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후면 버퍼층을 갖는 플렉서블 태양전지

  • 기술번호 : KST2015153437
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 후면 버퍼층을 가짐으로써 태양광이 버퍼층 및 전면전극, 그리드 전극을 거치지 않고 광흡수층에 손실없이 도달할 수 있어 광전변환효율을 높일 수 있고, 제 1전극과 버퍼층을 톱니형상으로 맞물리게 제조함으로써 광흡수층에서 발생하는 전자-정공이 버퍼층 또는 전극으로의 이동거리를 단축시키는 것이 가능하고, 유연한 기판을 갖는 플렉서블 태양전지에 관한 것이다.
Int. CL H01L 31/18 (2006.01) H01L 31/04 (2014.01) H01L 31/0224 (2006.01) H01L 31/06 (2006.01)
CPC H01L 31/1896(2013.01) H01L 31/1896(2013.01)
출원번호/일자 1020130044050 (2013.04.22)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-1394181-0000 (2014.05.07)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20140515) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.04.22)
심사청구항수 21

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조준식 대한민국 대전 유성구
2 어영주 대한민국 대전 유성구
3 박주형 대한민국 대전 유성구
4 곽지혜 대한민국 대전 서구
5 윤재호 대한민국 대전 중구
6 조아라 대한민국 서울 관악구
7 신기식 대한민국 대전 유성구
8 안승규 대한민국 대전 유성구
9 윤경훈 대한민국 대전 유성구
10 유진수 대한민국 서울 노원구
11 박상현 대한민국 대전 유성구
12 안세진 대한민국 대전 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 한상수 대한민국 서울시 서초구 효령로**길 ** *층 (브릿지웰빌딩)(에이치앤피국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2013.04.22 수리 (Accepted) 1-1-2013-0349459-13
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.07 수리 (Accepted) 4-1-2014-5003356-15
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2014.03.07 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2014.04.08 수리 (Accepted) 9-1-2014-0028116-72
5 등록결정서
Decision to grant		 2014.04.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0300952-11
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.10 수리 (Accepted) 4-1-2015-0013224-83
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
태양전지에 있어서,반사방지층;상기 반사방지층 위에 형성된 광흡수층;상기 광흡수층 위에 특정 영역에 형성되는 제 1 전극;상기 광흡수층 위에 상기 제 1 전극과 소정의 간격을 두고 분리되어 배치되는 버퍼층;상기 제 1 전극 상부, 버퍼층 상부 및 상기 제 1 전극과 버퍼층 사이의 광흡수층 상부에 형성되는 유연한 기판;을 포함하여 구성되고,상기 제 1 전극과 상기 버퍼층은 상기 유연한 기판에 의해 서로 전기적으로 분리되어 있고,태양광이 버퍼층을 통과하지 않고 광흡수층으로 입사함으로써 광흡수층의 광 입사량을 증가시킬수 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지
2 2
제 1항에 있어서,상기 제 1 전극은 상기 버퍼층과 대향하는 일면에 제 1 전극 돌출부 및 제 1 전극 함몰부, 상기 제 1 전극 돌출부 및 제 1 전극 함몰부를 전기적으로 접속하는 제 1 전극 접속부를 포함하여 구성되는 톱니모양 패턴을 갖고,상기 제 1 전극 돌출부는 상기 버퍼층의 함몰부로 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되고,상기 제 1 전극 함몰부에 상기 버퍼층의 돌출부가 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지
3 3
제 1항에 있어서,상기 제 1 전극은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬, 니켈 및 구리 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지
4 4
제 1항에 있어서,상기 버퍼층은 CdS, CdZnS, ZnS, Zn(S,O), Zn(OH,S), ZnS(O,OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, Zn(Se,OH), ZnSnO, ZnO, InSe, InOH, In(OH,S), In(OOH,S), In(S,O) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지
5 5
제 1항에 있어서,상기 태양전지는 상기 버퍼층에 접촉을 이루는 그리드 전극을 더 포함하여 구성되고,상기 그리드 전극은 알루미늄, 은, 니켈 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지
6 6
제 1항에 있어서,상기 플렉서블 태양전지는 상기 유연한 기판과 상기 버퍼층 사이에 제 2 전극을 더 포함하여 구성되고,상기 제 2 전극은 상기 버퍼층의 상부면에 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지
7 7
제 6항에 있어서,상기 제 2 전극은 산화아연, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화인듐, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화주석, 산화철, 이산화주석, 인듐주석산화물 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지
8 8
제 6항에 있어서,상기 제 2 전극은 상기 버퍼층의 패턴과 상응하는 패턴으로 버퍼층 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지
9 9
제 1항에 있어서,상기 반사방지층은 MgF2를 포함하여 구성되는 제 1 반사방지층;상기 제 1 반사방지층 위에 형성되고 상기 광흡수층과 접하게 되고, Al2O3를 포함하여 구성되는 제 2 반사방지층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지
10 10
제 1항에 있어서,상기 광흡수층은 Cu-In-Se, Cu-In-S, Cu-Ga-S, Cu-Ga-Se, Cu-In-Ga-Se, Cu-In-Ga-Se-(S,Se), Cu-In-Al-Ga-(S,Se) 및 Cu-In-Al-Ga-Se-S을 포함하는 CIS/CIGS계 화합물군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지
11 11
태양전지의 제조방법에 있어서,(i) 모체 기판을 준비하는 단계;(ii) 상기 모체 기판 위에 분리층을 형성하는 단계;(iii) 상기 분리층 위에 반사방지층을 형성하는 단계;(iv) 상기 반사방지층 위에 광흡수층을 형성하는 단계;(v) 상기 광흡수층 위에 제 1 전극을 형성하는 단계;(vi) 상기 제 1 전극을 패터닝하여 상기 광흡수층 위의 특정 부위에 형성된 제 1 전극을 제거하는 단계;(vii) 상기 제 1 전극 및 상기 광흡수층 위에 버퍼층을 형성하는 단계;(viii) 상기 버퍼층이 상기 제 1 전극과 소정의 간격을 두고 배치될 수 있도록 상기 버퍼층을 패터닝하는 단계;(ix) 상기 제 1 전극, 버퍼층 및 상기 제 1 전극과 버퍼층 사이의 광흡수층 위에 유연한 기판을 형성하는 단계;(x) 모체 기판 아래에서 상기 분리층에 레이저를 조사하여 상기 모체 기판을 분리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
12 12
태양전지의 제조방법에 있어서,(i) 모체 기판을 준비하는 단계;(ii) 상기 모체 기판 위에 분리층을 형성하는 단계;(iii) 상기 분리층 위에 반사방지층을 형성하는 단계;(iv) 상기 반사방지층 위에 광흡수층을 형성하는 단계;(v) 상기 광흡수층 위에 제 1 전극을 형성하는 단계;(vi) 상기 제 1 전극을 패터닝하여 상기 광흡수층 위의 특정 부위에 형성된 제 1 전극을 제거하는 단계;(vii) 상기 제 1 전극 및 상기 광흡수층 위에 버퍼층을 형성하는 단계;(viii) 상기 버퍼층이 상기 제 1 전극과 소정의 간격을 두고 배치될 수 있도록 상기 버퍼층을 패터닝하는 단계;(ix) 상기 제 1 전극, 버퍼층 및 상기 제 1 전극과 버퍼층 사이의 광흡수층 위에 제 2 전극을 형성하는 단계;(x) 상기 제 2 전극이 상기 제 1 전극과 소정의 간격을 두고 배치하고, 상기 버퍼층의 상부면에 형성되도록 패터닝하는 단계;(xi) 상기 제 1 전극의 상부, 상기 제 2 전극의 상부 및 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 광흡수층 위에 유연한 기판을 형성하는 단계;(xii) 모체 기판 아래에서 상기 분리층에 레이저를 조사하여 상기 모체 기판을 분리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
13 13
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 제 1 전극, 버퍼층, 또는 제 2 전극의 패터닝은 레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정을 사용하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
14 14
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 제 1 전극은 상기 버퍼층과 대향하는 일면에 제 1 전극 돌출부 및 제 1 전극 함몰부, 상기 제 1 전극 돌출부 및 제 1 전극 함몰부를 전기적으로 접속하는 제 1 전극 접속부를 포함하여 구성되는 톱니모양 패턴을 갖고,상기 제 1 전극 돌출부는 상기 버퍼층의 함몰부로 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되고,상기 제 1 전극 함몰부에 상기 버퍼층의 돌출부가 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되도록 패터닝하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
15 15
제 12항에 있어서,상기 제 2 전극은 상기 버퍼층의 패턴과 상응하는 패턴으로 버퍼층 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
16 16
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 모체 기판은 유리기판 또는 석영기판 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
17 17
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 분리층은 아몰포스 실리콘(a-Si), 수소가 함유된 아몰포스 실리콘(a-Si:H),수소가 함유된 아몰포스 실리콘질화물 (a-SiNx:H), 수소가 함유된 아몰포스 실리콘산화물 (a-SiOx:H) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고, 화학기상증착법, 스퍼터링, 이온플레이팅, 스핀코팅, 스프레이코팅, 전사법, 아크제트법(이크제트법), 분말제트법 중에서 적어도 어느 하나의 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
18 18
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 제 1 전극은 몰리브덴, 텡스텐, 크롬, 니켈, 구리 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고,스퍼터링법(Sputtering), 열증착법(Thermal evaporation), 전자선증착법(E-beam evaporation), 원자층 증착법 (Atomic layer deposition), 전착법(Electrodeposition), 화학기상증착법 (Chemical vapor deposition), 프린팅 (Printing) 중 어느 하나의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
19 19
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 버퍼층은 CdS, CdZnS, ZnS, Zn(S,O), Zn(OH,S), ZnS(O,OH), ZnSe, ZnInS, ZnInSe, ZnMgO, Zn(Se,OH), ZnSnO, ZnO, InSe, InOH, In(OH,S), In(OOH,S), In(S,O) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고,용액성장법(CBD), 전착법(Electrodeposition), 동시증착법(Coevaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 원자층성장법(Atomic Layer Epitaxy), 원자층증착법(Atomic Layer Deposition), 화학기상증착법(CVD), 유기금속화학기상증착법(MOCVD), 분자선성장법(MBE), 분무열분해법(Spray pyrolysis), ILGAR(Ion Layer Gas Reaction), 레이저증착법(Pulsed Laser Deposition)중에서 적어도 어느 하나의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
20 20
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 광흡수층은 Cu-In-Se, Cu-In-S, Cu-Ga-S, Cu-Ga-Se, Cu-In-Ga-Se, Cu-In-Ga-Se-(S,Se), Cu-In-Al-Ga-(S,Se) 및 Cu-In-Al-Ga-Se-S을 포함하는 CIS/CIGS계 화합물군에서 선택된 어느 하나이고,동시증착법(Coevaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 전착법(Electrodeposition), 유기금속화학기상증착법(MOCVD), 분자선성장법(MBE), 전착법(Electrodeposition), 스크린프린팅법(Screen printing), 입자증착법(Particle deposition) 중에서 어느 하나의 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
21 21
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 (iii) 단계의 반사방지층을 형성하는 단계는(a) 상기 분리층 위에 MgF2 Pellet을 이용하여 Thermal Evaporator법으로 제 1 반사방지층을 성막하는 단계;(b) 상기 제 1 반사방지층 위에 Al(CH3)3과 O3를 반응 가스로 이용하여 ALD(Atomic Layer Deposition)법으로 Al2O3를 제 2 반사방지층으로 성막하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 태양전지의 제조방법
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1 지식경제부 한국에너지기술연구원 한국에너지기술연구원 주요사업 플렉서블 박막 태양전지 고효율화 기술개발