KR101398808B1 - Apparatus of manufacturing photovoltaic cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 칼코겐화 반응성을 증가시켜 용이하여 광흡수층을 형성할 수 있는 태양 전지 제조장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치는, 챔버; 상기 챔버 내에 위치하고, 대상체가 탑재되며, 상기 대상체를 덮을 수 있도록 칼코겐 소스가 탑재되고, 상기 칼코겐 소스가 상기 대상체에 도달하도록 상기 칼코겐 소스가 통과하는 크기를 가지는 미세 기공을 가지는 층 형성부; 및 상기 대상체와 상기 칼코겐 소스 간의 거리를 조절하도록 상기 대상체와 상기 칼코겐 소스 중 어느 하나 또는 모두를 이송시키는 이송부를 포함한다.The present invention provides a solar cell manufacturing apparatus capable of increasing the chalcogenation reactivity and facilitating formation of a light absorbing layer. A solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber; A layer forming unit having a micropore having a size through which the chalcogen source passes so that the chalcogen source is mounted on the chalcogen source so as to cover the object, ; And a transfer unit for transferring either or both of the object and the chalcogen source to adjust the distance between the object and the chalcogen source.
Description
본 발명의 기술적 사상은 태양 전지를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 칼코겐 물질을 포함하는 태양 전지를 제조하는 장치에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an apparatus for manufacturing a solar cell, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a solar cell including a chalcogen material.
석유 자원의 고갈에 대비하기 위하여, 대체 에너지 자원 개발이 활발하게 이루어 지고 있고, 특히 태양 에너지 자원 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 태양 에너지 자원 개발은 태양 에너지를 전기 에너지로 전환하는 태양광 발전으로 주로 이루어지고 있으며, 고효율의 태양 전지의 개발에 연구가 집중되고 있다.In order to prepare for depletion of petroleum resources, alternative energy resources are actively being developed, and many researches are being carried out especially in the development of solar energy resources. Development of solar energy resources is mainly composed of solar power generation that converts solar energy into electric energy, and research is focused on the development of high efficiency solar cells.
태양 전지는 p-형 반도체층과 n-형 반도체층이 접합된 p-n 접합을 가지며, p-n 접합에 태양광이 도달하여 광기전력을 발생시켜 전기 에너지를 생성한다. 현재 1세대 태양 전지인 실리콘 반도체계 태양 전지가 주로 사용되고 있으나, 경박단소화, 경제성, 생산성, 제품 적용성 등을 이유로 2세대 태양 전지인 화합물 박막 태양 전지의 개발이 이루어지고 있다.The solar cell has a p-n junction in which a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are joined, and sunlight reaches a p-n junction to generate photovoltaic power to generate electrical energy. Currently, the first-generation solar cell, silicon-semiconducting solar cell, is mainly used. However, compound thin-film solar cell, which is a second-generation solar cell, is being developed due to short- and light-weight shortening, economical efficiency, productivity and product applicability.
화합물 박막 태양 전지에서의 광흡수층으로 사용되기 위한 물질로서 황동석(Chalcopyrite)계 화합물 반도체 물질이 있으며, 예를 들어 CuInSe2이 있다. 이러한 황동석계 화합물 반도체 물질은 직접 천이형 에너지 밴드갭을 가지고, 광흡수계수가 1ㅧ105㎝-1로서 반도체 중에서 가장 높아 두께 1㎛ ~ 2㎛의 박막으로도 고효율의 태양 전지 제조가 가능하고, 장기적으로 전기광학적 안정성이 매우 우수한 특성을 지니고 있다. 또한, CuInSe2는 밴드갭이 1.04 eV로서 이상적인 밴드갭 1.4 eV를 맞추기 위해 인듐(In)의 일부를 갈륨(Ga)으로, 셀레늄(Se)의 일부를 황(S)으로 치환하기도 하는데, 참고로 CuGaSe2의 밴드갭은 1.6eV, CuGaS2는 2.5eV이다. 따라서, 구리-인듐-갈륨-셀레륨을 포함하는 사원 화합물을 CIGS로 지칭하고, 구리- 인듐-갈륨-셀레륨-황을 포함하는 물질을 CIGSS로 지칭하기도 한다.As a material to be used as a light absorption layer in a compound thin film solar cell, there is a chalcopyrite based compound semiconductor material, for example, CuInSe 2 . Such a brass-stone compound semiconductor material has a direct transition type energy band gap and a light absorption coefficient of 1 ㅧ 10 5 cm -1, which is the highest among semiconductors, so that a thin film having a thickness of 1 탆 to 2 탆 can manufacture a high efficiency solar cell , And long-term electro-optical stability. CuInSe 2 has a band gap of 1.04 eV, and part of indium (In) is substituted with gallium (Ga) and part of selenium (Se) is replaced with sulfur (S) in order to match an ideal band gap of 1.4 eV. the band gap of CuGaSe 2 is 1.6eV, CuGaS 2 is 2.5eV. Thus, a siliceous compound comprising copper-indium-gallium-selenium is referred to as CIGS, and a material comprising copper-indium-gallium-selenium-sulfur is referred to as CIGSS.
그러나, CIGS 또는 CIGSS는 다원 화합물이기 때문에, 이러한 물질을 사용한 광흡수층의 제조는 매우 어렵다. 또한, 광흡수층의 제조 공정 중에 수행되는 셀렌화는 유독성과 부식성이 높은 H2Se가스를 사용하므로, 사용상 주의가 요구되며, 특수한 폐가스 처리장치 설치에 따른 추가비용이 발생하는 단점을 안고 있다. 또한, 셀레늄은, 증착이나 증발에 의한 셀레늄층을 형성할 때에, 높은 분자량의 기체를 형성하는 경향이 크고, 챔버 내의 작은 온도 구배에도 불구하고 불균일한 고상화가 빠르게 발생하므로, 광흡수층이 불균일한 셀레늄 농도 구배를 가질 수 있고, 이에 따라 칼코겐화 반응성이 저하되고, 표면 거칠기가 큰 광츱수층을 형성시키는 문제점이 있다. 이러한 문제점들은 태양 전지의 효율을 감소시킬 우려가 있다.However, since CIGS or CIGSS is a multi-component compound, it is very difficult to prepare a light absorbing layer using such a substance. In addition, since selenization performed during the process of manufacturing the light absorbing layer uses H 2 Se gas which is highly toxic and highly corrosive, attention is paid to the use of the selenium, and additional costs are incurred due to installation of a special waste gas treatment device. In addition, selenium tends to form a gas having a high molecular weight when forming a selenium layer by evaporation or evaporation, and nonuniform solidification occurs rapidly in spite of a small temperature gradient in the chamber. Therefore, There is a problem that the photocatalytic layer having a high surface roughness is formed because of the following problems. These problems may reduce the efficiency of the solar cell.
본 발명의 목적은 칼코겐화 반응성을 증가시켜 용이하여 광흡수층을 형성할 수 있는 태양 전지 제조장치를 제공하는 것이다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.An object of the present invention is to provide a solar cell manufacturing apparatus capable of increasing the chalcogenation reactivity and facilitating formation of a light absorption layer. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 챔버; 상기 챔버 내에 위치하고, 대상체가 탑재되며, 상기 대상체를 덮을 수 있도록 칼코겐 소스가 탑재되고, 상기 칼코겐 소스가 상기 대상체에 도달하도록 상기 칼코겐 소스가 통과하는 크기를 가지는 미세 기공을 가지는 층 형성부; 및 상기 대상체와 상기 칼코겐 소스 간의 거리를 조절하도록 상기 대상체와 상기 칼코겐 소스 중 어느 하나 또는 모두를 이송시키는 이송부를 포함하는 태양 전지 제조장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a chamber; A layer forming unit having a micropore having a size through which the chalcogen source passes so that the chalcogen source is mounted on the chalcogen source so as to cover the object, ; And a transfer unit for transferring either or both of the object and the chalcogen source to control the distance between the object and the chalcogen source.
상기 층 형성부는, 상기 대상체가 탑재되는 대상체 지지 부재; 및 상기 대상체를 덮을 수 있도록 위치하고, 칼코겐 소스가 탑재되며, 상기 미세 기공을 포함하는 미세 기공체 부재를 포함할 수 있다.Wherein the layer forming unit comprises: a target object supporting member on which the target object is mounted; And a microporous member disposed so as to cover the object and having a chalcogen source mounted thereon and including the micropores.
상기 챔버에 형성되는 개구를 개폐시키고, 상기 층 형성부가 설치됨으로써 상기 개구를 통해서 상기 층 형성부를 상기 챔버 내측으로 운반시키며, 상기 이송부가 설치되는 운반 커버를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a transport cover that opens and closes an opening formed in the chamber and transports the layer forming unit to the inside of the chamber through the opening by installing the layer forming unit.
상기 챔버에 형성되는 개구를 개폐시키고, 상기 미세 기공체 부재가 고정되는 운반 커버를 더 포함하고, 상기 이송부는, 상기 미세 기공체 부재에 회전 가능하게 관통하여, 상기 미세 기공체 부재의 하측에 위치하는 상기 대상체 지지 부재에 나사 결합되는 이송축 부재; 및 상기 이송축 부재에 회전력을 제공할 수 있도록 상기 운반 커버에 설치되는 이송 모터를 포함할 수 있다.Further comprising: a transport cover which opens and closes an opening formed in the chamber and to which the microporous member is fixed, wherein the transporting portion is rotatably passed through the microporous member and is located below the microporous member A conveying shaft member screwed to the object supporting member; And a transport motor installed on the transport cover to provide a rotational force to the transport shaft member.
상기 이송 모터는 상기 운반 커버의 외측면에 설치되고, 회전축이 상기 운반 커버를 회전 가능하게 관통하고, 상기 이송축 부재는 상기 미세 기공체 부재를 관통하는 끝단이 제1 및 제2 베벨기어에 의해 상기 회전축에 연결될 수 있다.Wherein the conveying motor is disposed on the outer surface of the conveying cover, the rotating shaft is rotatably passed through the conveying cover, and the conveying shaft member has an end passing through the microporous member by first and second bevel gears And may be connected to the rotation shaft.
상기 층 형성부는, 상기 미세 기공체 부재 상에 위치하고, 상기 칼코겐 소스가 외측으로 방출되는 것을 방지하는 윈도우 부재; 및 상기 윈도우 부재를 상기 미세 기공체 부재에 고정시키는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.Wherein the layer forming portion comprises: a window member positioned on the microporous member and preventing the chalcogen source from being emitted to the outside; And a fixing member for fixing the window member to the microporous member.
상기 미세 기공체 부재는 1.75g/cm3 내지 1.86g/cm3 범위의 밀도를 가지는 흑연, 또는 6% 내지 11% 범위의 기공도(porosity)를 가지는 흑연 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The microporous member may comprise any of graphite having a density ranging from 1.75 g / cm 3 to 1.86 g / cm 3 , or graphite having porosity ranging from 6% to 11%.
상기 미세 기공은 상기 칼코겐 소스로부터 액상화된 칼코겐 액체는 차단하고, 상기 칼코겐 소스로부터 기상화된 칼코겐 기체는 통과시키는 크기를 가질 수 있다.The micropores may be sized to block the chalcogen liquid that is liquefied from the chalcogen source and pass the chalcogenide gas that is vaporized from the chalcogen source.
상기 미세 기공은 하기의 식에 따른 반경을 가질 수 있다.The micropores may have a radius according to the following formula.
여기에서, R은 미세 기공의 반경, γLV는 칼코겐 액체의 표면장력, θ는 칼코겐 액체의 접촉각, P는 압력을 의미한다.Where R is the radius of the micropores,? LV is the surface tension of the chalcogen liquid,? Is the contact angle of the chalcogen liquid, and P is the pressure.
본 발명의 기술적 사상에 따른 태양 전지 제조장치는 미세 기공체를 통하여 칼코겐 물질을 칼코겐화 반응이 수행되는 대상체에 인입시킨다. 따라서 칼코겐화 반응을 위하여 최적량의 칼코겐 소스를 사용할 수 있으므로, 칼코겐 물질 소모량을 최소화할 수 있다. 또한 칼코겐 소스로서 H2Se, H2S와 같은 유독성 및 부식성 물질을 사용하지 않으므로 안정성과 장치 보호를 최대화할 수 있다. 또한, 칼코겐 물질이 미세 기공체를 통하여 대상체에 직접적으로 공급되므로, 챔버 내의 오염을 최소화할 수 있고, 장비의 사용 시간을 최대화할 수 있으며, 장비 유지 및 보수 비용을 최소화할 수 있다. 또한 대상체와 칼코겐 소스를 챔버 내에 손쉽게 로딩/언로딩시킬 수 있도록 하고, 이로 인해 생산성을 높이도록 한다. The apparatus for manufacturing a solar cell according to the technical idea of the present invention introduces a chalcogen material through a microporous body into a target to be subjected to a chalcogenation reaction. Therefore, since the optimum amount of chalcogen source can be used for the chalcogenide reaction, the consumption of chalcogen materials can be minimized. In addition, it does not use toxic and corrosive substances such as H 2 Se and H 2 S as a chalcogen source, thereby maximizing stability and device protection. Further, since the chalcogen material is directly supplied to the object through the microporous body, contamination in the chamber can be minimized, the use time of the equipment can be maximized, and the cost of equipment maintenance and repair can be minimized. It also facilitates easy loading / unloading of objects and chalcogen sources into the chamber, thereby increasing productivity.
이러한 효과는 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.These effects are exemplarily described, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치를 이용하여 형성한 태양 전지를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치를 도시한 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치의 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치의 층 형성부를 도시한 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치에 포함되는 미세 기공체 부재의 기능을 설명하는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 태양 전지를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 태양 전지 제조장치를 이용하여 수행한 도 1의 태양 전지를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치에 포함되는 미세 기공체 부재의 실시예들을 도시한 측면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법에 따라 형성된 CIGS층의 단면을 나타내는 주사전자 현미경 사진이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법에 따라 형성된 CIGS층의 상면을 나타내는 주사전자 현미경 사진이다.1 is a cross-sectional view illustrating a solar cell formed using a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a side sectional view showing a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a front sectional view showing a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a side cross-sectional view for explaining the operation of the solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a side sectional view showing a layer forming unit of a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic view illustrating the function of the microporous member included in the apparatus for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flow chart schematically illustrating a method of manufacturing the solar cell of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flow chart schematically showing a method of manufacturing the solar cell of FIG. 1 performed using the solar cell manufacturing apparatus of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
10 to 13 are side views illustrating embodiments of the microporous member included in the apparatus for manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a scanning electron microscope (SEM) image showing a cross section of a CIGS layer formed according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
15 is a scanning electron microscope (SEM) image of a top surface of a CIGS layer formed according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. The scope of technical thought is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. The same reference numerals denote the same elements at all times. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치를 이용하여 형성한 태양 전지(1)를 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a
도 1을 참조하면, 태양 전지(1)는 기판(10) 상에 순차적으로 위치하는 하부 전극(20), 광흡수층(30), 버퍼층(40), 및 상부 전극(50)을 포함한다. 상부 전극(50)의 일부 영역 상에 그리드 전극(70)이 위치할 수 있다. 또한, 선택적으로(optionally), 상부 전극(50) 상에 반사 방지층(60)이 위치할 수 있다. Referring to FIG. 1, a
예를 들어, 하부 전극(20)은 약 0.5㎛의 두께를 가질 수 있고, 광흡수층(30)은 약 2㎛의 두께를 가질 수 있고, 버퍼층(40)은 약 0.05㎛의 두께를 가질 수 있고, 상부 전극(50)은 약 0.5㎛의 두께를 가질 수 있다. 그러나, 이러한 두께는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the
기판(10)은 유리 기판으로 구성될 수 있고, 예를 들어 소다회 유리(Sodalime glass) 기판으로 구성될 수 있다. 또한, 기판(10)은 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 구리 테이프(Cu tape)와 같은 금속 기판, 또는 폴리머 기판으로 구성될 수 있다. 또한, 기판(10)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 유연성 있는 고분자 물질로 구성되거나 스테인레스 스틸 박판으로 구성될 수 있다.The
하부 전극(20)은 기판(10) 상에 위치할 수 있다. 하부 전극(20)이 전극으로서 사용되기 위하여 비저항이 낮아야 하고, 열팽창계수의 차이로 인하여 기판(10)으로부터 박리되지 않도록 기판(10)에의 점착성이 우수하여야 한다. 하부 전극(20)은, 예를 들어 스퍼터링(sputtering)에 의해 증착될 수 있다. 하부 전극(20)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 특히, 하부 전극(20)이 몰리브덴을 포함하는 경우에는, 몰리브덴의 높은 전기전도도, 광흡수층(30)에 대한 우수한 오믹 접합(Ohmic contact), 셀레늄(Se) 분위기 공정에서의 고온 안정성 등과 같은 우수한 특성을 가질 수 있다.The
광흡수층(30)은 하부 전극(20)의 일부 영역 상에 위치할 수 있다. 광흡수층(30)이 위치하지 않는 하부 전극(20)의 노출 영역(22)은 외부로의 전기적 콘택을 제공할 수 있다. 광흡수층(30)은 태양광을 흡수하여 전기적 신호로 변환하는 물질을 포함할 수 있고, p-형 반도체 물질을 포함할 수 있다. 광흡수층(30)은, 예를 들어 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 광흡수층(30)은 칼코겐(chalcogen)계 물질을 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 셀레늄(Se), 황(S), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광흡수층(30)은 구리-인듐-갈륨-셀레늄(CIGS)의 4원계 물질을 포함하거나 또는 구리-인듐-갈륨-셀레늄-황(CIGSS)의 5원계 물질을 포함할 수 있다. 광흡수층(30)의 제조 방법에 대하여는 하기에 상세하게 설명하기로 한다.The
버퍼층(40)은 광흡수층(30) 상에 위치할 수 있다. 버퍼층(40)은 광흡수층(30)과 상부 전극(50) 사이의 격자 상수 차이와 에너지 밴드갭 차이를 감소시켜 우수한 p-n 접합을 구현하는 기능을 수행할 수 있다. 경우에 따라서는, 버퍼층(40)은 생략될 수 있다. 버퍼층(40)은 n-형 반도체 물질을 포함할 수 있으며, 불순물을 도핑하여 저항값을 변화시킬 수 있고, 예를 들어 붕소(B), 인듐(In), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al) 등을 도핑하여 저항값을 낮출 수 있다. 버퍼층(40)은 황화카드뮴(CdS) 또는 인듐-셀레늄(InxSey)을 포함할 수 있다. 버퍼층(40)이 황화카드뮴(CdS)을 포함하는 경우에는, CBD(Chemical bath deposition) 방법을 이용하여 황화카드뮴(CdS) 막을 형성할 수 있다. 반면, 버퍼층(40)이 인듐-셀레늄을 포함하는 경우에는 황화카드뮴이 가지는 독성을 방지할 수 있고, 황화카드뮴의 형성을 위한 습식공정의 번거로움을 제거할 수 있다.The
상부 전극(50)은 버퍼층(40) 상에 위치할 수 있다. 대안적으로, 상부 전극(50)은 광흡수층(30) 상에 위치할 수 있다. 상부 전극(50)은 n-형 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상부 전극(50)은 광흡수층(30)과 직접 접촉하여 p-n 접합을 형성할 수 있다. 또는, 광흡수층(30)에 직접 접촉하는 버퍼층(40)과 함께, p-n 접합을 형성할 수 있다. 상부 전극(50)은 전기전도성이 우수함과 동시에 광투과율이 높은 것이 바람직하며, 투명 전극으로 지칭될 수 있다. 상부 전극(50)은 아연 산화물(ZnO), 인듐-주석 산화물(Indium tin oxide, ITO) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 아연 산화물(ZnO)은 에너지 밴드갭이 약 3.3 eV이고, 약 80% 이상의 높은 광투과도를 가진다. 또한, 상부 전극(50)은 알루미늄(Al)이나 붕소(B) 등과 같은 불순물 원소를 도핑하여 약 10-4 ohm cm 이하의 낮은 비저항값을 가지게 할 수 있다. 특히, 상부 전극(50)에 붕소(B)를 도핑하는 경우에는, 근적외선 영역의 광투과도가 증가하여 단락 전류를 증가시키는 효과를 가질 수 있다. 상부 전극(50)이 아연 산화물(ZnO)로 구성되는 경우에는, 상부 전극(50)은 아연 산화물(ZnO) 타겟을 이용한 RF 스퍼터링 방법, 아연 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 또는 유기금속화학증착법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 상부 전극(50)은 복수의 층이 적층된 복합층으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 상부 전극(50)은 아연 산화물(ZnO) 박막 상에 인듐-주석 산화물(ITO) 박막이 형성된 복합층으로 구성되거나, 진성 반도체 형의 아연 산화물(ZnO) 박막 상에 n-형 아연 산화물(ZnO) 박막이 형성된 복합층으로 구성될 수 있다. 이러한 복합 구조의 상부 전극(50)은 태양 전지(1)의 효율을 개선할 수 있다.The
선택적으로, 반사 방지층(60)이 상부 전극(50) 상에 위치할 수 있다. 반사 방지층(60)은 입사되는 태양광의 반사 손실을 감소시킬 수 있고, 또한 내부에서 반사되어 추출되는 태양광을 내부로 재반사할 수 있고, 이에 따라 태양 전지(1)의 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(60)은 태양 전지의 효율을 약 1% 정도 증가시킬 수 있다. 반사 방지층(60)은, 예를 들어 불화마그네슘(MgF2 )을 포함할 수 있고, 예를 들어 전자빔 증발법을 이용하여 형성될 수 있다. Alternatively, the
그리드 전극(70)은 상부 전극(50)의 일부 영역에 위치할 수 있고, 상부 전극(50)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리드 전극(70)은 하부 전극(20)과 짝을 이루어 태양 전지(1) 표면에서 전류를 수집할 수 있다. 그리드 전극(70)은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 단일층으로 구성되거나 또는 니켈/알루미늄(Ni/Al)과 같은 다층 구조로 구성될 수 있다. 그리드 전극(70)이 차지하는 영역은 불투명한 영역이므로 태양광이 태양 전지(1)의 내부로 흡수되지 않으며, 따라서 그리드 전극(70)의 차지하는 면적을 최소화하는 것이 바람직하다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치를 도시한 측단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치를 도시한 정단면도이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 태양 전지 제조장치(100)를 구성하는 요소들의 형상은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a side sectional view illustrating a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. Sectional view showing a solar cell manufacturing apparatus according to an embodiment. The shapes of the elements constituting the solar
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치(100)는 챔버(110), 층 형성부(120) 및 이송부(160)를 포함할 수 있고, 나아가서, 가열부(130), 진공 형성부(140), 및 가스 공급부(150)를 더 포함할 수 있다.2 to 4, a solar
챔버(110)는 층 형성부(120)가 내부에 설치되는 공간을 제공할 수 있고, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속, 강화 유리, 석영, 또는 흑연으로 구성될 수 있는데, 강화 유리나 석영과 같은 투명한 물질로 구성되는 경우에는 급속 열처리가 용이하게 수행될 수 있다. 챔버(110)는 일측, 예컨대 전후측과 좌우측 중 어느 하나 또는 2 이상의 측면에 개구(111)가 형성될 수 있고, 상부과 하부에 설치된 가열부(130)와의 사이에 광투과성 재질, 예를 들어 쿼츠(Quartz) 등의 윈도우 커버(113,114)가 설치될 수 있으며, 가열부(130)의 과열을 방지하도록 방열구(115)가 다수로 형성될 수 있다.The
층 형성부(120)는 챔버(110) 내에 위치하고, 대상체(180)가 탑재되며, 대상체(180)를 덮을 수 있도록 칼코겐 소스가 탑재되고, 칼코겐 소스가 대상체(180)에 도달하도록 칼코겐 소스가 통과하는 크기를 가지는 미세 기공(129; 도 7 참조)을 가지는데, 이를 위해 대상체 지지 부재(122) 및 미세 기공체 부재(124)를 포함할 수 있고, 나아가서 윈도우 부재(126) 및 고정 부재(128)를 더 포함할 수 있다.The
대상체 지지 부재(122)는 대상체(180)가 지지되도록 탑재될 수 있고, 예를 들어 탄화규소 피복흑연을 포함하는 서셉터(Susceptor)로 구성될 수 있다. 대상체 지지 부재(122)는 가열부(130)의 열을 대상체(180)에 전달하는 기능을 수행할 수 있다.The
대상체(180)는 태양 전지 제조장치(100)에 의하여 요구되는 층이 형성되는 구조체로서, 도 1의 기판(10)에 상응할 수 있거나, 또는 다양한 층들이 상기 기판 상에 형성된 구조체일 수 있다. 예를 들어, 상기의 기판 상에 구리, 인듐, 갈륨 중 적어도 어느 하나를 포함하는 적어도 하나의 층이 형성된 구조체일 수 있다. 예를 들어, 대상체(180)는 기판 상에 구리층, 인듐층, 및 갈륨층으로 이루어진 복합층이 형성된 구조체일 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 몰리브덴 등으로 형성된 하부 전극(20)이 기판(10)의 상측에 직접적으로 위치할 수 있다. 대안적으로, 대상체(180)는 기판 상에 하나의 구리-인듐-갈륨 층이 위치하는 구조체일 수 있다.The
미세 기공체 부재(124)는 대상체(180)를 덮을 수 있도록 위치할 수 있다. 또한, 미세 기공체 부재(124)와 대상체(180)가 접촉하지 않도록 이격 간격(G; 도 6 참조)을 가질 수 있다. 미세 기공체 부재(124)에는 칼코겐 소스(190)가 지지되도록 탑재될 수 있다. The
미세 기공체 부재(124)는 그 내부에 복수의 미세 기공을 가지는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 흑연(graphite)를 포함할 수 있다. 상기 미세 기공을 통하여 기상화된 칼코겐 소스(190)가 통과할 수 있다. 미세 기공체 부재(124)를 통과한 칼코겐 소스(190)는 대상체(180) 상에 칼코겐 층을 형성하거나 또는 대상체(180) 내에 포함된 물질과 반응할 수 있다. 미세 기공체 부재(124)에 대하여는 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.The
도 6을 참조하면, 미세 기공체 부재(124)는 미세 기공체 요소(124a), 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c), 및 제3 지지요소(124d)를 포함할 수 있다. 미세 기공체 요소(124a)는, 자신의 하측에 대상체(180)가 위치할 수 있고, 자신의 상측에 칼코겐 소스(190)를 위치시킬 수 있다. 미세 기공체 요소(124a)는 칼코겐 소스(190)로부터 기상화된 칼코겐 물질이 통과하는 미세 기공을 포함할 수 있다. 제1 지지요소(124b) 및 제2 지지요소(124c)는 미세 기공체 부재(124)가 대상체(180)로부터 이격되어 위치하도록, 미세 기공체 부재(124)를 지지할 수 있다. 제3 지지요소(124d)는 칼코겐 소스(190)가 위치하는 공간을 제공할 수 있으며, 미세 기공체 요소(124a)가 윈도우 부재(126)로부터 이격되도록 윈도우 부재(126)를 지지할 수 있다. 미세 기공체 요소(124a), 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c), 및 제3 지지요소(124d)는 일체형 구조체(one-body structure)로서 형성되어 미세 기공체 부재(124)를 구성할 수 있다. 6,
대안적으로, 미세 기공체 요소(124a), 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c), 및 제3 지지요소(124d)는 각각 별도의 구조체로서 형성되고, 이들의 조립에 의하여 미세 기공체 부재(124)를 구성할 수 있다. 이러한 경우에는, 미세 기공체 요소(124a)는 흑연을 포함하고, 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c), 및 제3 지지요소(124d)는 탄화규소 피복흑연을 포함할 수 있다. 이와 같은, 미세 기공체 부재(124)의 실시예들은 도 10 내지 도 13을 참조하여 후술하기로 한다.Alternatively, the
미세 기공체 요소(124a)는 대상체(180)로부터 이격 간격(G)으로 이격되어 위치할 수 있다. 이격 간격(G)은 예를 들어 약 0.5mm 내지 약 3mm의 범위일 수 있고, 예를 들어 약 1mm일 수 있다. 미세 기공체 요소(124a)의 두께(P)를 조절함에 따라, 미세 기공체 요소(124a)를 통과하는 칼코겐의 플럭스를 변경시킬 수 있다.The
미세 기공체 부재(124)는 후술하게 될 운반 커버(170)에 고정되기 위하여 연장 지지요소(124e)가 미세 가공체 요소(124a)와 일체를 이루도록 형성되거나, 미세 가공체 요소(124a)가 결합되도록 마련될 수 있다.The
칼코겐 소스(190)는 칼코겐 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 셀레늄(Se), 황(S), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 칼코겐 소스(190)는 상온에서는 고상일 수 있으며, 가열부(130)에 의한 가열에 의하여 액상 또는 기상으로 변화할 수 있다. 칼코겐 소스(190)의 두께를 조절함에 따라, 대상체(180)로의 칼로겐 인입량을 변경할 수 있다.The
윈도우 부재(126)는 미세 기공체 부재(124)의 상측에 위치할 수 있고, 미세 기공체 부재(124)의 제3 지지요소(124d)에 의하여 지지될 수 있다. 윈도우 부재(126)는 석영, 강화 유리, 또는 사파이어 등으로 구성될 수 있다. 윈도우 부재(126)는 가열부(130)에서 방출되는 열을 칼코겐 소스(190)에 용이하게 전달되는 기능을 가질 수 있고, 또한 액상화 또는 기상화된 칼코겐 소스(190)가 층 형성부(120)의 외측으로 방출되는 것을 방지하는 기능을 가질 수 있다.The
고정 부재(128)는 미세 기공체 부재(124) 상에 위치하고, 미세 기공체 부재(124)와 윈도우 부재(126)를 서로 고정시킬 수 있다. 고정 부재(128)는 미세 기공체 부재(124)와 대상체 지지 부재(122)를 서로 고정시킬 수 있으며, 탄화규소 피복흑연을 포함할 수 있다.The fixing
가열부(130)는 챔버(110)의 외측에 위치할 수 있고, 챔버(110) 및 층 형성부(120)를 가열할 수 있으며, 이로 인해 칼코겐 소스(190)를 가열하여 액상화하거나 또는 기상화할 수 있다. 가열부(130)는 챔버(110)의 상측에 위치하는 상부 가열부(132)와 챔버(110)의 하측에 위치하는 하부 가열부(134)를 포함할 수 있고, 가열 온도를 보다 균일하게 유지하기 위하여, 챔버(110)의 측부에 위치하는 측부 가열부(미도시)를 더 포함할 수 있다. The
가열부(130)는 열선 또는 적외선 램프로 구성될 수 있으며, 적외선 램프로 구성되는 경우 챔버(110)를 급속하게 가열 또는 냉각시킬 수 있고, 이에 따라 대상체(180)의 급속 열처리를 수행할 수 있다. 특히, 챔버(110)가 강화 유리나 석영과 같은 투명한 물질로 구성되는 경우에는 이러한 급속 열처리가 용이하게 수행될 수 있다. 대상체(180)에 온도 분포를 최소화하기 위하여, 상부 가열부(132)와 하부 가열부(134)의 갯수 또는 파워는 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상부 가열부(132)로부터 발생한 열이 대상체(180)로 전달되기 위하여 윈도우 부재(126), 칼코겐 소스(190), 및 미세 기공체 부재(124)를 통과하여야 하므로, 상부 가열부(132)는 하부 가열부(134)에 비하여 많은 갯수를 가지거나 또는 더 큰 파워를 가질 수 있다. 상부 가열부(132)와 하부 가열부(134)는 챔버(110) 내의 온도 균일성을 높이기 위하여, 종방향과 횡방향과 같이 서로 반대되는 방향으로 배열될 수 있다. The
이송부(160)는 대상체(180)와 칼코겐 소스(190) 간의 거리를 조절하도록 대상체(180)와 칼코겐 소스(190) 중 어느 하나 또는 모두를 이송시키는데, 대상체(180)와 칼코겐 소스(190) 간의 상대적 이송을 위하여, 도 5에 도시된 본 실시예에서처럼, 대상체(180)가 탑재된 대상체 지지 부재(122)를 이송시킬 수 있고, 이와 달리, 칼코겐 소스(190)가 탑재된 미세 기공체 부재(124)를 이송시킬 수 있으며, 나아가서, 대상체 지지 부재(122)와 미세 기공체 부재(124)를 각각 이송시킬 수 있다.The
이송부(160)는 챔버(110)에 형성되는 개구(111)를 개폐시키기 위한 운반 커버(170)에 설치될 수 있다. 운반 커버(170)는 층 형성부(120)가 설치됨으로써 개구(111)를 통해서 층 형성부(120)를 챔버(110) 내측으로 운반시킨다. 운반 커버(170)는 외측을 향하는 면, 즉 외측면에 작업자의 파지를 위한 손잡이(171)가 마련될 수 있고, 이와 달리, 층 형성부(120)의 운반을 자동화하기 위하여, 트랜스퍼의 아암(미도시)이 외측면에 결합될 수 있다. 따라서, 트랜스퍼에 의해 챔버(110) 내부에 대상체(170) 및 칼코겐 소스(180)를 손쉽게 로딩/언로딩시킬 수 있다. The
운반 커버(170)는 챔버(110)의 개구(111)를 개폐시키기 위하여, 개구(111)의 내측면이나 개구(111) 주위에 기밀을 유지하도록 하는 기밀부재(미도시)가 챔버(110)의 접촉 부위에 설치될 수 있으며, 챔버(110)의 개구를 폐쇄시킨 상태를 유지하도록 하는 록킹 유닛(미도시)이 마련될 수 있고, 미세 기공체 부재(124)가 볼트나 스크루 등의 체결부재를 이용하여 내측면에 수평되게 고정될 수 있다. A
이송부(160)는 일례로, 이송축 부재(162)와 이송 모터(164)를 포함할 수 있다. The conveying
이송축 부재(162)는 미세 기공체 부재(124)에 회전 가능하게 관통하여, 미세 기공체 부재(124)의 하측에 위치하는 대상체 지지 부재(122)에 나사 결합될 수 있으며, 이로 인해 미세 기공체 부재(124)로부터 자유롭게 회전하면서 회전 방향에 따라 대상체 지지 부재(122)를 승강시킨다. 이송축 부재(162)는 외주면에 형성된 나사부(162a)에 의해 대상체 지지 부재(122)에 수직되게 나사 결합된다. 이송축 부재(162)는 미세 기공체 부재(124)의 연장 지지요소(122a)를 관통하고, 미세 기공체 부재(124)의 연장 지지요소(124e)에 나사 결합될 수 있다. The
이송 모터(164)는 이송축 부재(162)에 회전력을 제공할 수 있도록 운반 커버(170)의 외측면에 설치될 수 있으며, 운반 커버(170)의 외측면에 설치됨으로써 챔버(110) 내의 고열로부터 손상을 방지하도록 하고, 이에 한하지 않고, 챔버(110)의 외측면이나 다양한 위치에 설치되어 이송축 부재(162)에 회전 동력을 전달할 수 있다. 이송모터(164)는 대상체 지지 부재(122)의 정확한 이송 위치를 제어할 수 있도록 스텝 모터 또는 엔코더나 가변저항을 가진 서보 모터가 사용될 수 있다.The conveying
이송 모터(164)는 운반 커버(170)의 외측면에 설치시, 회전축(164a)이 운반 커버(170)를 회전 가능하게 관통하여, 이송축 부재(162)의 상단에 인접하도록 위치할 수 있다. 따라서, 이송축 부재(162)는 미세 기공체 부재(124)를 관통하는 끝단이 제1 및 제2 베벨기어(166,168)에 의해 이송 모터(164)의 회전축(164a)에 연결될 수 있다. 이송 모터(164)와 이송축 부재(162)는 회전축(164a)과 상단에 각각 고정되는 제1 및 제2 베벨기어(166,168)를 대신하여, 기어 어셈블리를 비롯하여 다양한 회전력 전달 요소를 사용하여 회전력 전달이 가능하도록 연결될 수 있다.When the
회전축(164a)은 운반 커버(170)와의 사이에 챔버(110) 내부의 진공 누설을 방지하기 위하여, 운반 커버(170) 통과 부위와의 사이에 기밀 유지 부재(164b)가 설치될 수 있다.The
이송부(160)는 대상체 지지부재(122)가 수평 위치의 변위 없이 정확히 승강하도록 가이드부(169)를 더 포함할 수 있다. 가이드부(169)는 일례로 미세 기공체 부재(124)의 연장 지지요소(124e)에 하방으로 연장되도록 수직되게 고정되어 대상체 지지부재(122)의 연장 지지요소(122a)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 하나 또는 다수의 축 부재로 이루어질 수 있고, 이에 한하지 않고, 대상체 지지부재(122)의 승강을 가이드하기 위한 레일 또는 다양한 부재가 사용될 수 있다. The
진공 형성부(140)는 챔버(110)와 연결되고, 챔버(110) 내를 진공으로 형성할 수 있고, 예를 들어 진공 펌프로 구성될 수 있다. 진공 형성부(140)는 태양 전지 제조장치(100)의 선택적 구성요소로서 생략될 수 있다.The
가스 공급부(150)는 챔버(110)와 연결되고, 진공 상태인 챔버(110) 내에 헬륨, 아르곤, 질소와 같은 불활성 가스를 공급할 수 있다. 가스 공급부(150)는 예를 들어 챔버(110) 내의 압력이 원하는 기압이 되도록, 약 1 기압이 되도록 불활성 가스를 챔버(110)로 공급할 수 있다. 가스 공급부(150)는 태양 전지 제조장치(100)의 선택적 구성요소로서 생략될 수 있다.The
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치(100)에 포함되는 미세 기공체 부재(124)의 기능을 설명하는 개략도이다.7 is a schematic view illustrating the function of the
도 7을 참조하면, 미세 기공체 부재(124)는 복수의 미세 기공(129)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 미세 기공체 부재(124)는 흑연으로 형성될 수 있고, 예를 들어 1.75 g/cm3 내지 1.86 g/cm3 범위의 밀도를 가지는 흑연으로 형성될 수 있다. 또는, 예를 들어 6% 내지 11% 범위의 기공도(porosity)를 가지는 흑연으로 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 밀도와 기공도는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 7, the
미세 기공(129)은 액상화 또는 기상화된 칼코겐 소스(190)가 통과하는 크기를 가질 수 있다. 미세 기공(129)의 크기는 다양하게 변화할 수 있고, 예를 들어 수 십 nm 내지 수 십 ㎛의 범위를 가질 수 있다. 또한, 미세 기공(129)의 크기는, 예를 들어 6% 내지 11% 범위의 기공도(porosity)로부터 산출될 수 있다. 이러한 미세 기공(129)은 미세 기공체 부재(124)를 구성하는 물질의 결정립계를 따라서 형성될 수 있다.The
이하에서는, 미세 기공(129)이 칼코겐 액체(192)는 통과시키지 않고, 칼코겐 기체(194)는 통과시키는 경우에 대하여 설명하기로 한다. 그러나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되지 않으며, 칼코겐 액체(192)가 미세 기공(129)을 통과하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.Hereinafter, the case where the
도 3의 가열부(130)에 의하여 칼코겐 소스(190)가 가열되면, 칼코겐 소스(190)는 칼코겐 액체(192)로 변화될 수 있다. 예를 들어 칼코겐 소스(190)가 셀레늄으로 구성되는 경우에는, 가열부(130)는 셀레늄의 녹는점인 220℃ 이상 셀레늄의 끓는점인 685℃ 사이의 온도로 칼코겐 소스(190)를 가열할 수 있다. 칼코겐 액체(192)는 미세 기공체 부재(124) 내의 미세 기공(129) 내로 인입될 수 있다. 그러나, 미세 기공(129)은 칼코겐 액체(192)을 통과시키지 않고, 칼코겐 액체(192)로부터 배출되는 칼코겐 기체(194)를 통과시키는 크기를 가질 수 있다. 미세 기공(129)의 반경은 기공률 원리에 의하여 구할 수 있으며, 예를 들어, 수학식 1과 같을 수 있다.When the
여기에서, R은 미세 기공의 반경, γLV는 칼코겐 액체의 표면장력, θ는 칼코겐 액체의 접촉각, P는 압력을 의미한다.Where R is the radius of the micropores,? LV is the surface tension of the chalcogen liquid,? Is the contact angle of the chalcogen liquid, and P is the pressure.
미세 기공(129)을 통과한 칼코겐 기체(194)는 대상체(180)에 접촉할 수 있고, 대상체(180) 상에 층을 형성하거나 또는 대상체(180) 내부로 확산될 수 있다.The
칼코겐 소스(190)가 셀레늄인 경우, 셀레늄은 단원자 기체가 아닌 2원자 기체(Se2), 4원자 기체(Se4), 6원자 기체(Se6) 또는 8원자 기체(Se8)와 같이 다원자 기체를 구성하는 경향이 강하여, 반응성이 낮을 뿐만 아니라, 높은 분자량으로 인하여 확산이 활발하게 일어나지 않으므로, 이에 따라 균일한 층을 형성하기 어려운 한계가 있다. 특히 대면적 태양 전지 모듈의 제조에 적용하기 거의 불가능한 한계가 있었다.If
그러나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 태양 전지 제조 방법은 미세 기공체 부재(124)를 사용함으로써, 상기 칼코겐 기체가 높은 분자량의 기체를 형성하는 경향을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 칼코겐 기체의 반응성을 증가시킬 수 있다. 또한, 미세 기공체 부재(124) 내의 미세 기공(129)을 통하여 칼코겐 물질을 대상체(180)에 공급하므로, 대상체(180)에 전체적으로 균일하게 상기 칼코겐 물질을 제공할 수 있다. 또한, 대상체(180)와 미세 기공체 부재(124) 사이의 이격 간격(G, 도 6 참조)은 셀레늄을 균일하게 도포할 수 있는 중요한 요소이며, 작을수록 유리하며, 약 1 mm일 수 있다. However, the method of manufacturing a solar cell according to the technical idea of the present invention can reduce the tendency of the chalcogenine gas to form a gas having a high molecular weight by using the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 태양 전지(1)를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다.Fig. 8 is a flow chart schematically showing a method of manufacturing the
도 8을 참조하면, 미세 기공체 부재를 준비하는 단계(S1), 상기 미세 기공체 부재를 사이에 두고, 대상체와 칼코겐 소스를 배치하는 단계(S2), 상기 대상체와 상기 칼코겐 소스에 대하여 불활성 가스 분위기를 형성하는 단계(S3), 상기 칼코겐 소스를 가열하는 단계(S4), 상기 가열된 칼코겐 소스가 상기 미세 기공체 부재를 통과하는 단계(S5), 상기 미세 기공체 부재를 통과한 상기 칼코겐 소스가 상기 대상체에 접촉하는 단계(S6) 및 상기 칼코겐 소스가 상기 대상체와 칼코겐화 반응을 수행하는 단계(S7)을 포함한다.Referring to FIG. 8, the method includes the steps of preparing a microporous member (S1), disposing a target and a chalcogen source with the microporous member interposed therebetween (S2) (S4) heating the chalcogen source, passing the heated chalcogen source through the microporous member (S5), passing the microporous member through the microporous member A step (S6) of bringing the chalcogen source into contact with the object, and a step (S7) in which the chalcogen source performs a chalcogenation reaction with the object.
여기에서, 불활성 가스 분위기를 형성하는 단계(S3)를 수행하기 전에 상기 대상체와 상기 칼코겐 소스에 대하여 진공 분위기를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, it may further comprise forming a vacuum atmosphere for the object and the chalcogen source before performing the step (S3) of forming the inert gas atmosphere.
또한, 상기 대상체(180, 도 3 참조)가 구리, 인듐, 및 갈륨을 포함하고, 상기 칼코겐 소스(190, 도 3 참조)가 셀레늄을 포함하는 경우에는, 상기 칼코겐 소스는 상기 대상체와 셀렌화 반응을 일으킬 수 있고, 이에 따라 CIGS(Copper-Indium-Gallium-Selenium)층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 대상체가 CIGS층을 포함하고, 상기 칼코겐 소스가 황을 포함하는 경우에는, 상기 칼코겐 소스는 상기 대상체와 황화 반응을 일으킬 수 있고, 이에 따라 CIGSS(Copper-Indium-Gallium-Selenium-Sulfur)층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 칼코겐 소스가 셀레늄과 황의 혼합물을 포함하고, 상기 칼로겐 소스가 상기 대상체와 셀렌화 반응 및 황화 반응을 동시에 일으키는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 이와 같이 칼코겐화 반응이 일어난 대상체는 도 1의 광흡수층(30)으로서 사용될 수 있다. 3) includes copper, indium, and gallium, and when the chalcogen source 190 (see FIG. 3) includes selenium, the chalcogen source is selenium And can form a CIGS (Copper-Indium-Gallium-Selenium) layer. Also, when the subject comprises a CIGS layer and the chalcogen source comprises sulfur, the chalcogen source may cause a sulphation reaction with the subject, and thus a CIGSS (Copper-Indium-Gallium-Selenium- Sulfur layer may be formed. It is also included in the technical idea of the present invention that the chalcogen source includes a mixture of selenium and sulfur, and the calogen source simultaneously causes the selenization reaction and the sulphation reaction with the target substance. The object on which the chalcogenation reaction has occurred can be used as the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 태양 전지 제조장치(100)를 이용하여 수행한 도 1의 태양 전지(1)를 제조하는 방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다. FIG. 9 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing the
도 9를 참조하면, 미세 기공체 부재(124) 상에 칼코겐 소스(190)를 탑재시킨다(S10). 칼코겐 소스(190)는 칼코겐 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 셀레늄, 황 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 칼코겐 소스(190)는 고체일 수 있다.Referring to FIG. 9, a
미세 기공체 부재(124) 상에 칼코겐 소스(190)를 덮는 윈도우 부재(126)를 위치시키고, 고정 부재(128)를 이용하여 미세 기공체 부재(124)와 윈도우 부재(126)를 서로 결합시킬 수 있다. 대상체(180)는 기판 상에 구리층, 인듐층, 및 갈륨층으로 이루어진 복합층이 형성된 구조체일 수 있다. 이러한 구리층, 인듐층, 및 갈륨층은 각각 별개의 공정으로 형성될 수 있고, 별도의 스퍼터링으로 형성될 수 있다. 또한, 구리층, 인듐층, 및 갈륨층의 적층 순서는 다양하게 변화될 수 있다. 대안적으로, 대상체(180)는 기판 상에 하나의 구리-인듐-갈륨 층이 위치하는 구조체일 수 있다. 이러한 구리-인듐-갈륨 층은 동시에 구리, 인듐 및 갈륨을 기판 상에 스퍼터링하여 형성될 수 있다. 한편, 대상체(180)의 장착을 위하여, 이송부(160)의 동작에 의해 대상체 지지 부재(122)가 미세 기공체 부재(124)로부터 이격되고, 이로 인해 대상체(180)를 대상체 지지 부재(122)에 용이하게 장착시킬 수 있다. The
그리고, 트랜스퍼나 작업자에 의해 운반 커버(170)가 챔버(110)의 개구(111)를 차단함으로써 층 형성부(120)가 챔버(110) 내에 장입되도록 한다(S40). 대안적으로, 챔버(110) 내에서 층 형성부(120)를 형성하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 이어서, 진공 형성부(140)를 이용하여 챔버(110) 내를 진공 분위기로 형성한다(S50). 이어서, 가스 공급부(150)를 이용하여 챔버(110) 내에 불활성 가스를 공급하여, 챔버(110) 내에 불활성 가스 분위기를 형성한다(S60). 대안적으로, 진공 형성부(140)를 이용하여 챔버(110) 내를 진공 분위기로 함과 동시에, 가스 공급부(150)를 이용하여 챔버(110) 내에 불활성 기체를 공급할 수 있다. 챔버(110) 내의 압력은 다양하게 변화시킬 수 있고, 예를 들어 상기 불활성 가스를 이용하여 챔버(110) 내를 약 1기압으로 형성할 수 있다.The transporting
그리고, 가열부(130)를 이용하여 챔버(110)를 가열한다(S70). 이러한 가열에 의하여 층 형성부(120)도 가열된다. 또한, 층 형성부(120) 내의 칼코겐 소스(190)는 액상으로 변화될 수 있다. 여기에서, 층 형성부(120)의 온도 구배가 최소화되는 것이 바람직하다. 또한, 대상체(180)의 표면의 온도가 균일하게 가열되는 것이 바람직하다. 액상으로 변화된 칼코겐 소스(190)는 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 미세 기공체 부재(124)의 미세 기공(129) 내에 인입될 수 있다. 이어서, 액상으로 변화된 칼코겐 물질 또는 기상으로 변화된 칼코겐 물질은 미세 기공(129)을 통과하여 대상체(180)의 표면에 도포될 수 있다. 이어서, 칼코겐 소스(190)로부터 배출된 칼코겐 물질은 대상체(180) 상에 칼코겐 층을 형성할 수 있다. 또는, 칼코겐 소스(190)로부터 배출된 칼코겐 물질이 대상체(180) 내로 확산하여 대상체(180) 내의 물질과 칼코겐화 반응을 수행하여 칼코겐화된 대상체(180a)를 형성할 수 있다. Then, the
본 가열 단계(S70)는, 예를 들어 220℃ 내지 680℃ 사이의 온도로 수행될 수 있다. 또한, 본 가열 단계(S70)는, 예를 들어 1초 내지 60분 범위 동안 수행할 수 있다. 예를 들어, 칼코겐 소스(190)가 셀레늄인 경우에는, 본 가열 단계(S70)는, 예를 들어 400℃ 내지 500℃ 사이의 온도에서 1분 내지 20분 범위 동안 수행될 수 있고, 예를 들어 약 460℃의 온도에서 약 10분 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 칼코겐 소스(190)가 황(S)인 경우에는, 본 가열 단계(S70)는, 예를 들어 500℃ 내지 600℃ 사이의 온도에서 10초 내지 10분 범위 동안 수행될 수 있고, 예를 들어 약 530℃의 온도에서 약 1분 동안 수행될 수 있다.The present heating step (S70) may be performed at a temperature of, for example, 220 deg. C to 680 deg. The heating step S70 may be performed for a time ranging from 1 second to 60 minutes, for example. For example, if the
본 가열 단계(S70)에 의하여, 대상체(180) 내에 포함된 층들의 열처리가 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 대상체(180)가 구리, 인듐, 및 갈륨을 각각 포함하는 복수층으로 구성된 경우에, 가열에 의하여 서로 확산됨으로서 하나의 층을 형성될 수 있다. 또한, 상기 칼코겐 소스(190)가 셀레늄인 경우에는, 대상체(180)는 셀렌화 반응이 발생되어 셀렌화된 대상체(180a)를 형성할 수 있고, 이에 따라 상술한 바와 같은 CIGS층이 형성될 수 있다. 또한, 상기 칼코겐 소스(190)가 황인 경우에는, 대상체(180)는 황화 반응이 발생되어 황화된 대상체(180a)를 형성할 수 있고, 이에 따라 상술한 바와 같은 CIGSS층이 형성될 수 있다By this heating step (S70), the heat treatment of the layers contained in the
그리고, 칼코겐 소스(190)가 완전히 고갈되거나, 대상체(180)가 원하는 정도의 칼코겐화 반응이 발생되어 칼코겐화된 대상체(180a)를 형성한 후에, 가열부(130)로부터의 가열을 종료하고, 대상체(180a)를 냉각한다(S80). 대상체(180a)의 열충격을 최소화하기 위하여, 대상체(180a)를 챔버(110) 내에서 냉각할 수 있고, 경우에 따라서는 가열부(130)로부터 대상체(180a)로 제공되는 열이 순차적으로 감소하도록, 가열부(130)의 동작을 제어할 수 있다.The heating from the
칼코겐화된 대상체(180a)는, 예를 들어 상술한 바와 같은 CIGS층을 포함하거나 또는 CIGSS층을 포함할 수 있다. 또한, 칼코겐화된 대상체(180a)는 도 1의 광흡수층(30)으로서 사용될 수 있다. The chalcogenized object 180a may comprise, for example, a CIGS layer as described above or may comprise a CIGSS layer. Further, the chalcogenized object 180a can be used as the
도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 단계들은 반복되는 싸이클로서 수행할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 싸이클에서는 칼코겐 소스(190)로서 셀레늄을 사용하여 상기 단계들을 수행하여 대상체(180)를 셀렌화 처리할 수 있다. 이어서, 두 번째 싸이클에서는 칼코겐 소스(190)로서 황을 사용하여 상기 단계들을 수행하여 대상체(180)를 황화 처리할 수 있다. 또는, 첫 번째 싸이클과 두 번째 싸이클 모두에서 칼코겐 소스(190)를 동일한 물질, 예를 들어 셀레늄, 황, 이들의 혼합물을 이용하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. The steps described with reference to Figs. 8 and 9 can be performed as a repeated cycle. For example, in the first cycle, the steps may be performed using selenium as the
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조장치(100)에 포함되는 미세 기공체 부재의 일실시예들을 도시한다.10 to 13 show one embodiment of the microporous member included in the
도 10을 참조하면, 미세 기공체 부재(124)는 미세 기공체 요소(124a), 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c), 및 제3 지지요소(124d)를 포함할 수 있다. 미세 기공체 요소(124a)는 칼코겐 소스(190, 도 3 참조)로부터 기상화된 칼코겐 물질이 통과하는 미세 기공을 포함할 수 있다. 상기 미세 기공은 도 7을 참조하여 설명한 바와 같다. 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c), 및 제3 지지요소(124d)는 도 6을 참조하여 설명한 바와 같은 지지 기능을 수행할 수 있다. 미세 기공체 요소(124a), 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c) 및 제3 지지요소(124d)는 일체형 구조체(one-body structure)로서 형성되어 미세 기공체 부재(124)를 구성할 수 있다. 이러한 경우에는, 미세 기공체 요소(124a), 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c), 및 제3 지지요소(124d)는 모두 동일한 물질로 구성될 수 있고, 예를 들어 미세 기공을 포함하는 흑연으로 구성될 수 있다. 또한, 제1 지지요소(124b), 제2 지지요소(124c), 및 제3 지지요소(124d)가 탄화 규소와 같은 물질로 피복되고, 미세 기공체 요소(124a)는 상기 물질로 피복되지 않을 수 있다.10, the
도 11을 참조하면, 미세 기공체 부재(224)는 미세 기공체 요소(224a), 제1 지지요소(224b), 제2 지지요소(224c), 및 제3 지지요소(224d)를 포함할 수 있다. 미세 기공체 요소(224a)는 칼코겐 소스(190, 도 3 참조)로부터 기상화된 칼코겐 물질이 통과하는 미세 기공을 포함할 수 있다. 미세 기공체 요소(224a), 제1 지지요소(224b), 제2 지지요소(224c), 및 제3 지지요소(224d)는 각각 별도의 구조체로서 형성되고, 이들이 조립되어 형성되는 조립체로서 미세 기공체 부재(224)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 미세 기공체 요소(224a)는 돌출부(225a)를 가지고, 제2 지지요소(224c)는 돌출부(225a)가 삽입되어 결착되는 제1 홈(225c1)을 가질 수 있다. 제2 지지요소(224c)가 돌출부(225a)를 포함하고, 미세 기공체 요소(224a)가 제1 홈(225c1)을 포함하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 또한, 제2 지지요소(224c)는 하부에 제2 홈(225c2)을 포함할 수 있다. 제2 홈(225c2)에는 하측 지지요소(224b)가 삽입되어 결착될 수 있다. 제2 지지요소(224c)는 상부에 제3 홈(225c3)을 포함할 수 있다. 제3 홈(225c3)에는 상측 지지요소(224d)가 삽입되어 결착될 수 있다. 미세 기공체 요소(224a)는 미세 기공을 포함하는 흑연을 포함하고, 제1 지지요소(224b), 제2 지지요소(224c), 및 제3 지지요소(224d)는 탄화규소 피복흑연을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같은 구성요소들의 결착을 위한 돌출부와 홈들은 다양한 형태로 변화할 수 있다.11,
도 12를 참조하면, 미세 기공체 부재(324)는 미세 기공체 요소(324a), 제1 지지요소(324b), 제2 지지요소(324c), 및 제3 지지요소(324d)를 포함할 수 있다. 미세 기공체 요소(324a)와 제2 지지요소(324c)는 일체형 구조체로 구성될 수 있다. 반면, 미세 기공체 요소(324a), 제1 지지요소(324b), 및 제3 지지요소(324d)는 각각 별도의 구조체로서 형성되고, 이들이 조립되어 형성되는 조립체로서 미세 기공체 부재(324)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 제2 지지요소(324c)는 하부에 제2 홈(325c2)을 포함할 수 있다. 제2 홈(325c2)에는 하측 지지요소(324b)가 삽입되어 결착될 수 있다. 제2 지지요소(324c)는 상부에 제3 홈(325c3)을 포함할 수 있다. 제3 홈(325c3)에는 상측 지지요소(324d)가 삽입되어 결착될 수 있다. 미세 기공체 요소(224a)와 제2 지지요소(324c)는 미세 기공을 포함하는 흑연을 포함하고, 제1 지지요소(224b)와 제3 지지요소(224d)는 탄화규소 피복흑연을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같은 구성요소들의 결착을 위한 돌출부와 홈들은 다양한 형태로 변화할 수 있다.12, the
도 13을 참조하면, 미세 기공체 부재(424)는 미세 기공체 요소(424a), 제1 지지요소(424b), 제2 지지요소(424c), 및 제3 지지요소(424d)를 포함할 수 있다. 제1 지지요소(424b), 제2 지지요소(424c), 및 제3 지지요소(424d)는 일체형 구조체로 구성될 수 있다. 반면, 미세 기공체 요소(424a)와 상기 일체형 구조체는 각각 별도의 구조체로서 형성되고, 이들이 조립되어 형성되는 조립체로서 미세 기공체 부재(424)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 미세 기공체 요소(424a)는 돌출부(425a)를 가지고, 제2 지지요소(424c)는 돌출부(425a)가 삽입되어 결착되는 제1 홈(425c1)을 가질 수 있다. 제2 지지요소(424c)가 돌출부(425a)를 포함하고, 미세 기공체 요소(424a)가 제1 홈(425c1)을 포함하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 미세 기공체 요소(224a)와 제2 지지요소(424c)는 미세 기공을 포함하는 흑연을 포함하고, 제1 지지요소(224b)와 제3 지지요소(224d)는 탄화규소 피복흑연을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같은 구성요소들의 결착을 위한 돌출부와 홈들은 다양한 형태로 변화할 수 있다.Referring to Figure 13, the
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법에 따라 형성된 CIGS층의 단면을 나타내는 주사전자 현미경 사진이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 전지 제조 방법에 따라 형성된 CIGS층의 상면을 나타내는 주사전자 현미경 사진이다.FIG. 14 is a scanning electron microscope (SEM) image showing a cross section of a CIGS layer formed according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention. 15 is a scanning electron microscope (SEM) image of a top surface of a CIGS layer formed according to a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 14와 도 15를 참조하면, 유리(glass) 기판 상에 몰리브덴(Mo) 층을 형성하고, 상기 몰리브덴 층 상에 형성된 CIGS층을 나타낸다. 상기 CIGS층은 약 460℃에서 20분간 열처리를 수행한 후의 결과이다.Referring to FIGS. 14 and 15, a molybdenum (Mo) layer is formed on a glass substrate, and a CIGS layer formed on the molybdenum layer is shown. The CIGS layer is a result of heat treatment at about 460 DEG C for 20 minutes.
종래의 방법에 의하여 CIGS층을 형성하는 경우에는, 표면이 매우 거칠고, 미세 결정립들을 포함하고, CIGS층과 몰리브덴(Mo) 층 사이의 계면에 큰 보이드들이 형성되는 등 열악한 특성을 가지는 CIGS층이 형성되는 것이 일반적이었다. When a CIGS layer is formed by a conventional method, a CIGS layer having a poor characteristic such as a very rough surface, containing fine grains, and forming large voids at an interface between the CIGS layer and the molybdenum (Mo) layer is formed .
그러나, 본 발명에 따라 제조된 CIGS층은 매우 평평한 표면을 가지고 CIGS층과 몰리브덴(Mo) 층 사이의 계면에 보이드가 거의 없으며, 조대한 결정립을 포함하는 등 우수한 특성을 가지는 CIGS층이 형성됨을 확인하였다. 이러한 구조상의 특징들은 CIGS층 전체적으로 균일하게 나타났다.However, the CIGS layer produced according to the present invention has a very flat surface and has almost no voids at the interface between the CIGS layer and the molybdenum (Mo) layer, and it is confirmed that a CIGS layer having excellent characteristics such as a coarse crystal grain is formed Respectively. These structural features are uniform throughout the CIGS layer.
표면이 평평하고 균일한 CIGS층은 이후 형성되는 버퍼층(40, 도 1 참조)이나 상부 전극(50, 도 1 참조)과의 접촉성을 개선하여, 층 도포성을 증가시키고 및 접촉 저항을 감소시키는 등 특성을 개선할 수 있다. 또한, 입사된 태양광의 내부로부터의 방출을 방지하거나 최소화할 수 있으므로, 태양 전지의 효율을 증가시킬 수 있다.The CIGS layer having a flat surface and having a uniform surface improves the contact with the buffer layer 40 (see FIG. 1) and the upper electrode 50 (see FIG. 1) formed later and increases the layer coating property and reduces the contact resistance Etc. can be improved. In addition, since the incident solar light can be prevented or minimized from being emitted from the inside, the efficiency of the solar cell can be increased.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
1: 태양 전지 10: 기판
20: 하부 전극 30: 광흡수층
40: 버퍼층 50: 상부 전극
60: 반사 방지층 70: 그리드 전극
100 : 태양 전지 제조장치 110 : 챔버
111 : 개구 113,114 : 윈도우 커버
115 : 방열구 120 : 층 형성부
122 : 대상체 지지 부재 122a : 연장 지지요소
124: 미세 기공체 부재 124a : 미세 기공체 요소
124b : 제1 지지요소 124c : 제2 지지요소
124d : 제3 지지요소 124e : 연장 지지요소
126 : 윈도우 부재 128 : 고정 부재
129 : 미세 기공 130 : 가열부
132 : 상부 가열부 134 : 하부 가열부
140 : 진공 형성부 150 : 가스 공급부
160 : 이송부 162 : 이송축 부재
162a : 나사부 164 : 이송 모터
164a : 회전축 164b : 기밀 유지 부재
166 : 제1 베벨 기어 168 : 제2 베벨 기어
169 : 가이드부 170 : 운반 커버
171 : 손잡이 180 : 대상체
190 : 칼코겐 소스1: solar cell 10: substrate
20: lower electrode 30: light absorbing layer
40: buffer layer 50: upper electrode
60: antireflection layer 70: grid electrode
100: solar cell manufacturing apparatus 110: chamber
111: opening 113,114: window cover
115: heat radiator 120: layer forming part
122: object supporting
124:
124b: first supporting
124d:
126: window member 128: fixing member
129: fine pores 130: heating part
132: upper heating section 134: lower heating section
140: Vacuum forming part 150: Gas supply part
160: Feeder 162: Feeder shaft member
162a: threaded portion 164: feed motor
164a: rotating
166: first bevel gear 168: second bevel gear
169: guide part 170: carrying cover
171: handle 180: object
190: Calcogen sauce
Claims (9)
상기 챔버 내에 위치하고, 대상체가 탑재되며, 상기 대상체를 덮을 수 있도록 칼코겐 소스가 탑재되고, 상기 칼코겐 소스가 상기 대상체에 도달하도록 상기 칼코겐 소스가 통과하는 크기를 가지는 미세 기공을 가지는 층 형성부; 및
상기 대상체와 상기 칼코겐 소스 간의 거리를 조절하도록 상기 대상체와 상기 칼코겐 소스 중 어느 하나 또는 모두를 이송시키는 이송부;
를 포함하고,
상기 미세 기공은 액상의 칼코겐 소스는 통과시키지 않고 기상의 칼코겐 소스는 통과시키는 크기를 가지는, 태양 전지 제조장치.chamber;
A layer forming unit having a micropore having a size through which the chalcogen source passes so that the chalcogen source is mounted on the chalcogen source so as to cover the object, ; And
A transfer unit for transferring either or both of the object and the chalcogen source to adjust a distance between the object and the chalcogen source;
Lt; / RTI >
Wherein the micropores have a size to pass a liquid chalcogen source but not a gas phase chalcogen source.
상기 층 형성부는,
상기 대상체가 탑재되는 대상체 지지 부재; 및
상기 대상체를 덮을 수 있도록 위치하고, 칼코겐 소스가 탑재되며, 상기 미세 기공을 포함하는 미세 기공체 부재;
를 포함하는, 태양 전지 제조장치.The method according to claim 1,
The layer-
A target object supporting member on which the target object is mounted; And
A microporous member positioned so as to cover the object and having a chalcogen source, the microporous member including the micropores;
And a solar cell.
상기 챔버에 형성되는 개구를 개폐시키고, 상기 층 형성부가 설치됨으로써 상기 개구를 통해서 상기 층 형성부를 상기 챔버 내측으로 운반시키며, 상기 이송부가 설치되는 운반 커버;
를 더 포함하는, 태양 전지 제조장치.3. The method according to claim 1 or 2,
A transport cover which opens and closes an opening formed in the chamber and transports the layer forming portion to the inside of the chamber through the opening by providing the layer forming portion;
Further comprising a solar cell.
상기 챔버에 형성되는 개구를 개폐시키고, 상기 미세 기공체 부재가 고정되는 운반 커버를 더 포함하고,
상기 이송부는,
상기 미세 기공체 부재에 회전 가능하게 관통하여, 상기 미세 기공체 부재의 하측에 위치하는 상기 대상체 지지 부재에 나사 결합되는 이송축 부재; 및
상기 이송축 부재에 회전력을 제공할 수 있도록 상기 운반 커버에 설치되는 이송 모터;
를 포함하는, 태양 전지 제조장치.3. The method of claim 2,
Further comprising: a transport cover which opens and closes an opening formed in the chamber and to which the microporous member is fixed,
The transfer unit
A transfer shaft member rotatably penetrating the microporous member and screwed to the object supporting member located below the microporous member; And
A transport motor installed on the transport cover to provide a rotational force to the transport shaft member;
And a solar cell.
상기 이송축 부재는 상기 미세 기공체 부재를 관통하는 끝단이 제1 및 제2 베벨기어에 의해 상기 회전축에 연결되는, 태양 전지 제조장치.The apparatus according to claim 4, wherein the conveying motor is installed on an outer surface of the conveying cover, the rotating shaft rotatably passes through the conveying cover,
And an end of the conveying shaft member passing through the microporous member is connected to the rotating shaft by first and second bevel gears.
상기 층 형성부는,
상기 미세 기공체 부재 상에 위치하고, 상기 칼코겐 소스가 외측으로 방출되는 것을 방지하는 윈도우 부재; 및
상기 윈도우 부재를 상기 미세 기공체 부재에 고정시키는 고정 부재;
를 더 포함하는, 태양 전지 제조장치.The method according to any one of claims 2, 4, and 5,
The layer-
A window member positioned on the microporous body member and preventing the chalcogen source from being released to the outside; And
A fixing member for fixing the window member to the microporous member;
Further comprising a solar cell.
상기 미세 기공체 부재는 1.75g/cm3 내지 1.86g/cm3 범위의 밀도를 가지는 흑연, 또는 6% 내지 11% 범위의 기공도(porosity)를 가지는 흑연 중 어느 하나를 포함하는, 태양 전지 제조장치.The method according to any one of claims 2, 4, and 5,
Wherein the microporous member comprises any of graphite having a density ranging from 1.75 g / cm 3 to 1.86 g / cm 3 , or graphite having porosity ranging from 6% to 11%. Device.
(여기에서, R은 미세 기공의 반경, γLV는 칼코겐 액체의 표면장력, θ는 칼코겐 액체의 접촉각, P는 압력을 의미함.)The apparatus for manufacturing a solar cell according to any one of claims 1, 2, 4, and 5, wherein the micropores have a radius according to the following formula.
(Where R is the radius of the micropores,? LV is the surface tension of the chalcogen liquid,? Is the contact angle of the chalcogen liquid, and P is the pressure).
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| KR1020120068223A KR101398808B1 (en) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | Apparatus of manufacturing photovoltaic cell |
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