일반기술

고효율 박막 태양전지 판넬

태양전지는 석유대체 자연에너지원의 하나로서 큰 주목을 받고 있는 그린 에너지원이다. 지금까지 Si단결정 태양전지가 실용화 되어 있으나 비용이 높다는 결점을 갖고 있다. 따라서 저코스트 고효율 태양전지의 개발을 위하여 Si 대신 태양전지의 광흡수층 재료로 아래와 같은 이유에서 삼원화합물 반도체 CuInS2를 선정하였다. ① CuInS2는 독성의 Se(Selenium)를 포함하지 않는 점 ② 큰 광흡수 계수를 가지고 있어 Si의 1/100의 두께로 태양전지가 제작 가능하다는 점 ③ 지표에 내리쬐는 태양광 스팩틀(spectre, 분광기를 이용하여 빛을 파장순서에 따라 분리한 것)에 최적의 금제대폭(禁制帶幅)을 가진 점에서 이론적으로는 최고의 에너지 변환효율을 얻을 수 있는 점 위와 같은 이유에 의해 차세대의 박막 태양전지 재료로 큰 기대를 받고 있다. 태양전지 셀특성을 좌우하는 p-n 접합부의 고도화(高度化) 대책으로서 p-CuInS2 광흡수층 표면에 고에너지 변환효율화를 위해 신물질층을 형성하고, 이것에 의해 p-n 접합계면의 전자구조 제어를 행하여 Na처리, O2처리를 하여 변환효율을 향상시켰다태양전지 셀의 에너지 변환효율 향상을 위해 n-CdS창층/p-CuInS2 광흡수층의 p-n접합계면 전자구조를 최적화하기 위해 p-CuInS2 광흡수층 표면에 Na와 O를 dope하여 p-CuInS2 광흡수층 표면에서의 p형성을 보다 증강시켜 광흡수층의 Fermi 준위를 가전자대 상단에 근접시킴으로써 셀의 개방단전압을 증대시켰다. 또한 p-n접합계면의 밴드불연속을 감소시키기 위하여 광흡수층 표면의 전도대 하단의 준위를 보다 고에너지화하여 포획준위를 감소시켜 전류밀도를 증대시켰다. 본 기술의 특징은 태양전지 셀구조의 본질을 물질의 개념설계와 그 설계를 실현시킨 박막작성 기술이다.