CIGS 개론

목차

1. 태양전지의 종류
2. 태양전지의 원리
3. CIS / CIGS란?
4. CIS / CIGS의 구조 및 작동원리
5. 제조 공정 과정
6. 특성
7. 장·단점
8. 국내·외 개발현황
9. 기술 상의 문제점 및 향후 방향

본문내용

박막 태양전지가 CdTe, CuInSe2 계의 화합물반도체를 소재로 한 것이다. 비정질실리콘에 비해 효율이 높고, 또한 초기 열화현상이 없는 등 비교적 안정성이 높은 태양전지로 현재 CdTe는 대규모 전력용으로 사용을 위한 실증시험 중에 있다. CuInSe2는 실험실적으로 만든 박막 태양전지 중에서 가장 높은 변환효율을 기록하고 있는데, 아직까지 파일럿 생산단계로 대량생산단계에 까지는 이르지 못하고 있다. 이들 박막 태양전지는 전력용으로 사용되기까지에는 앞으로도 더 많은 연구개발이 필요할 것으로 예상되고 있다.
(1) CIS /CIGS의 구조 및 작동원리
CIS를 광흡수층으로 하는 태양전지의 구조는 그림 2와 같다. 일반적으로 유리를 기판으로5개의 단위 박막-배면전극, 광흡수층, 버퍼층, 앞면 투명전극, 반사방지막을 순차적으로 형성시켜 만든다. 단위박막별로 다양한 종류의 재료와 조성, 또한 제조방법에서는 갖가지 물리적, 화학적 박막 제조방법이 사용될 수 있다. 태양전지의 면적이 커지면 면저항의 증가로인하여 효율이 감소하게 된다. 따라서 대면적 모듈의 경우는 일정한 간격으로 직렬연결이되도록 패터닝한다.
CIGS
기판 : 기판의 재질로는 일반적으로 유리가 사용되고 있다. 그 밖에 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인리스 스틸, Cu tape 같은 금속 기판, 폴리머 등도 사용이 가능하다. 유리 기판으로 값싼 소다회 유리(sodalime glass)를 사용한다. 미국 NREL이 기록한 19.2%의 변환효율도 소다회 유리를 기판으로 사용한 것이다. 그 밖에 Polyimide와 같은 유연성
≫ Substrate(Glass)
? 소다회 유리가 사용
→ 저 비용
→ Na+ 가 확산되어, CIS(CuInSe2)의 결정립 성장, 표면형상이 개선 그리고 정공의 밀 도가 높아진다. ⇒ 태양전지의 특성향상있는 고분자 재질이나 스테인리스 박판 등도 기판으로 사용될 수 있다.

참고 자료

태양전지 원론-이재형, 임동건, 이준식 공저
Semiconductors for solar cells-Hans joachim Moller