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후면 버퍼층을 갖는 태양전지 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2015153502
  • 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 박막 태양전지에 관한 것으로, 종래 광흡수층 상부에 버퍼층, 투명전극, 그리드 전극을 형성하여 제조하던 것을 광흡수층 상부에는 버퍼층, 투명전극을 형성하지 않고, 버퍼층, 투명전극, 그리드 전극을 CIGS 하부면에 형성함으로써 태양광이 장애물 없이 직접 광흡수층으로 입사하도록 하고, 또한 제 1 전극과 버퍼층을 톱니구조로 서로 맞물리는 형상으로 패터닝하여 빛에너지를 흡수하여 발생하게 되는 전자-정공이 전극 또는 버퍼층으로 이동하게 되는 거리를 단축할 수 있게 하는 태양전지에 관한 것이다.
Int. CL H01L 31/042 (2014.01) H01L 31/18 (2006.01) H01L 31/0224 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020130026377 (2013.03.12)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-1405113-0000 (2014.06.02)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20140611) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.03.12)
심사청구항수 16

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 어영주 대한민국 대전 유성구
2 조아라 대한민국 서울 관악구
3 조준식 대한민국 대전 유성구
4 박주형 대한민국 대전 유성구
5 윤경훈 대한민국 대전 유성구
6 안세진 대한민국 대전 유성구
7 곽지혜 대한민국 대전 서구
8 윤재호 대한민국 대전 중구
9 신기식 대한민국 대전 유성구
10 안승규 대한민국 대전 유성구
11 유진수 대한민국 서울 노원구
12 박상현 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		 2013.03.12 수리 (Accepted) 1-1-2013-0215451-06
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.01.07 수리 (Accepted) 4-1-2014-5003356-15
3 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2014.03.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0222863-48
4 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.05.21 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-0479874-53
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2014.05.21 수리 (Accepted) 1-1-2014-0479873-18
6 등록결정서
Decision to grant		 2014.05.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2014-0375591-78
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.10 수리 (Accepted) 4-1-2015-0013224-83
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
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		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
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번호 청구항
1 1
태양전지에 있어서,기판;상기 기판 위에 특정 영역에 형성되는 제 1 전극;상기 기판 위에서 상기 제 1 전극과 소정의 간격을 두고 분리되어 배치되는 버퍼층;상기 제 1 전극 상부, 버퍼층 상부 및 상기 제 1 전극과 버퍼층 사이의 기판 상부에 형성되는 광흡수층;을 포함하여 구성되고,상기 제 1 전극과 상기 버퍼층은 상기 광흡수층 물질에 의해 서로 전기적으로 분리되어 있고,광흡수층 하부에 버퍼층을 위치시켜 광흡수층의 광의 입사량을 증가시키며,상기 제 1 전극은 상기 버퍼층과 서로 마주보고 있는 일면은 제 1 전극 돌출부와 제 1 전극 함몰부 및 상기 제 1 전극 돌출부와 제 1 전극 함몰부를 전기적으로 접속하는 접속부로 구성된 톱니모양 패턴을 갖고,상기 제 1 전극 돌출부는 상기 버퍼층의 함몰부로 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되고, 상기 버퍼층의 돌출부가 상기 제 1 전극 함몰부로 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되며,상기 제 1 전극은 니켈, 구리, 몰리브덴 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지
2 2
삭제
3 3
삭제
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, 니켈 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지
6 6
제 1항에 있어서,상기 태양전지는 상기 광흡수층 상부에 반사방지층을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지
7 7
제 6항에 있어서,상기 반사방지층은 상기 광흡수층 위에 형성되고 Al2O3를 포함하여 구성되는 제 1 반사방지층;상기 제 1 반사방지층 위에 형성되고 MgF2를 포함하여 구성되는 제 2 반사방지층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지
8 8
제 1항에 있어서,상기 기판과 상기 버퍼층 사이에 제 2 전극을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지
9 9
제 8항에 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 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 태양전지
11 11
태양전지의 제조방법에 있어서,(i) 기판을 준비하는 단계;(ii) 상기 기판 위에 제 1 전극을 형성하는 단계;(iii) 상기 제 1 전극을 패터닝하여 상기 기판의 특정 부위에 형성된 제 1 전극을 제거하는 단계;(iv) 상기 제 1 전극 및 상기 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계;(v) 상기 버퍼층이 상기 제 1 전극과 소정의 간격을 두고 배치될 수 있도록 상기 버퍼층을 패터닝하는 단계;(vi) 상기 제 1 전극, 버퍼층 및 상기 제 1 전극과 버퍼층 사이의 기판 위에 광흡수층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 (iii) 및 (v) 단계의 제 1 전극 및 상기 버퍼층의 패터닝은상기 제 1 전극은 상기 버퍼층과 서로 마주보고 있는 일면은 제 1 전극 돌출부와 제 1 전극 함몰부 및 상기 제 1 전극 돌출부와 제 1 전극 함몰부를 전기적으로 접속하는 접속부로 구성된 톱니모양 패턴을 갖고,상기 제 1 전극 돌출부는 상기 버퍼층의 함몰부로 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되고, 상기 버퍼층의 돌출부가 상기 제 1 전극 함몰부로 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되도록 패터닝하며,상기 제 1 전극은 몰리브덴, 니켈, 구리 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고, 스퍼터링법(Sputtering), 열증착법(Thermal evaporation), 전자선증착법(E-beam evaporation), 전착법(Electrodeposition) 중 어느 하나의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법
12 12
태양전지의 제조방법에 있어서,(i) 기판을 준비하는 단계;(ii) 상기 기판 위에 제 1 전극을 형성하는 단계;(iii) 상기 제 1 전극을 패터닝하여 상기 기판의 특정 부위에 형성된 제 1 전극을 제거하는 단계;(iv) 상기 제 1 전극 및 상기 기판 위에 제 2 전극을 형성하는 단계;(v) 상기 제 2 전극이 상기 제 1 전극과 소정의 간격을 두고 배치될 수 있도록 상기 제 2 전극을 패터닝하는 단계;(vi) 상기 제 1 전극, 제 2 전극 및 상기 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계;(vii) 상기 버퍼층이 상기 제 1 전극과 소정의 간격을 두고 배치될 수 있도록 상기 버퍼층을 패터닝하는 단계;(viii) 상기 제 1 전극, 버퍼층 및 상기 제 1 전극과 버퍼층 사이의 기판 위에 광흡수층을 형성하는 단계;를 포함하며,상기 (iii), (vii) 단계에서 상기 제 1 전극 및 상기 버퍼층의 패터닝은상기 제 1 전극은 상기 버퍼층과 서로 마주보고 있는 일면은 제 1 전극 돌출부와 제 1 전극 함몰부 및 상기 제 1 전극 돌출부와 제 1 전극 함몰부를 전기적으로 접속하는 접속부로 구성된 톱니모양 패턴을 갖고,상기 제 1 전극 돌출부는 상기 버퍼층의 함몰부로 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되고, 상기 버퍼층의 돌출부가 상기 제 1 전극 함몰부로 삽입되어 일정 공간 이격되어 배치되도록 패터닝하며,상기 제 1 전극은 몰리브덴, 니켈, 구리 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고, 스퍼터링법(Sputtering), 열증착법(Thermal evaporation), 전자선증착법(E-beam evaporation), 전착법(Electrodeposition) 중 어느 하나의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법
13 13
삭제
14 14
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 태양전지의 제조방법
15 15
삭제
16 16
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 제 1전극, 버퍼층, 또는 제 2전극의 패터닝은 레이저 스크라이빙(laser scribing) 공정을 사용하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법
17 17
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 태양전지의 제조방법
18 18
제 11항 또는 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 (vi) 단계의 광흡수층을 형성하는 단계 이후에 상기 광흡수층 상부에 반사방지막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법
19 19
제 18항에 있어서,상기 반사방지막을 형성하는 단계는,(a) 상기 광흡수층 위에 Al(CH3)3과 O3를 반응 가스로 이용하여 ALD(Atomic Layer Deposition)법으로 Al2O3를 제 1 반사방지층으로 성막하는 단계;(b) 상기 제 1 반사방지층 위에 MgF2 Pellet을 이용하여 Thermal Evaporator법으로 성막하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법
20 20
제 12항에 있어서,상기 제 2 전극은 산화아연, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화인듐, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화주석, 산화철, 이산화주석, 인듐주석산화물 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되고,RF 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법, 증발증착법 (Evaporation), 전자선증착법 (E-beam evaporation), 유기금속화학증착법(MOCVD), 원자층성장법(Atomic Layer Epitaxy), 원자층증착법(Atomic Layer Deposition), 분자선성장법(MBE), 전착법(Electrodeposition) 중에서 어느 하나의 방법을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법
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1 지식경제부 한국에너지기술연구원 한국에너지기술연구원 주요사업 비진공 Roll to Roll 공정 기반 CIGS 박막 모듈 개발