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박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법 및 이를 이용한 박막 태양전지

  • 기술번호 : KST2015153713
  • 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 것으로서 특히, Ib족원소, VIa족원소 및 Va족 원소를 포함하는 광흡수층을 갖는 박막의 제조방법 및 이를 이용한 박막 태양전지에 관한 것이다. 본 발명은 태양전지 투명전극의 제조방법에 있어서, 기판(100)과, 상기 기판 위에 형성되는 후면전극층(200)과, 상기 후면전극층(200) 위에 형성되는 광흡수층(300)과, 상기 광흡수층 위에 형성되는 버퍼층(400)과, 상기 버퍼층(400)위에 형성되는 투명전극층(500)을 포함하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법에 있어서, Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자 제조단계(s100); 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자에 용매와 바인더 및 Va족원소를 포함하는 용액전구체를 첨가하여 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 제조하는 단계(s200): 상기 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리의 분산 및 믹싱단계(s300); 상기 후면전극층(200)위에 상기 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 코팅하는 단계(s400); 상기 코팅된 나노입자 슬러리를 VIa족 원소를 공급하면서 열처리하는 단계(s500); 를 포함하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법을 제공한다.
Int. CL H01L 31/054 (2014.01) H01L 31/18 (2006.01) H01L 31/0749 (2012.01)
CPC
출원번호/일자 1020140044484 (2014.04.14)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-1503043-0000 (2015.03.10)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20150325) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.04.14)
심사청구항수 23

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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

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 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2014.04.14 수리 (Accepted) 1-1-2014-0355385-64
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2015.01.15 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2015.03.03 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2015-0012258-23
4 등록결정서
Decision to grant		 2015.03.06 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0158481-10
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.10 수리 (Accepted) 4-1-2015-0013224-83
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
10 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
기판(100)과, 상기 기판 위에 형성되는 후면전극층(200)과, 상기 후면전극층(200) 위에 형성되는 광흡수층(300)과, 상기 광흡수층 위에 형성되는 버퍼층(400)과, 상기 버퍼층(400)위에 형성되는 투명전극층(500)을 포함하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법에 있어서,ⅰ) Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자 제조단계(s100);ii) 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자에 용매와 바인더 및 Va족원소를 포함하는 용액전구체를 첨가하여 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 제조하는 단계(s200);iii) 상기 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리의 분산 및 믹싱단계(s300);iv) 상기 후면전극층(200)위에 상기 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 코팅하는 단계(s400);v) 상기 코팅된 나노입자 슬러리를 VIa족 원소를 공급하면서 열처리하는 단계(s500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
2 2
제 1항에 있어서, 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자 제조단계(s100)의 Ib족원소는 구리(Cu)또는 은(Ag)이고, 상기 VIa족원소는 황(S), 셀레늄(Se), 텔레늄(Te) 중 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
3 3
제 1항에 있어서, 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자 제조단계(s100)에서, 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자는 저온콜로이달 방법, 솔벤트서말(solvethermal) 방법, 마이크로웨이브법, 초음파 합성법 중 선택되는 하나 이상의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
4 4
제 1항에 있어서, 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자에 용매와 바인더 및 Va족원소를 포함하는 용액전구체를 첨가하여 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 제조하는 단계(s200)에서, 상기 용매는 에탄올, 메톡시에탄올, 에탄올, 메탄올, 펜탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
5 5
제 1항에 있어서, 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자에 용매와 바인더 및 Va족원소 포함하는 용액전구체를 첨가하여 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 제조하는 단계(s200)에서, 상기 Va족원소는 안티몬(Sb), 인(P), 비소(As) 중 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
6 6
제 1항에 있어서, 상기 용액전구체가 안티몬(Sb)을 포함하는 경우, 상기 안티몬(Sb)은 안티모니아세테이트(antimony acetate), 안티모니클로라이드(antimony chloride) 또는 이들의 혼합물 중 선택되는 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
7 7
제 5항에 있어서, 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자에 용매와 바인더 및 Va족원소 포함하는 용액전구체를 첨가하여 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 제조하는 단계(s200)에서,상기 바인더는 킬레이트제(chelating agent)인 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
8 8
제 7항에 있어서, 상기 킬레이트제(chelating agent)는 모노에탄올아민(MEA; monoethanolamine), 디에탄올아민(DEA; diethanolamine), 트리에탄올아민(TEA; triethanolamine), 에틸렌디아민(Ethylenediamine), EDTA, NTA, HEDTA, GEDTA, TTHA, HIDA 및 DHEG로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
9 9
제 1항에 있어서, 상기 Ib족원소-VIa족원소 이성분계 나노입자에 용매와 바인더 및 Va족원소 포함하는 용액전구체를 첨가하여 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 제조하는 단계(s200)에서,Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 : 용매 : 용액전구체 및 바인더의 혼합비율은 중량비로 나노입자 1 : 용매 2∼6 : 용액전구체 및 바인더 1∼2 인 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
10 10
제 1항에 있어서,상기 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리의 분산 및 믹싱단계(s300)는 초음파를 30-120분간 조사하는 초음파 믹싱법을 적용하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
11 11
제 1항에 있어서, 상기 후면전극층(200)위에 상기 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 코팅하는 단계(s400)는 비진공상태에서 코팅이 이루어지는 비진공코팅인 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
12 12
제 11항에 있어서, 상기 비진공코팅은 닥터블레이드코팅, 스핀코팅, 스프레이 코팅, 초음파 스프레이법, 스크린인쇄법, 잉크？？ 프린팅법, 딥코팅법(dip coatings) 중 선택되는 하나 이상을 적용하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
13 13
제 12항에 있어서, 상기 닥터블레이드코팅은, 기판과 블레이드 높이를 20-150㎛로 설정하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
14 14
제 1항에 있어서, 상기 후면전극층(200)위에 상기 Ib족원소-VIa족원소의 이성분계 나노입자 슬러리를 코팅하는 단계(s400)는 코팅 후 건조단계(s410)을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
15 15
제 1항에 있어서, 상기 상기 코팅된 나노입자 슬러리를 VIa족 원소를 공급하면서 열처리하는 단계(s500)에서 상기 VIa족 원소는 황(S) 또는 셀레늄(Se)인 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법
16 16
박막 태양전지에 설치되며, Ib족원소, VIa족원소 및 Va족 원소를 포함하는 광흡수층에 있어서, 상기 광흡수층은 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 것임을 특징으로 하는 박막 태양전지의 광흡수층
17 17
기판(100)과, 상기 기판 위에 형성되는 후면전극층(200)과, 상기 후면전극층(200) 위에 형성되는 광흡수층(300)과, 상기 광흡수층 위에 형성되는 버퍼층(400)과, 상기 버퍼층(400)위에 형성되는 투명전극층(500)을 포함하는 박막 태양전지의 제조방법에 있어서,(i) 기판(100)을 준비하는 단계(s1000);(ii) 기판 위에 후면전극층(200)을 형성하는 단계(s2000);(iii) 후면전극층(200) 위에 광흡수층(300)을 형성하는 단계(s3000);(iv) 광흡수층(300) 위에 버퍼층(400)을 형성하는 단계(s4000);(v) 버퍼층(400) 위에 산화아연, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화인듐, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화주석, 산화철, 이산화주석, 인듐주석산화물 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 투명전극층(500)을 형성하는 단계(s5000);를 포함하며,상기 후면전극층(200) 위에 광흡수층(300)을 형성하는 단계(s3000)는,제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항의 박막 태양전지의 광흡수층의 제조방법에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
18 18
제 17항에 있어서,상기 기판 위에 후면전극층(200)을 형성하는 단계(s2000)에서, 상기 후면전극층(200)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
19 19
제 17항에 있어서,상기 광흡수층(300) 위에 버퍼층(400)을 형성시키는 단계(s4000)에서, 상기 버퍼층(400)은 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 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
20 20
제 17항에 있어서,상기 광흡수층(300) 위에 버퍼층(400)을 형성시키는 단계(s4000)에서, 상기 버퍼층(400)은 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 선택되는 적어도 어느 하나의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
21 21
제 17항에 있어서, 상기 버퍼층(400)위에 투명전극층(500)을 형성시키는 단계(s5000)에서, 상기 투명전극층(500)은 산화아연(ZnO), ITO(Indium Tin Oxide), 백금, 금, 산화아연, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화납, 산화구리, 산화티탄, 산화주석, 산화철, 이산화주석 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 재질로 구성되는 박막인 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
22 22
제 17항에 있어서,상기 버퍼층(400)위에 투명전극층(500)을 형성시키는 단계(s5000)에서, 상기 투명전극층(500)은 버퍼층(400) 위에 RF 마그네트론 스퍼터링, DC 마그네트론 스퍼터링, MF 마그네트론 스퍼터링, 열증발법, 전자빔증발법, 열분무법 중 하나의 방법을 선택하여 증착되는 것을 특징으로 하는 박막 태양전지의 제조방법
23 23
기판(100)과, 상기 기판 위에 형성되는 후면전극층(200)과, 상기 후면전극층(200) 위에 형성되는 광흡수층(300)과, 상기 광흡수층 위에 형성되는 버퍼층(400)과, 상기 버퍼층(400)위에 형성되는 투명전극층(500)을 포함하는 박막 태양전지에 있어서, 상기 광흡수층은 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 것임을 특징으로 하는 박막 태양전지
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 한국에너지기술연구원 신기술융합형성장동력사업 화학적 방식에 의한 고효율 저가 CIGS 박막 태양전지 소재 개발