KR20090100705A - 텐덤 방식의 ｃｉｓ계 및 ｃｇｓ계 광흡수층을 갖는 박막형태양전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 서로 다른 에너지밴드갭을 갖는 CIS(CuInSe2)계 화합물 및 CGS(CuGaSe2)계 화합물을 아래 위로 적층 형성한 텐덤(Tandem) 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 이면전극(Back Contact), 광흡수층(Absorber Layer), 버퍼층(Buffer Layer) 및 윈도우층(Window Layer)이 기판 위에 순차로 적층 형성된 박막형 태양전지에 있어서, 상기 광흡수층은 구리(Cu), 인듐(In) 및 셀레늄(Se)이 적정 조성되어 형성된 CIS계 광흡수층 및 상기 CIS계 광흡수층의 상부면 상에 텐덤(Tandem) 방식으로 적층 형성되며, 구리(Cu), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)이 적정 조성되어 형성된 CGS계 광흡수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지를 제공한다.
본 발명에 따르면, 박막형 태양전지의 광흡수층을 대략 1.1eV의 에너지밴드갭을 갖는 CIS계 광흡수층과, 대략 1.6eV의 에너지밴드갭을 갖는 CGS계 광흡수층을 텐덤 방식으로 적층 형성함으로써, 보다 많은 태양광 에너지를 흡수할 수 있어, 높은 효율의 박막형 태양전지를 제공할 수 있으며, 아울러 종래의 CIGS(CuIn1-xGaxSe2)계 광흡수층을 갖던 박막형 태양전지에 비해 비교적 조성제어가 쉬운 3원계 화합물을 단순 적층 형성함으로써, 제조 공정이 용이해져 제품 경쟁력이 향상될 수 있는 유리한 효과가 있다.
박막형 태양전지, CIS계 광흡수층, CGS계 광흡수층, 텐덤(Tandem) 방식
Description
본 발명은 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박막형 태양전지의 광흡수층으로서, 서로 다른 에너지밴드갭을 갖는 CIS(CuInSe2)계 화합물 및 CGS(CuGaSe2)계 화합물을 텐덤 방식으로 아래 위로 적층 형성하여, 높은 효율의 박막형 태양전지를 제공할 수 있으며, 비교적 조성제어가 쉬운 3원계 화합물을 단순 적층 형성함으로써, 제조 공정이 간단해 질 수 있는 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
전 세계 각 국에서는 화석연료에 대한 의존도를 줄이기 위해, 환경에 악영향을 끼치지 않으면서도 고갈될 염려도 없는 새로운 에너지원인 대체에너지 및 청정 에너지에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중이다.
한때, 원자력발전이 현실성 있는 대체에너지로 개발되어 높은 기여도를 보이기도 하였지만, 불안정성과 사고로 인한 심각한 피해 등의 문제가 제기됨으로써, 점차 이에 대한 의존도를 줄이는 추세이며, 그 대신 청정의 무한한 에너지원이라는 측면에서 태양에너지를 현실적으로 활용할 수 있는 방안이 더욱 각광받고 있다.
종래에는 이러한 태양에너지를 활용할 수 있는 방법 중 하나로써, 태양전지(Solar Cell)와 같은 반도체 소자를 이용하여, 태양광을 수광하고, 이를 다시 전기에너지로 변환하는 방법이 주를 이루었으나, 최근에는 이보다 태양광 흡수율이 높고, 태양광 또는 방사선에 대한 열화 현상이 적으며, 박막화가 가능하고, 제작상 재료비도 절감할 수 있는 CIGS계 박막형 태양전지가 등장하였다.
CIGS계 박막형 태양전지란, CuIn1 - xGaxSe2로 조성된 4원계 화합물로 형성된 직접천이형 반도체로서, 에너지밴드갭이 대략 1.04eV 정도로 이상적인 값에 가깝고, 광흡수계수가 높으며, 안정성이 뛰어나, 박막형 태양전지로서 커다란 응용 잠재력을 가진 광흡수층(Absorber Layer) 재료이다.
도 1은 종래의 박막형 태양전지를 도시한 개념도이다. 도 1을 참조하여 종래의 박막형 태양전지를 간략하게 설명하면, 기판(10, Substrate) 상부에서 이면전극(20, Back Contact), CIGS계 화합물로 형성된 광흡수층(30, Absorber Layer), 버퍼층(40, Buffer Layer) 및 윈도우층(50, Window Layer)이 순차로 적층 형성된다.
그런데 이러한 종래의 박막형 태양전지의 효율과 직접적인 상관관계가 있는 에너지밴드갭은 상기 광흡수층(30)을 이루는 CIGS계 화합물의 조성비, 즉 CuIn1-xGaxSe2에서 인듐(In) 및 갈륨(Ga)의 조성비에 따라 달라지는데, 대략 1.1 ~ 1.6 eV 사이의 에너지밴드갭을 얻을 수 있었다. 현재, 최고 효율을 기록한 태양전지의 CIGS계 광흡수층(30)은 대략 1.2eV의 에너지밴드갭을 가지며, 이때의 CIGS계 화합물의 조성비는 CuIn0.74Ga0.26Se2으로 알려져 있다.
그런데 이러한 종래의 CIGS계 박막형 태양전지는 CIGS계 화합물이 4원계 화합물로서, 이를 이용하여 광흡수층(30)을 제조 시, 그 조성 및 공정 제어에 많은 어려움이 따르며, 아울러, 종래의 CIGS계 박막형 태양전지의 경우 단일의 에너지밴드갭을 갖는 광흡수층(30)을 이용하므로, 이에 해당되는 에너지밴드갭 이외의 파장을 그대로 통과시켜 버리게 되므로, 많은 부분의 태양광 손실이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 종래의 CIGS계 박막형 태양전지보다 높은 효율을 가지며, 조성 및 공정 제어가 보다 간단하고 용이한 박막형 태양전지에 대한 개발이 시급한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 대략 1.1eV의 에너지밴드갭을 갖는 CIS계 광흡수층과, 대략 1.6eV의 에너지밴드갭을 갖는 CGS계 광흡수층을 텐덤 방식으로 적층 형성한 광흡수층을 박막형 태양전지에 적용하여, 종래에 비해 높은 효율의 박막형 태양전지를 제공할 수 있음은 물론, 종래의 CIGS(CuIn1-xGaxSe2)계 화합물에 비해 비교적 조성 및 공정 제어가 용이한 3원계 화합물인 CIS(CuInSe2)계 및 CGS(CuGaSe2)계 화합물 각각을 광흡수층으로 적용한 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사상에 따르면, 이면전극(Back Contact), 광흡수층(Absorber Layer), 버퍼층(Buffer Layer) 및 윈도우층(Window Layer)이 기판 위에 순차로 적층 형성된 박막형 태양전지에 있어서, 상기 광흡수층은, 구리(Cu), 인듐(In) 및 셀레늄(Se)이 적정 조성되어 형성된 CIS계 광흡수층; 및 상기 CIS계 광흡수층의 상부면 상에 텐덤(Tandem) 방식으로 적층 형성되며, 구리(Cu), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)이 적정 조성되어 형성된 CGS계 광흡수층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태 양전지를 제공할 수 있다.
이때, 상기 CIS계 광흡수층은 CuInSe2계 화합물이며, 상기 CGS계 광흡수층은 CuGaSe2계 화합물인 것이 바람직하다.
그리고 상기 CIS계 광흡수층의 두께는 1㎚~900㎛이고, 상기 CGS계 광흡수층의 두께는 1㎚~900㎛인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 상기 CIS계 광흡수층은 상기 이면전극의 상부면 상에 적층 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 사상에 따르면, 기판 상부면에 이면전극(Back Contact)을 형성시키는 단계; 상기 이면전극의 상부면에 구리(Cu), 인듐(In) 및 셀레늄(Se)을 적정 조성 제어하여 CIS계 광흡수층을 적층 형성시키는 단계; 상기 CIS계 광흡수층의 상부면에 구리(Cu), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)을 적정 조성 제어하여 CGS계 광흡수층을 적층 형성시키는 단계; 상기 CGS계 광흡수층의 상부면에 버퍼층(Buffer Layer)을 적층 형성시키는 단계; 및 상기 버퍼층의 상부면에 윈도우층(Window Layer)을 적층 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 제조 방법을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 b) 단계 또는 상기 c)단계에서는 물리기상증착법(PVD), 용사(Spraying)법, 인쇄(Printing)법, 전착(Electrodeposition)법, 화학기상증착법(CVD) 중 어느 하나의 방법에 의해 상기 CIS계 광흡수층 또는 상기 CGS 계 광흡수층이 형성되는 것이 좋다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 대략 1.1eV의 에너지밴드갭을 갖는 CIS계 광흡수층과, 대략 1.6eV의 에너지밴드갭을 갖는 CGS계 광흡수층을 포함하여, 이들 각각의 광흡수층을 텐덤 방식으로 적층 형성한 박막형 태양전지의 광흡수층(Absorber Layer)을 제공함으로써, 1.6eV 이상의 태양광 에너지는 CGS계 광흡수층에서 흡수 가능하게 하고, 1.1eV 이상 1.6eV 미만의 태양광 에너지는 CIS계 광흡수층에서 흡수 가능하게 하여, 종래의 박막형 태양전지에 비해 높은 효율을 갖게 되는 유리한 기술적 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 박막형 태양전지에 적용되었던 CIGS계 화합물에 의한 단일 광흡수층이 조성 및 공정 제어가 어려운 단점을 해결하기 위해, 3원계 화합물인 CIS계 및 CGS계 화합물을 각각 다른 광흡수층으로 구분시켜 텐덤 방식으로 적층 형성함으로써, 박막형 태양전지에 적용되는 광흡수층의 조성 및 공정 제어를 보다 간단하고 용이하게 할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.
또한, 본 발명은 텐덤 방식으로 적층 형성되는 CIS계 및 CGS계 광흡수층 각각이 동일 구조의 화합물로 이루어져 계면간의 이질감이 발생하지 않으며, 오히려 계면에서의 상호반응에 의해 발생될 수도 있는 CuInGaSe2는 그 에너지밴드갭이 1.1 ~ 1.6eV 사이에서 선택된 임의의 값을 가질 수 있어, 이러한 범위 내에서 선택 된 임의의 값에 해당되는 태양광 에너지를 더욱 효율적으로 흡수할 수 있는 추가적인 기술적 효과가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지에 대한 실시예는 다양하게 적용될 수 있으나, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지의 일 실시예의 구조를 도시한 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 실시예에서 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층이 각각 다른 에너지밴드갭을 가짐으로써, 박막형 태양전지의 광 효율이 증가되는 것을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 제조 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
도 2 및 도 3을 병행 참조하여, 본 발명의 사상에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지의 바람직한 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 바람직한 실시예는 이면전극(20, Back Contact)과, CIS계 광흡수층(110, CIS Absorber Layer)과, CGS계 광흡수층(120, CGS Absorber Layer)과, 버퍼층(40, Buffer Layer) 및 윈도우층(50, Window Layer)이 기판(10, Substrate) 상에서 순차적으로 적층 형성된다.
여기서, CGS계 광흡수층(120)은 CIS계 광흡수층(110)의 상부면 상에서 텐덤(Tamdem) 방식으로 적층 형성되어 박막형 태양전지의 광흡수층(100)으로 작용하게 된다.
본 실시예에서, 상기 기판(10)은 소다라임 글래스(Sodalime Glass)를 이용할 수 있으며, 이 외에도 이와 동일 또는 유사한 각종 재질을 사용하여도 무방하다.
그리고 이러한 기판(10) 상에는 이면전극(20)이 적층 형성된다. 이때, 상기 이면전극(20)의 소재는 특정의 소재로 제한할 필요가 없으며, 통상적으로 몰리브덴(Mo)이 주로 이용된다.
본 실시예에서는 이러한 이면전극(20)을 상기 기판(10) 상에 대략 1㎛ 정도의 두께로 적층 형성시킬 수 있는데, 이때, 직류 다이오드 스퍼터링(DC diode sputtering) 방법을 이용하여, 상기 이면전극(20)을 상기 기판(10) 상에 증착시킨다.
그리고 상기 이면전극(20)의 상부에는 본 발명의 사상에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층(100)이 적층 형성된다.
이때, 본 발명의 사상에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 광흡수층(100)은 CIS계 광흡수층(110)과 CGS계 광흡수층(120)이 텐덤 방식, 즉, 하부층을 형성하는 CIS계 광흡수층(110)과, 상부층을 형성하는 CGS계 광흡수층(120)이 복층으로 결합된 직렬 구조로 된 방식으로 형성된다.
여기서, CIS계 광흡수층(110)은 적정 조성 제어된 구리(Cu), 인듐(In) 및 셀 레늄(Se2)을 포함하는 3원계 화합물인 CuInSe2계 화합물로 형성되는 태양광 흡수 기능층으로서, 대략 1.1eV의 에너지밴드갭을 가지며, 4원계 화합물인 CuIn1-xGaxSe2로 형성되는 도 1의 광흡수층(30)에 비해 그 조성 및 공정 제어가 용이한 장점이 있다.
그리고 CGS계 광흡수층(120)은 적정 조성 제어된 구리(Cu), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se2)을 포함하는 3원계 화합물인 CuGaSe2계 화합물로 형성되는 태양광 흡수 기능층으로서, 대략 1.6eV의 에너지밴드갭을 가지며, 이 역시 4원계 화합물인 CuIn1 -xGaxSe2로 형성되는 도 1의 광흡수층(30)에 비해 그 조성 및 공정 제어가 용이한 장점이 있다.
이러한 CIS계 광흡수층(110) 및 CGS계 광흡수층(120)의 두께는 일정 범위 내로 제한될 필요가 없으며, 각각이 서로 동일한 두께를 가질 필요도 없다. 즉, 다양한 실시예를 통해서 상기 CIS계 광흡수층(110)과 상기 CGS계 광흡수층(120)의 두께는 서로 종속되지 않으며 다양하게 실시될 수 있는데, 예를 들어, 상기 CIS계 광흡수층(110)의 두께가 500㎚이고, 상기 CGS계 광흡수층(120)의 두께가 500㎚일 수도 있으며, 상기 CIS계 광흡수층(110)의 두께가 900㎚이고, 상기 CGS계 광흡수층(120)의 두께가 100㎚이어도 무방하다.
상기 CIS계 광흡수층(110)의 두께는 1㎚~900㎛의 범위 내에서 제한 없이 선택 가능하며, 상기 CGS계 광흡수층(120)의 두께 역시 1㎚~900㎛의 범위 내에서 제 한없이 선택 가능하다.
그리고 이러한 각각의 두께 범위를 갖는 CIS계 광흡수층(110) 및 CGS계 광흡수층(120)으로 이루어진 본 실시예의 광흡수층(100)의 두께 역시 다양하게 실시 가능하다.
상기 이면전극(20) 상부에서 상기 CIS계 광흡수층(110)과 상기 CGS계 광흡수층(120)은 텐덤 방식으로 적층 형성되는데, 상기 CGS계 광흡수층(120)이 상기 CIS계 광흡수층(110)의 상부에 배치될 수 있도록 형성된다. 이러한 CIS계 광흡수층(110) 및 CGS계 광흡수층(120)의 형성 방법은 스퍼터링(Sputtering)이나 진공 증착(Vacuum Evaporation) 등의 물리기상증착법(PVD: Physical Vapor Deposition)이나, CIS계 화합물 및 CGS계 화합물을 입자로 만들어 비진공 코팅하는 방법(예: 용사(Spraying), 인쇄(Printing), 전착(Electrodeposition))이나 금속 유기물 화학 기상증착(MOCVD)와 같은 화학기상증착법(CVD)을 적용할 수 있는데, 이 외에도 기타 다른 박막 공정 기술을 이용해도 무방하다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 사상에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층(100)의 기능을 설명하면, 상부에 형성된 CGS계 광흡수층(120)은 대략 1.6eV의 에너지밴드갭을 가지며, 이의 하부에 형성된 CIS계 광흡수층(110)은 대략 1.1eV의 에너지밴드갭을 가진다.
태양전지 상으로 입사된 태양광은 폭 넓은 에너지 영역을 가지는데, 그 중 1.6eV이상의 태양광 에너지는 상부에 위치된 CGS계 광흡수층(120)에서 먼저 흡수된다.
그리고 하부에 위치된 상기 CIS계 광흡수층(110)에서는 에너지밴드갭 차이에 의해 상기 CGS계 광흡수층(120)에서 흡수되지 못하고 통과하게 된 1.6eV미만의 태양광 에너지 중 1.1eV 이상 1.6eV미만의 태양광 에너지를 재흡수하게 된다.
따라서, 본 발명의 사상에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층(100)은 도 1에서 살펴본 종래의 CIGS계 광흡수층(30)에 비해 보다 많은 에너지 영역대의 태양광 에너지가 흡수될 수 있으며, 결과적으로 박막형 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
이러한 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층(100)의 상부에는 버퍼층(40, Buffer Layer)이 적층 형성되는데, 일반적으로 광전도셀의 소재로 이용되는 황화카드뮴(CdS) 등이 CBD(Chemical Bath Deposition)법에 의해 증착되어 형성 가능하다.
그리고 상기 버퍼층(40)의 상부에는 윈도우층(50, Window Layer)이 적층 형성되는데, 이는 전면 투명 전극의 기능을 하는 것으로서, 산화아연(ZnO) 또는 알루미늄(Al), ITO 등이 이용될 수 있다.
이때, 상기 버퍼층(40) 또는 상기 윈도우층(50)은 상기에 언급된 소재 또는 방법을 제외하고도 다양한 소재 또는 주지의 박막 공정 기술을 통해 다양하게 실시될 수 있음은 자명하다.
다음으로 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 제조 방법의 바람직한 실시예를 설명하고자 한다.
먼저, 기판 상부면에 이면전극(Back Contact)을 형성시키고(S200), 상기 이면전극의 상부면에 구리(Cu), 인듐(In) 및 셀레늄(Se)을 적정 조성 제어하여 제조 된 CIS계 광흡수층을 적층 형성시킨다(S220). 그리고 이러한 CIS계 광흡수층의 상부면에 구리(Cu), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)을 적정 조성 제어하여 제조된 CGS계 광흡수층을 적층 형성시킨다(S240).
여기서, 상기 CIS계 광흡수층의 적층 형성 단계(S220)와 상기 CGS계 광흡수층의 적층 형성 단계(S240)에서는 물리기상증착법(PVD), 용사(Spraying)법, 인쇄(Printing)법, 전착(Electrodeposition)법, 화학기상증착법(CVD) 중 어떤 방법을 이용하여도 무방하다.
이와 같이, 텐덤(Tandem) 형태로 상기 CIS계 광흡수층 및 상기 CGS계 광흡수층이 형성된 후, 상기 CGS계 광흡수층의 상부면에는 버퍼층(Buffer Layer)이 적층 형성되며(S260), 이러한 버퍼층 상부면에는 다시 윈도우층(Window Layer)이 적층 형성된다(S280). 이로써, 본 발명에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지가 제조될 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 및 이의 제조 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다.
이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보 다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 CIGS계 박막형 태양전지의 구조를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CSG계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지의 일 실시예의 구조를 도시한 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예에서 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층이 각각 다른 에너지밴드갭을 가짐으로써, 박막형 태양전지의 광 효율이 증가되는 것을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 제조 방법의 일 실시예를 도시한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 기판(Substrate) 20: 이면전극(Back Contact)
40: 버퍼층(Buffer Layer) 50: 윈도우층(Window Layer)
100: 텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층
110: CIS계 광흡수층 120: CGS계 광흡수층
Claims (6)
- 이면전극(Back Contact), 광흡수층(Absorber Layer), 버퍼층(Buffer Layer) 및 윈도우층(Window Layer)이 기판 위에 순차로 적층 형성된 박막형 태양전지에 있어서,상기 광흡수층은,구리(Cu), 인듐(In) 및 셀레늄(Se)이 적정 조성되어 형성된 CIS계 광흡수층; 및상기 CIS계 광흡수층의 상부면 상에 텐덤(Tandem) 방식으로 적층 형성되며, 구리(Cu), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)이 적정 조성되어 형성된 CGS계 광흡수층;을 포함하는 것을 특징으로 하는,텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 CIS계 광흡수층은 CuInSe2계 화합물이며, 상기 CGS계 광흡수층은 CuGaSe2계 화합물인 것을 특징으로 하는,텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 CIS계 광흡수층의 두께는 1㎚~900㎛이고, 상기 CGS계 광흡수층의 두께는 1㎚~900㎛인 것을 특징으로 하는,텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,상기 CIS계 광흡수층은,상기 이면전극의 상부면 상에 적층 형성되는 것을 특징으로 하는,텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지.
- a) 기판 상부면에 이면전극(Back Contact)을 형성시키는 단계;b) 상기 이면전극의 상부면에 구리(Cu), 인듐(In) 및 셀레늄(Se)을 적정 조성 제어하여 CIS계 광흡수층을 적층 형성시키는 단계;c) 상기 CIS계 광흡수층의 상부면에 구리(Cu), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)을 적정 조성 제어하여 CGS계 광흡수층을 적층 형성시키는 단계;d) 상기 CGS계 광흡수층의 상부면에 버퍼층(Buffer Layer)을 적층 형성시키는 단계; 및e) 상기 버퍼층의 상부면에 윈도우층(Window Layer)을 적층 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 b) 단계 또는 상기 c)단계에서,물리기상증착법(PVD), 용사(Spraying)법, 인쇄(Printing)법, 전착(Electrodeposition)법, 화학기상증착법(CVD) 중 어느 하나의 방법에 의해 상기 CIS계 광흡수층 또는 상기 CGS계 광흡수층이 형성되는 것을 특징으로 하는,텐덤 방식의 CIS계 및 CGS계 광흡수층을 갖는 박막형 태양전지 제조 방법.
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