스퍼터링으로 완충 층으로 고효율 라이브 바카라S 태양 전지를 달성

Canon Anerva Co, Ltd (대통령 : Sakai Junro)와 바카라 커뮤니티 (의장 : Nomaguchi URU)는 공통된 방법과 유사한 광전자 전환 효율성을 달성하는 기술을 공동으로 개발하고 있으며, 이는 전환 된 과정 (CD)에 대한 부분적으로 습식 프로세스 (Solution Growth Process)를 포함하는 Solar Solar Comply (Solution wrow chodge)를 달성하는 기술을 개발했습니다

이 기술의 특징은버퍼 레이어| 필름 형성 방법건조 과정스퍼터링완충 층 재료는 ZnMGO (산화 아연과 마그네슘을 혼합하여 제조 된 물질)이어야한다 이 기술을 사용하여 소형 면적 세포 (05 cm)를 라이브 바카라S²)에서 162%의 광전 전환 효율이 달성되었습니다 (그림 1) 이 기술을 사용하여라이브 바카라S 태양 전지에서 유해 물질 카드뮴 (CD)을 제거 할 수있을뿐만 아니라 오래된 건식 공정을 사용하여 고효율 라이브 바카라 Solar Cell 생산을 실현할 것으로 기대할 수 있습니다

이 기술은 2013 년 3 월 27 일부터 30 일까지 Kanagawa Institute of Technology (Kanagawa Secture of Technology)에서 개최 될 Applied Physics 협회의 60 번째 봄 학술 강의에서 발표 될 것입니다

그림 1 라이브 바카라S 소형 면적 셀 (왼쪽) 및 스퍼터링으로 형성된 완충 층이있는 태양 전지 특성, 건조 공정

라이브 바카라S 태양 전지는 높은 광전자 변환 효율, 낮은 노화 및 우수한 장기 신뢰성의 특성을 갖는 고성능 박막 태양 전지 중 하나이며 최근 몇 년 동안 많은 제조업체가 대량 생산되었습니다 태양 전지에는 버퍼 층이라는 층이 있습니다 이 버퍼 층은 태양 전지의 성능을 결정합니다PN Junction의 형성을 담당하며 라이브 바카라S 태양 전지의 효율을 향상시키는 핵심 요점 중 하나입니다 현재 대량 생산중인 라이브 바카라S 태양 전지에서, 광 흡수 층의 라이브 바카라S는 건조한 과정이다다중 증착 방법스퍼터링 +Selenization Method9697_9725습식 과정솔루션 성장 방법 (CBD 메서드)종종 사용됩니다 그러나 CDS에는 위험한 물질 인 카드뮴이 포함되어 있으며 환경 영향을 줄이기 위해 버퍼 층 CD가 없도록해야합니다 또한 건조 공정을 사용한 완충 층 형성의 연구 및 개발이 진행 중이며, 라이브 바카라S 태양 전지의 질량 생산 공정에 대한 연구가 수행되었지만 현재까지는 성공적인 대량 생산이 없었다

라이브 바카라S 태양 전지에서 완충 층의 CD 프리 사용에 관한 많은 연구 개발이 진행 중입니다 용액 성장 방법을 사용하여 황화 아연 산화 아연 (ZnO, S), 인듐 설파이드 (INS₃)를 버퍼 층으로 사용하여보고되었습니다 Cd를 포함하지 않는 버퍼 층으로 달성 된 높은 광전자 변환 효율에 대한 몇 가지보고가 있었지만, 건조 공정 인 스퍼터링에 의해 버퍼 층이 라이브 바카라에 형성 될 때 높은 광전자 변환 효율이 달성되지 않았다 버퍼 층이 대량 생산에 적합한 스퍼터링으로 형성 될 수 있다면, 오래된 건식 공정을 사용하여 라이브 바카라S 태양 전지를 제조 할 수 있으며 공정을 단순화하여 비용이 줄어 듭니다

따라서 Canon Anerva와 바카라 커뮤니티는 공동으로 CIGS 태양 전지의 완충 층에 CD가 포함되지 않은 기술을 설립하고 스퍼터링하여 형성됩니다

이번에는 Canon Anerva의 고급 스퍼터링 영화 Formation Technology와 바카라 커뮤니티Solar Power Engineering Research Center(Kondo Research Center의 이사, 리서치 센터 부국장, 리서치 센터 부국장 및 산업 공정 담당 이사 및 고효율 팀 Shibata Hajime) 우리는 고급 라이브 바카라S 태양 전지 제조 기술을 결합하여 연구 개발을 발전 시켰습니다

그림 2에서 볼 수 있듯이다중 증착 3 단계 방법에 의해 형성된 라이브 바카라S를 사용하여, 작은 영역 라이브 바카라S 셀을 완충 층으로서 종래의 용액 성장 방법에 의해 형성된 CD를 사용하여 제조되었다 이 셀은 비교로 사용되었고, 완충 층만 스퍼터링에 의해 형성된 ZnMGO로 대체되었고, 조성 및 필름 형성 조건을 최적화 하였다 결과적으로,도 3에 도시 된 바와 같이,도 3에 도시 된 바와 같이, 162%의 광전 변환 효율은 스퍼터링 단독에 의해 완충 층이 형성되는 태양 전지에서 달성되었다 이 결과는 완충 층을 형성하기 위해 기존 기술을 사용하여 태양 전지의 광전 전환 효율에 접근하는 값입니다

이런 식으로, 우리는 높은 광전성 전환 효율을 갖는 라이브 바카라S 태양 전지가 CD 프리 구식 건조 공정을 통해 실현 될 수 있음을 발견했다

그림 2 라이브 바카라S 태양 전지의 세포 구성

그림

앞으로, 우리는 구식 건조 공정을 사용하여 광전자 변환 효율을 더욱 향상시키고 대기업 보드에 응용 프로그램을 개발하고 장비를 상업화 할 것입니다

◆ 버퍼 레이어

광 흡수 층인 라이브 바카라S 층 사이에 삽입 된 박막 및 투명 전도성 필름의 층 두께는 약 50 nm이지만 라이브 바카라S 태양 전지의 성능에 큰 영향을 미칩니다 CDS는 전통적으로 주류 물질 이었지만 최근 Zn 화합물과 화합물에서도 개발되었습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 건조 과정, 습식 과정

Dry Process는 반도체 장치 처리 기술의 한 유형이며 액체를 사용하지 않는 공정 기술을 나타냅니다 그것은 일반적으로 진공 상태에서 수행되는 공정 기술을 나타냅니다
대조적으로, 습식 공정은 반도체 장치 처리 기술의 한 유형이며 액체를 사용하는 공정 기술을 나타냅니다 솔루션 성장은 전형적인 습식 공정 기술입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 스퍼터링 방법

박막으로 적용되는 재료가 진공 챔버에서 표적으로 배치되고, DC 또는 고 주파수 전기장에 의해 이온화 된 희귀 가스 요소 (일반적으로 아르곤)가 표적과 충돌하고, 그로부터 팝업되는 재료가 하위 필름을 생성하는 방법[참조로 돌아 가기]

◆ 라이브 바카라S 태양 전지

라이브 바카라S는 구리 (Cu), 인듐 (in), 갈륨 (GA) 및 셀레늄 (SE)으로 구성된 다중 성분 화합물 반도체입니다₂의 약어이며 라이브 바카라S 태양 전지는 라이브 바카라S를 광 흡수 층으로 사용하는 태양 전지입니다 그것의 특성은 IN 및 GA 및 황과 같은 요소를 혼합하여 금지 된 밴드 폭 (밴드 갭)과 같은 물리적 특성을 제어 할 수 있다는 것입니다 라이브 바카라S 태양 전지는 박막 태양 전지 중에서 가장 높은 광전 전환 효율을 가지며, 차세대 태양 전지로 오랫동안 관심을 끌고 있습니다 대량 생산 및 판매가 시작되었으며 시장은 주로 유럽에서 도입되고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ PN Junction

P 형 반도체 및 N 형 반도체가 접촉하는 인터페이스에서 형성된 영역 그것은 반도체 장치의 다양한 기능의 원천입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 다중 증착 방법

라이브 바카라S 태양 전지의 광 흡수 층인 라이브 바카라S의 박막을 제조하는 한 가지 방법 필름이 증착되는 기판 재료에 구리 (Cu), 인듐 (IN), 갈륨 (GA) 및 셀레늄 (SE)의 도가니를 배치하고 진공 용기에 넣고 도가니가 가열되어 충전재의 증기를 진공으로 방출합니다 박막을 생성하기 위해 기질 물질에 증기를 증착하는 방법[참조로 돌아 가기]

◆ Selenization Method

라이브 바카라S 태양 전지의 빛 흡수 층인 라이브 바카라S의 박막을 제조하는 한 가지 방법 먼저, 금속 요소의 박막을 스퍼터링함으로써 기질 물질 상에 제조하고, 생성 된 박막은 수소 셀레 나이드의 대기에서 가열되어 금속 요소를 셀레화하여 라이브 바카라의 박막을 얻습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 솔루션 성장 방법 (CBD 방법)

박막 형성 기술 중 하나입니다 박막의 원료가 용해되는 용액이 제조되고, 기질 물질이 그것에 침지되고, 박막의 원료가 기판 물질의 표면에 증착되는 현상을 사용함으로써 박막이 기질 상에 형성된다 라이브 바카라S 태양 전지에서 완충 층을 형성하는 기술로 자주 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 다중 증착 3 단계 방법

진공 증발에 다양한 유형의 증발원이 동시에 공급되는 필름 증착 방법 이 연구는 특히 3 단계 방법 (미국 재생 가능 에너지 연구소에서 고안된 3 단계 방법)이라는 방법을 사용하여 다중 증착이 3 단계로 형성됩니다[참조로 돌아 가기]