이는 저가이며 유리 안에 포함되어 있는Sodium이 CIGS 박막내로 확산되어 태양전지의 효율을 향상시키는 역할을 하기 때문임. Flexible type은metal foil과 polymide가 주로 사용됨
Metal foil을 사용 시 기판에서 확산되는 Fe, Mn 등의 불순물에 의하여 효율의 저하가 발생하므로 불순물 Barrier가 필요하며 Pllymide의 경우 polymer 특성상 고온에서의 공정이 어려워 저온 CIGS 공정 개발이 필요함.
Back contact으로는 기판 및 CIGS 층과의 열팽창계수가 비슷하여, 고온에서 Se 와의 반응성이 낮은 Metal이 사용 가능하며, 주로 molybdenum(Mo)가 사용된다. 증착 방법으로는 주로 스퍼터링 법으로 사용되나, E-beam 등으로도 가능함.
광 흡수층은 기본적으로 Cu, In, Se의 3원 계 화합물로 시작하여 3가인 In에 Ga을 추가한 4원 계와 Se에 S을 추가한 5원 계로 확장 가능함. 이는 CIGS 태양전지의 장점으로 같은1가, 3가, 6가의 조합으로 에너지 밴드갭을 조절할 수 있음
증착 방법으로는 크게 진공 방법과 비전공 방법으로 나눌 수 있으며 진공 방법 중에는 금속원소를 진공 증발시키는 Evaporation공정과 금속 전구체를 스퍼터링 법으로 증착하고 Se 분위기에서 열처리하는 Sputter+Selenization공정이 대표적이며 양산에 적용되고 있음
그 외에 비전공 방법으로 Electro-deposition전착법, CIGS 나노입자 코팅(Nano coatong), 화학기상 증착 법(MOCVD) 등의 다양한 기술이 흡수층 제조를 위해서 개발 중에 있음
버퍼 층은 p-type 물질인 CIGS와 p-n Junction을 이루는 n-type 물질을 의미하며 일반적으로 cds가 사용됨. 이외에는 cds는 cigs와 lattice mismatch가 적고 후속 Sputtering TCO에서의 Sputter Damage에 대한 내성이 있음
cds는 용액 성장 법(Chemical Bath Deposition)을 통해 광 흡수층 위에 형성됨. 그러나 최근 Cd의 유해성 논란으로 인하여 Zn, In 계를 비롯한 Cd-free 버퍼 층에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, Solar Frontier와 Honda의 경우 Cd-free Buffer를 적용한 제품을 출시하고 있음. 또한 최근에는 Wet process가 아닌ILGAR, ALD등 Dry process로 buffer공정을 개발하고 있음
투명전극은의 cds 공극에 의한 누설전류의 발생을 줄이기 위한 Intrinsic ZnO층과 저 저항 투명 전극으로 구성되어 있음
Intrinsic ZnO는 Sputtering 증착시 O2 gas를 추가하여 고 저항의 ZnO를 형성시키며 저 저항의 투명전극은 AL을 일부 첨가한 AL-doped Zno로 낮은 저항값을 가지는 투명전극을 형성시킬 수 있음
첨가물은 AL외에 Ga, In등이 추가되고 있으며 최근에는 투명전극으로 B-Doped Zno로 MOCVD공법을 사용하여 증착하고 있음
Bulk Si 태양전지는 각 태양전지를 busbar tape 등으로 연결하여 Module을 구성하나, 박막 태양전지는 아래 그림과 같이 스크라이빙 공정에 의해 셀을 나누고 직렬연결하여 대면적 모듈을 제조함.
스크라이빙은 Mo증착 후 1차 증착 후 Laser Scribing(P1), CIGS/CdS/i-ZnO 2차 증착 후 2차 Mechanical Scribing(P2), ZnO 증착후 3차 Mechanical Scribing(P3)공정을 진행하여 Edge Deletion(P4)로 최 외각 부분과 Active module 부분을 분리함
TEL. 02-529-5537 서울시 서초구 효령로 430 젤존빌딩 302호
