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경사조성형 칼코제나이드 박막 및 그 제조방법(Compositionally graded CZTSSe thin film and its preparation method)

  • 기술번호 : KST2016015358
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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 전기화학적 증착법과 뒤따르는 열처리 공정을 이용하여 약 10%의 고효율을 보이는 Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)박막 태양전지를 제작하였다. 단일(one-pot) 전기화학적 증착법을 이용하여 몰리브데넘(Mo)이 증착된 소다라임글래스(Soda lime glass)위에 구리-아연-주석(Cu-Zn-Sn) 합금 형성하였고, 이 금속합금박막을 황(S), 셀레늄(Se), 아르곤(Ar)이 혼합된 분위기에서 열처리를 하여 밴드갭 1.13 eV의 CZTSSe 박막을 형성하였다. X-선 회절분석과 전자 분광법을 통해 높은 결정성을 가진 약 2.5um 두께의 박막이 성공적으로 형성된 것을 확인하였고, 원소 뎁스 프로파일링(depth-profiling)에서 CZTSSe 박막의 수직방향으로 조성/밴드갭 경사가 존재하는 것을 확인하였다. 밴드갭에너지의 조절, 밴드갭 경사의 형성과 같은 밴드갭 엔지니어링의 결과, 최적의 CZTSSe 박막 태양전지는 9.9%의 광전환효율을 보여주었다. 이것은 지금까지 보고된 전기화학적증착법을 이용한 CZTSSe 박막 태양전지 중 가장 높은 효율이다.
Int. CL H01L 31/0236 (2006.01) H01L 31/0256 (2006.01) H01L 31/0392 (2006.01)
CPC H01L 31/0326(2013.01) H01L 31/0326(2013.01) H01L 31/0326(2013.01) H01L 31/0326(2013.01)
출원번호/일자 1020150020601 (2015.02.11)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2016-0098695 (2016.08.19) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2015.02.11)
심사청구항수 14

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김진영 대한민국 서울특별시 성북구
2 이도권 대한민국 서울특별시 성북구
3 김홍곤 대한민국 서울특별시 성북구
4 전종옥 대한민국 서울특별시 성북구
5 서세원 대한민국 서울특별시 성북구
6 손해정 대한민국 서울특별시 성북구
7 고민재 대한민국 서울특별시 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인충현 대한민국 서울특별시 서초구 동산로 **, *층(양재동, 베델회관)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2015.02.11 수리 (Accepted) 1-1-2015-0143086-91
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2015.09.11 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2015.10.08 수리 (Accepted) 9-1-2015-0064172-97
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2015.11.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0791682-16
5 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)
2016.01.15 수리 (Accepted) 1-1-2016-0045886-68
6 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)
2016.02.15 무효 (Invalidation) 1-1-2016-0144991-09
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2016.02.15 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0147122-75
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2016.02.15 수리 (Accepted) 1-1-2016-0147107-90
9 보정요구서
Request for Amendment
2016.02.22 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2016-0027026-02
10 무효처분통지서
Notice for Disposition of Invalidation
2016.03.24 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2016-0044640-69
11 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2016.07.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2016-0538149-14
12 [지정기간연장]기간연장(단축, 경과구제)신청서
[Designated Period Extension] Application of Period Extension(Reduction, Progress relief)
2016.09.23 수리 (Accepted) 1-1-2016-0922169-22
13 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2016.10.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2016-0972032-93
14 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2016.10.07 수리 (Accepted) 1-1-2016-0972025-73
15 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2017.02.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0123699-15
16 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2017.02.21 수리 (Accepted) 1-1-2017-0178643-01
17 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2017.02.21 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-0178658-85
18 등록결정서
Decision to grant
2017.04.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0299460-48
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번호 청구항
1 1
태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막으로서,(Ss - Sv)는 양수이고, (Ses - Sev)는 음수이며,상기 Ss와 Sv는 각각 표면과 조성 구배 분기점에서 황의 조성 값(원자 %)이고,상기 Ses와 Sev는 각각 표면과 조성 구배 분기점에서 셀레늄의 조성 값(원자 %)인 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막
2 2
제1항에 있어서, 조성 구배 분기점보다 표면에서 S/(S+Se)의 값이 더 크고,상기 S와 Se는 각각 황과 셀레늄의 원소 조성 값(원자 %)인 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막
3 3
제1항에 있어서, 상기 조성 구배 분기점에서 상기 표면까지 S/(S+Se) 값이 증가 추세에 있고,상기 S와 Se는 각각 황과 셀레늄의 원소 조성 값(원자 %)인 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막
4 4
제1항에 있어서, 표면에서의 S/(S+Se) 값은 0
5 5
제1항에 있어서, 상기 박막의 밴드갭은 상기 조성 구배 분기점에서 상기 표면까지 증가 추세에 있는 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막
6 6
제1항에 있어서, 상기 박막의 밴드갭은 상기 박막 내부의 최저점에 비해 표면에서의 값이 0
7 7
(A) 기판, 상기 기판 위에 위치한 Mo, 상기 Mo 상에 위치한 Cu-Zn-Sn 합금으로 구성된 금속 합금 박막을 S과 Se이 공급되는 분위기에서 열처리하는 단계를 포함하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막의 제조방법으로서,상기 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막에서 (Ss - Sv)는 양수이고, (Ses - Sev)는 음수이며,상기 Ss와 Sv는 각각 표면과 조성 구배 분기점에서 황의 조성 값(원자 %)이고,상기 Ses와 Sev는 각각 표면과 조성 구배 분기점에서 셀레늄의 조성 값(원자 %)인 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막의 제조방법
8 8
제7항에 있어서, 상기 S은 H2S를 캐리어 기체와 함께 제공함으로써 공급되고, 상기 Se는 Se 파우더를 가열하여 기화시킴으로써 공급되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막의 제조방법
9 9
제8항에 있어서, 상기 (A) 단계는 시간이 지날수록 H2S의 공급량은 유지되고 Se의 공급량은 줄어드는 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막의 제조방법
10 10
제9항에 있어서, 상기 (A) 단계는 H2S를 캐리어 기체와 함께 지속적으로 공급하는 한편, Se 파우더 가열을 중단하고 Se의 녹는점 이하 온도까지 자연 냉각함으로써 Se의 공급량이 줄어드는 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막의 제조방법
11 11
제10항에 있어서, 상기 (A) 단계는 S과 Se 및 캐리어 기체의 총 압력 중에 S과 Se의 분압 합이 0
12 12
제11항에 있어서, 상기 (A) 단계는 S과 Se 및 캐리어 기체의 총 압력 중에 S와 Se 각각의 분압의 비율이 0
13 13
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막을 포함하는 태양전지
14 14
(A) 셀레늄 증기화 구역, (B) 금속 합금 박막 가열 구역, (C-1) H2S 기체 투입구, (C-2) H2S 기체 배출구를 포함하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막 제조장치로서,상기 H2S 기체 투입구를 통해서 H2S 기체가 캐리어 기체와 함께 투입되어, 상기 셀레늄 증기화 구역에서 기화된 셀레늄 증기와 함께 상기 금속 합금 박막 가열 구역으로 흘러가며,상기 금속 합금 박막 가열 구역에서는 (b-1) 기판, (b-2) 상기 기판 위에 위치한 Mo, (b-3) 상기 Mo 상에 위치한 Cu-Zn-Sn 합금으로 구성된 금속 합금 박막이 열처리되며,상기 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막에서 (Ss - Sv)는 양수이고, (Ses - Sev)는 음수이며,상기 Ss와 Sv는 각각 표면과 조성 구배 분기점에서 황의 조성 값(원자 %)이고,상기 Ses와 Sev는 각각 표면과 조성 구배 분기점에서 셀레늄의 조성 값(원자 %)인 것을 특징으로 하는 태양전지용 Cu2ZnSn(S,Se)4 박막의 제조장치
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
순번, 연구부처, 주관기관, 연구사업, 연구과제의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 국가R&D 연구정보 정보 표입니다.
순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 산업통상자원부 한국과학기술연구원 신재생에너지융합원천기술개발(전력기금) 저비용 고효율 태양전지용 Cu-Zn-Sn-S-Se 기반 다성분계 박막의 비진공 증착 공정 원천기술 개발
2 미래창조과학부 한국과학기술연구원 나노·소재기술개발 15% 박막태양전지의 광흡수체 및 전자/정공전달체용 나노소재 개발