zinc compound. The buffer layer 400 may be formed of the zinc compound.

상기 징크 화합물은 화학식 ZnXAY으로 표현되고, 여기서, A는 황, 셀레늄 및 텔레늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택되고, X는 0보다 크고 2보다 작으며, Y는 0보다 크고 2보다 작다.The zinc compound is represented by the formula Zn X A Y , where A is selected from the group consisting of sulfur, selenium and telenium, X is greater than 0 and less than 2, and Y is greater than 0 and less than 2.

즉, 상기 버퍼층(400)은 징크 설파이트, 징크 셀레나이드 또는 징크 텔로리움 등을 포함할 수 있다.That is, the buffer layer 400 may include zinc sulfite, zinc selenide, or zinc tellurium.

더 자세하게, 상기 버퍼층(400)은 징크 설파이트, 징크 셀레나이드 또는 징크 텔로리움으로 이루어질 수 있다.In more detail, the buffer layer 400 may be formed of zinc sulfite, zinc selenide, or zinc tellurium.

예를 들어, 상기 버퍼층(400)은 ZnS, ZnSe 또는 ZnTe를 포함할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(400)은 ZnS, ZnSe 또는 ZnTe로 이루어 질 수 있다.For example, the buffer layer 400 may include ZnS, ZnSe, or ZnTe. In addition, the buffer layer 400 may be made of ZnS, ZnSe, or ZnTe.

또한, X는 약 0.9 내지 1.1일 수 있고, Y는 약 0.9 내지 1.1일 수 있다.In addition, X may be about 0.9 to 1.1 and Y may be about 0.9 to 1.1.

상기 버퍼층(400)은 은 또는 알루미늄을 포함한다. 더 자세하게, 상기 버퍼층(400)은 은 또는 알루미늄을 도펀트로 포함할 수 있다.The buffer layer 400 includes silver or aluminum. In more detail, the buffer layer 400 may include silver or aluminum as a dopant.

즉, 상기 버퍼층(400)은 상기 징크 화합물로 이루어지고, 상기 징크 화합물에 은 또는 알루미늄이 도핑될 수 있다.That is, the buffer layer 400 may be made of the zinc compound, and silver or aluminum may be doped into the zinc compound.

은은 약 1wt% 내지 10wt%의 농도로 도핑될 수 있다. 또한, 알루미늄은 1wt% 내지 10wt%의 농도로 도핑될 수 있다.Silver may be doped at a concentration of about 1 wt% to 10 wt%. In addition, aluminum may be doped at a concentration of 1 wt% to 10 wt%.

또한, 은 및 알루미늄이 동시에 상기 징크 화합물에 도핑될 수 있다.In addition, silver and aluminum can be doped into the zinc compound at the same time.

상기 버퍼층(400)의 두께는 약 50㎚ 내지 약 150㎚일 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(400)의 밴드갭 에너지는 약 2 eV 내지 약 2.5 eV일 수 있다.The buffer layer 400 may have a thickness of about 50 nm to about 150 nm. In addition, the bandgap energy of the buffer layer 400 may be about 2 eV to about 2.5 eV.

상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상 에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1eV 내지 3.3eV이다.The high resistance buffer layer 500 and the high resistance buffer layer 500 are disposed on the buffer layer 400. The high resistance buffer layer 500 includes zinc oxide (i-ZnO) that is not doped with impurities. The energy bandgap of the high resistance buffer layer 500 is about 3.1 eV to 3.3 eV.

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

상기 버퍼층은 황화 카드뮴 대신에 상기 징크 화합물을 포함한다. 즉, 실시예에 다른 태양전지는 카드뮴을 사용하지 않고, 버퍼층을 형성할 수 있다.The buffer layer contains the zinc compound instead of cadmium sulfide. That is, the solar cell according to the embodiment can form a buffer layer without using cadmium.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 카드뮴 등과 같은 중금속을 포함하지 않거나, 매우 적게 포함된다.Therefore, the solar cell according to the embodiment does not contain heavy metals such as cadmium or the like and is very small.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 인체에 손상을 가하지 않으며, 중금속에 의한 오염을 방지한다.Therefore, the solar cell according to the embodiment does not damage the human body and prevents contamination by heavy metals.

또한, 상기 버퍼층에는 은 또는 알루미늄이 용이하게 도핑될 수 있다.In addition, the buffer layer may be easily doped with silver or aluminum.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 상기 버퍼층의 밴드갭 에너지를 은 또는 알루미늄에 의해서 용이하게 조절할 수 있고, 전체적인 광-전 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the solar cell according to the embodiment can easily adjust the bandgap energy of the buffer layer by silver or aluminum, and can improve the overall photoelectric efficiency.

도 2 내지 도 4는 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 단면도들이다. 본 제조방법에서는 앞서 설명한 태양전지를 참고하여 설명한다. 본 제조방법에 대한 설명에 있어서, 앞선 태양전지에 관한 설명은 본질적으로 결합될 수 있다.2 to 4 are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a solar cell according to an embodiment. This manufacturing method will be described with reference to the solar cell described above. In the description of the present manufacturing method, the foregoing description of the solar cell may be essentially combined.

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

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

도 3을 참조하면, 상기 이면전극층(200) 상에 광 흡수층(300) 및 버퍼층(400)이 차례로 형성된다.Referring to FIG. 3, the light absorbing layer 300 and the buffer layer 400 are sequentially formed on the back electrode layer 200.

상기 광 흡수층(300)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다.The light absorbing layer 300 may be formed by a sputtering process or an evaporation method.

예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.For example, copper, indium, gallium, selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 ; CIGS-based) while evaporating copper, indium, gallium, and selenium simultaneously or separately to form the light absorbing layer 300. The method of forming the light absorbing layer 300 and the method of forming the metal precursor film by the selenization process are widely used.

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

이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.Subsequently, the metal precursor film is formed of a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 ; CIGS-based) light absorbing layer by a selenization process.

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

이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.Alternatively, the CIS-based or CIG-based optical absorption layer 300 can be formed by using only a copper target and an indium target, or by a sputtering process and a selenization process using a copper target and a gallium target.

이후, 상기 광 흡수층(300) 상에 징크 화합물이 증착되어 상기 버퍼층(400)이 형성된다.Thereafter, a zinc compound is deposited on the light absorbing layer 300 to form the buffer layer 400.

상기 버퍼층(400)은 화학 용액 성장법(chemical bath depositon;CBD) 또는 스프레이법에 의해서 형성될 수 있다.The buffer layer 400 may be formed by a chemical bath deposit (CBD) or spray method.

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

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

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

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

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

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

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

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

도 4를 참조하면, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착되고, 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성된다.Referring to FIG. 4, zinc oxide is deposited on the buffer layer 400 by a sputtering process, and the high resistance buffer layer 500 is formed.

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

실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 상기 징크 화합물 포함하는 버퍼층(400)을 제공하여, 중금속을 포함하지 않고, 향상된 효율을 가지는 태양전지를 제공할 수 있다.The method of manufacturing a solar cell according to the embodiment may provide a buffer layer 400 including the zinc compound, and thus provide a solar cell that does not include heavy metal and has improved efficiency.

실험예Experimental Example

소다라임 글래스 기판 상에 몰리브덴을 증착하여, 약 1000㎚의 이면전극층을 형성하였다. 이후, 상기 이면전극층 상에 구리, 인듐, 갈륨 및 셀레늄을 동시 증발법에 의해서 증착하여, 약 1800㎚의 광 흡수층을 형성하였다. 이후, 상기 광 흡수층은 약 3mM의 ZnSO4, 약 30mM의 Te, 약 0.5mM의 AgSO4 및 약 5mM의 NH4OH를 포함하는 수용액에 약 12분 동안 담겨진다. 상기 수용액의 온도는 약 70℃였다. 이에 따라서, 상기 광 흡수층 상에 약 75㎚의 두께를 가지는 버퍼층#1이 형성되었다. 이후, 상기 버퍼층 상에 i-ZnO를 약 75 ㎚로 증착하여, 고저항 버퍼층을 형성하였고, 상기 고저항 버퍼층 상에 알루미늄 도핑된 ZnO(AZO)를 약 800 ㎚의 두께로 증착하여 윈도우층을 형성하였다. 상기 버퍼층#의 밴드갭 에너지는 약 2.2eV 이었다.Molybdenum was deposited on a soda-lime glass substrate to form a back electrode layer of about 1000 nm. Thereafter, copper, indium, gallium, and selenium were deposited on the back electrode layer by a co-evaporation method to form a light absorbing layer of about 1800 nm. The light absorbing layer is then immersed in an aqueous solution containing about 3 mM ZnSO 4 , about 30 mM Te, about 0.5 mM AgSO 4 and about 5 mM NH 4 OH for about 12 minutes. The temperature of the aqueous solution was about 70 ° C. As a result, a buffer layer # 1 having a thickness of about 75 nm was formed on the light absorbing layer. Thereafter, i-ZnO was deposited on the buffer layer at about 75 nm to form a high resistance buffer layer, and aluminum doped ZnO (AZO) was deposited on the high resistance buffer layer at a thickness of about 800 nm to form a window layer. It was. The bandgap energy of the buffer layer # was about 2.2 eV.

비교예Comparative example

나머지 층은 실험예와 동일하고, 버퍼층#2는 CdS를 사용하여, 약 75㎚의 두께로, CBD에 의해서 형성하였다.The remaining layers were the same as the experimental example, and the buffer layer # 2 was formed by CBD with a thickness of about 75 nm using CdS.

실험예의 태양전지는 비교예의 태양전지 보다 약 1 % 더 향상된 출력을 가졌다.The solar cell of the experimental example had about 1% more output than the solar cell of the comparative example.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지 의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made based on the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains may not have been exemplified above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

도 1은 실시예에 따른 태양전지의 일 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a solar cell according to an embodiment.

도 2 내지 도 4는 실시예에 따른 태양전지를 제조하기 위한 공정을 도시한 단면도들이다.2 to 4 are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a solar cell according to an embodiment.

Claims (7)

기판;Board; 상기 기판 상에 배치되는 광 흡수층;A light absorbing layer disposed on the substrate; 상기 광 흡수층 상에 배치되며, 아래의 화학식으로 표현되는 징크 화합물을 포함하는 버퍼층; 및A buffer layer disposed on the light absorbing layer, the buffer layer including a zinc compound represented by the following formula; And 상기 버퍼층 상에 배치되는 윈도우층을 포함하는 태양전지.A solar cell comprising a window layer disposed on the buffer layer. 화학식Chemical formula ZnXAY Zn X A Y 여기서, A는 텔레늄이고, X는 0보다 크고 2보다 작으며, Y는 0보다 크고 2보다 작다.Where A is telenium, X is greater than 0 and less than 2, and Y is greater than 0 and less than 2. 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼층 및 상기 윈도우층 사이에 개재되며, 징크 옥사이드를 포함하는 고저항 버퍼층을 포함하는 태양전지.The solar cell of claim 1, further comprising a high resistance buffer layer interposed between the buffer layer and the window layer and comprising zinc oxide. 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼층은 은 또는 알루미늄을 포함하는 태양전지.The solar cell of claim 1, wherein the buffer layer comprises silver or aluminum. 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼층은 2 eV 내지 2.5 eV의 밴드갭 에너지를 가지는 태양전지.The solar cell of claim 1, wherein the buffer layer has a bandgap energy of about 2 eV to about 2.5 eV. 기판 상에 전극층을 형성하는 단계;Forming an electrode layer on the substrate; 상기 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;Forming a light absorbing layer on the electrode layer; 상기 광 흡수층 상에 아래의 화학식으로 표현되는 징크 화합물을 포함하는 버퍼층을 형성하는 단계; 및Forming a buffer layer on the light absorbing layer, wherein the buffer layer comprises a zinc compound represented by the following formula; And 상기 버퍼층 상에 윈도우층을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method of manufacturing a solar cell comprising the step of forming a window layer on the buffer layer. 화학식Chemical formula ZnXAY Zn X A Y 여기서, A는 텔레늄이고, X는 0보다 크고 2보다 작으며, Y는 0보다 크고 2보다 작다.Where A is telenium, X is greater than 0 and less than 2, and Y is greater than 0 and less than 2. 제 5 항에 있어서, 상기 버퍼층을 형성하는 단계는The method of claim 5, wherein the forming of the buffer layer 징크 설페이트 및 상기 A를 포함하는 용액을 형성하는 단계; 및Forming a solution comprising zinc sulfate and A; And 상기 광 흡수층을 상기 용액에 노출시키는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method of manufacturing a solar cell comprising the step of exposing the light absorbing layer to the solution. 제 5 항에 있어서, 상기 버퍼층을 형성하는 단계는The method of claim 5, wherein the forming of the buffer layer 상기 징크 화합물를 용매에 분산시키는 단계; 및Dispersing the zinc compound in a solvent; And 상기 징크 화합물이 분산된 용매를 상기 광 흡수층에 분사하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.Spraying a solvent in which the zinc compound is dispersed in the light absorbing layer.
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