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a) p형 또는 n형 불순물이 도핑된 반도체 기판 상부에 반도체질화물 또는 반도체산화물의 매질층과 반도체층을 반복 적층하여 복합적층층을 제조하는 단계;
b) 상기 복합적층층을 상기 반도체 기판의 수직 방향으로 부분 에칭(etching)하여 상기 반도체 기판에 일 끝단이 고정되며 서로 이격되어 수직 배열된 양자점나노선 어레이를 제조하는 단계;
c) 상기 양자점나노선 어레이가 형성된 반도체 기판 상부에 상기 반도체 기판과 상보적 불순물이 도핑된 반도체를 증착하여, 적어도 상기 양자점나노선의 타 끝단과 상기 반도체 기판 사이의 빈 공간을 상보적 불순물이 도핑된 반도체로 채우는 단계; 및
d) 상기 반도체 기판 하부에 하부전극을 형성하고, 상기 하부전극과 대응되도록 상기 양자점나노선 어레이 및 상보적 불순물이 도핑된 반도체의 표면 상부 또는 상보적 불순물이 도핑된 반도체 표면 상부에 상부전극을 형성하는 단계;
를 포함하여 제조되는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조방법
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제 1항에 있어서,
상기 a) 단계의 상기 복합적층층은 PVD 또는 CVD를 이용한 증착공정에 의해 제조되며, 상기 복합적층층을 구성하는 상기 반도체층의 두께가 서로 다른 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조방법
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 복합적층층을 구성하는 상기 반도체층 및 상기 매질층은 서로 독립적으로 10 nm 이하의 두께인 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조방법
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제 1항에 있어서,
상기 b) 단계는
b1-1) 상기 복합적층층 상부로 Ag, Au 또는 전이금속인 촉매 금속을 망형(mesh)으로 증착하는 단계; 및
b1-2) 불산 및 과산화수소를 함유하는 혼합 수용액을 이용하여 습식 에칭을 하는 단계;
를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조방법
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제 1항에 있어서,
상기 b) 단계는
b2-1) 상기 복합적층층 상부로 원형의 금속 나노점 어레이를 형성하는 단계; 및
b2-2) 상기 금속 나노점을 마스크로 하여 이온빔 식각(RIE)하는 단계;
를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조방법
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제 4항 또는 제 5항에 있어서,
상기 b) 단계의 에칭에 의해 매질 내에 반도체 양자점이 함입된 양자점나노선이 제조되며, 상기 반도체 양자점의 크기는 상기 복합적층층을 구성하는 반도체층 각각의 두께에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조방법
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제 6항에 있어서,
상기 매질의 종류, 상기 양자점나노선을 구성하는 상기 반도체 양자점의 크기 또는 이들의 조합에 의해 광흡수 파장이 제어되는 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조방법
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제 3항에 있어서,
상기 c) 단계는 CVD 또는 PVD를 이용한 증착인 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조방법
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제 1항, 제 2항, 제 4항 또는 제 5항의 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판은 p형 또는 n형 실리콘 기판이며, 상기 상보적 불순물이 도핑된 반도체는 n형 또는 p형 실리콘이며, 상기 매질은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물이며, 상기 복합적층층의 반도체는 실리콘인 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자의 제조 방법
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하부전극;
상기 하부전극 상에 형성된 n형 또는 p형 불순물이 도핑된 제1반도체층;
상기 제1반도체층 상에 형성되고, 상기 제1반도체층과 상보적 불순물이 도핑된 제2반도체층;
상기 제2반도체층 상에 형성된 상부전극; 및
상기 제2반도체층 내에, 서로 이격되어 수직 배열된 양자점나노선 어레이;를 포함하여 구성되며,
상기 양자점나노선은 일 끝단이 상기 제1반도체층와 접촉되고, 매질과 상기 매질에 둘러싸인 하나 이상의 반도체 양자점으로 이루어진 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자
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제 10항에 있어서,
상기 매질은 반도체질화물, 반도체산화물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자
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12
제 10항에 있어서,
상기 양자점나노선은 둘 이상의 상기 반도체 양자점이 상기 양자점나노선의 길이 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자
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제12항에 있어서,
상기 양자점나노선은 서로 다른 크기의 상기 반도체 양자점으로 구성된 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자
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14
제10항, 제 12항 또는 제 13항의 어느 한 항에 있어서,
상기 양자점나노선 내 반도체 양자점의 지름이 10 nm 이하인 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자
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15
제10항, 제 11항, 제 12항 또는 제 13항의 어느 한 항에 있어서,
상기 매질의 종류, 상기 반도체 양자점의 크기 또는 이들의 조합에 의해 광흡수 파장이 제어되는 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자
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16
제 15항에 있어서,
상기 제1반도체층은 실리콘층이며, 상기 제2반도체층은 n형 실리콘층이며, 상기 매질은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 이들의 혼합물이며, 상기 반도체 양자점은 실리콘 양자점인 것을 특징으로 하는 양자점나노선 어레이 태양광 소자
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