New & Renewable Energy (신재생에너지)

Korean Society for New and Renewable Energy (한국신·재생에너지학회)
권호 표지

A Study on the Cu-based $I-III-VI_2$ Compound Thin Film Solar Cells

$CulnSe2$계 화합물 박막 태양전지 연구

  • 윤재호 (한국에너지기술연구원, 태양전지 연구센터) ;
  • 안세진 (한국에너지기술연구원, 태양전지 연구센터) ;
  • 김석기 (한국에너지기술연구원, 태양전지 연구센터) ;
  • 이정철 (한국에너지기술연구원, 태양전지 연구센터) ;
  • 송진수 (한국에너지기술연구원, 태양전지 연구센터) ;
  • 김기환 (한국과학기술원 신소재공학과) ;
  • 안병태 (한국과학기술원 신소재공학과) ;
  • 윤경훈 (한국에너지기술연구원, 태양전지 연구센터)
  • Published : 2005.06.01
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Abstract

[ $CulnSe2$ ]계 화합물은 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 매우 높아 박막형 태양전지 제조에 매우 유리하다. 또한 화학적으로 안정하며 Ga, Al 등을 첨가하면 에너지 금지대폭을 조절할 수 있어 Wide Bandgap 태양전지 및 탠덤구조 태양전지를 제조하기에도 용이하다. CIS 물질에서 In을 $20-30\%$ 정도 치환한 $Cu(In,\;Ga)Se_2(CIGS)$ 태양전지의 경우 19.5%의 세계 최고 효율을 보고하고 있으며 이는 다결정 실리콘 태양전지의 효율과 비슷한 수준이다. 본 연구에서는 동시 질공증발법을 이용하여 증착한 CIGS 박막 및 $CuGaSe_2(CGS)$ 박막을 이용하여 태양전지를 제조하였다. 공정의 재현성 및 결정립계가 큰 광흡수층 제조를 위하여 실시간 기판 온도 모니터링 시스템을 도입하였으며 버퍼층으로는 용액성장한 CdS 박막을 사용하였다. SLG/MO/CIGS(CGS)/CdS/ZnO/Al 구조의 태양전지를 제조하여 면적 $0.5cm^2$에서 각각 $17\%(CIGS)$와 $7\%(CGS)$의 효율을 얻었다.

Keywords