일반기술

유ㆍ무기 복합 태양전지 및 그 제조방법

본 기술은 본 발명은 유ㆍ무기 복합 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 단결정 실리콘 태양전지에 비해 상대적으로 가격이 저렴한 다결정 실리콘 태양전지와, 실리콘 태양전지에서 이용효율이 낮은 단파장광을 이용하여 발전하는 염료감응형 전지를 복합화하여 효율이 높고 셀단가가 낮아 경제성이 있는 유ㆍ무기 복합 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.종래의 태양전지는 장파장과 단파장의 태양광을 효율적으로 활용하여 탠덤 (tandem) 구조를 이용하였는데, 밴드 갭(band gap)이 작은 물질인 GaAs, CdSe, InP 등의 물질을 박막으로 형성하여 실리콘 전지의 뒷면에 위치시키고, 실리콘 전지가 활용하지 못하는 단파장을 최대한 활용하고자 하는 노력을 하였다. 그러나, 이런 물질들의 가격과 박막 형성 공정비용이 비싸 이러한 형태의 탠덤 구조가 경제성을 갖지 못하고 있다. 더군다나 박막 공정 자체가 재현성이 떨어져 품질과 성능이 균질한 셀을 대량으로 생산하는데 적합하지 못하다.본 기술은 실리콘 태양전지와 염료감응형 전지의 각각의 장점을 살린 복합 구조로 구성되어 있으므로, 염료감응형 태양전지 부분을 이용하여 단파장광의 효율을, 그리고 실리콘 태양전지 부분을 이용하여 장파장광의 효율을 각각 증대시킬 수 있다. 그리고, 표면을 다공질 실리콘으로 형성함으로써 이산화티탄(TIO2)과 염료와의 접촉 면적을 증가시켜 염료감응형 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만이 아니라, 실리콘 표면에서의 반사율을 감소시킴으로써 실리콘 태양전지의 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 빛을 효율적으로 사용하여 태양전지의 온도 상승을 완화시킴으로써 염료감응형 태양전지의 수명을 증대시킬 수 있다.본 기술은 다결정 실리콘 태양전지와 염료감응형 태양전지의 각각의 장점을 살릴 수 있도록 이 두 전지를 복합화하여 효율이 높고 셀단가가 낮아 경제성이 있는 유ㆍ무기 복합 태양전지 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.이를 위해 구조체의 최하층에 마련되는 N-형 실리콘 기판,N-형 실리콘 기판 위에 도핑 형성되며, 그 표면이 다공질 처리된 P-형 실리콘층, P-형 실리콘층 위에 적층 형성되는 금속산화물/광감응제(염료) 층, 적층 구조체의 최상부층에 위치되며, 그 하면부에는 상대전극이 형성되어 있는 유리기판 및 금속산화물/광감응제 층과 유리기판 사이에 충전되는 전해질을 포함하여 구성된다.