화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트)
권호 25권 2호
발표분야 C. 에너지 재료 분과
제목 NaF PDT 공정에 의한 ITO 기판상 초박막 반투광형 CIGS 태양전지 특성향상 효과 분석
초록 최근 박막 태양 전지 기술로 두께를 감소시킨 흡수층과 투명한 후면 전극을 이용한 반투광형 박막 태양 전지 응용을 위한 연구가 주목받고 있으며, 반투광형 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양 전지 구조에서 투과도를 향상시키기 위해 CIGS 흡수층의 두께가 500 nm 미만인 반투광형 초박막 태양 전지에 대한 연구가 진행중에 있다. 반투광형 초박막 태양전지에 사용 가능한 투명전극의 물질로서, indium-doped tin oxide (ITO)는 광 투과도가 높고 저항이 낮기 때문에 다양한 분야에 사용되고 있다. 반투광형 초박막 태양전지의 후면전극 적용을 위하여 ITO 가 증착된 유리 기판이 사용되고 있으나, Oxide 계열의 ITO 물질의 고유 특성으로 인하여 SLG 에서 CIGS 흡수층으로의 Na 의 확산을 저해 또는 차단하기 때문에 ITO 기판 위에 증착된 CIGS 흡수층은 낮은 Na 농도를 갖는 것으로 알려져 있다. 이를 해결하기 위해 외부에서의 적절한 Na 의 공급이 필요하다. 여러 가지의 공정 중 post-deposition treatment (PDT) 는 CIGS 흡수층 성장 후의 공정으로 Na 의 공급량을 제어할 수 있는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 ITO 기판상 초 박막 CIGS 태양전지에 NaF PDT 공정으로 인한 Na 의 영향에 대해 조사하고, Na가 충분히 공급된 반투광형 초박막 태양 전지로서의 특성을 알아본다. 추가적으로 열처리 효과를 배제한 순수한 Na 확산에 의한 영향을 알아보기 위하여, Na 공급 없이 Se 분위기에서 동일한 시간의 열처리 후 태양전지 특성과 PDT 공정이 적용된 태양전지의 특성을 비교하였다. 제작된 반투광형 초박막 CIGS 태양 전지는 주사 전자 현미경 (SEM), 전류 밀도-전압 (J-V) 측정 및 외부 양자 효율 (EQE) 측정을 포함한 다양한 방법을 사용하여 분석하였으며, 적절한 PDT 시간은 15 분으로 7.1 % 의 효율이 나타났다. Na 확산의 영향으로 초박막 CIGS 태양전지 특성이 향상되었고, 특히 Voc 와 FF 가 크게 향상됨을 알 수 있었다.
저자 김동렬1, 조준식2, 이상민1, 안승규1, 안세진1, 어영주1, 이아름1, 윤재호1, 이호성1, 박주형2
소속 1한국에너지기술(연), 2경북대
키워드 Cu(In; Ga)Se<SUB>2</SUB>(CIGS); ITO(아이티오); Ultrathin(초박막); Semi-transparent(반투광형)
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