| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2012년 가을 (11/07 ~ 11/09, 라카이샌드파인 리조트) |
| 권호 | 18권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | 금속염/킬레이트제를 기반으로 한 용액전구체의 직접 코팅에 의한 CIS 광흡수층 박막 및 태양전지 제조 |
| 초록 | CuInSe2(CIS)계 태양전지는 chalcopyrite 화합물 반도체로 1eV 이상의 직접 천이형 에너지 밴드갭을 가지고 있고 광흡수계수가 1⨉105cm-1로 반도체 중 가장 높다. 또한 장기적인 전기광학적 안정성이 우수하기 때문에 광흡수층으로 매우 이상적이다. CIS계 박막은 주로 동시진공증발법 및 스퍼터링/셀렌화 공정 등 고가의 진공장치를 이용하여 제조되어 왔다. 이러한 진공장치를 이용한 방법은 높은 효율의 태양전지를 얻을 수는 있지만 제조 단가가 비싸고 대면적의 광흡수층을 만들기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 기술 개발 이후의 산업화 단계를 고려할 때, 보다 저가이면서도 큰 면적의 광흡수층을 쉽게 생산할 수 있는 공정 개발이 필수적이다. 이러한 관점에서 비진공 코팅법을 이용한 CIS계 박막 제조 공정이 큰 관심을 받고 있는데, 그 중에서도 용액 전구체의 직접 코팅 공정은 나노 입자 기반 공정에 비해 공정 단계 수를 줄일 수 있다는 점에서 가장 저가화에 유리한 공정으로 여겨지고 있다. 용액전구체를 이용한 선행 연구로 Cu nitrate, In chloride 화합물과 에틸셀룰로오스 바인더를 이용한 방법이 연구되었으나, 이 방법은 최종 CIS 박막내의 잔존 탄소 함량이 매우 높다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 Cu 및 In 아세테이트 화합물과 킬레이트제의 조합으로 전구체 용액을 제조한 후 이를 스핀 코팅 및 셀렌화 열처리하여 탄소함량을 감소시킨 CIS 광흡수층 박막을 제조하고자 하였다. 또한, 상기 방법으로 제조한 CIS 박막을 태양전지 광흡수층으로 적용하여 7.72%의 광변환효율을 달성하였다. |
| 저자 | 김가영1, 안세진2, 윤재호1, 곽지혜1, 조아라1, 안승규1, 신기식1, 박상현1, 윤경훈1, 박승한1 |
| 소속 | 1한국에너지기술(연), 2연세대 |
| 키워드 | CIS; 용액전구체; 태양전지 |
