| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | Chemical Vapor Deposition으로 제조된 Cu(In,Ga)Se2 태양전지의 성능 |
| 초록 | 태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력 생산에 필요한 전류와 전압을 생산하는 장치로, 기본적으로 전면전극, 광흡수층, 후면전극으로 구성되어 있다. 이 중 광흡수층의 소재가 광 전환효율의 대부분을 결정하고 있어 굉장히 중요한 역할을 한다. CuInSe2(CISe)계 태양전지는 10e5cm-1의 흡수 계수를 가지고 있어 수 μm의 흡수층으로도 태양광을 효율적으로 흡수할 수 있다. 또한, CISe계 태양전지의 광흡수층은 이를 구성하고 있는 양이온(Al, Cu, Ga, Ag, In)과 음이온(S, Se)의 종류와 조성을 바꿔 격자 상수와 밴드갭의 조절이 가능하다. Cu(In,Ga)Se2(CIGSe) 태양전지는 In, Ga의 조성 변화를 통해 밴드갭을 조절할 수 있는 CIGSe 광흡수층을 사용한다. CIGSe 광흡수층의 제조는 크게 진공증발법과 Two-step process로 나뉘는데, 대표적인 진공증발법인 3-stage co-evaporation은 각각의 증발원을 사용하여 조성 제어가 용이하며 균일하고 완만한 표면을 가진 박막이 제조된다. 하지만 도체/반도체에 상관없이 증착이 가능하고 기상 이종화합반응을 통하여 미세구조를 갖는 고상의 박막을 증착하는 방법인 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)을 이용한 CIGSe 합성에 대한 연구는 진행되지 않고 있다. CVD는 박막제조기술의 대표적인 방법이며 복잡한 형태의 기판에 균일하게 증착할 수 있고 접착력이 우수하며, 기상으로 반응물을 공급하기 때문에 대면적 태양전지 제조에 있어 큰 장점을 가지고 있는 공정으로 판단된다. 본 연구에서는 CVD를 이용하여 3-stage co-evaporation의 구조를 모사한 CIGSe 흡수층을 제작하였다. 프리커서 박막의 적층 구조를 변경하며 흡수층의 미세구조를 비교·분석하였고, 이에 따른 CIGSe 박막 태양전지의 성능을 비교하였다. |
| 저자 | 이경아, 김아현, 전찬욱 |
| 소속 | 영남대 |
| 키워드 | Cu(In; Ga)Se<SUB>2</SUB>; Solar cells; Rapid thermal process; Selenization |
