와이드 밴드갭 Cu(InGa)S2 태양전지 성능향상 = Performance Improving of Wide Bandgap Cu(InGa)S2 Solar Cells

국문 초록 (Abstract)

이 연구에서 우리는 injection annealing system 을 이용하여 와이드 밴드갭을 가지는 Cu(InGa)S2 의 성능을 증가시키는 효율적인 방법을 제시한다. Injection annealing system 은 원하는 온도에서 열처리를 할 수 있다. 따라서, 이차 상이 형성 될 수 있는 온도 범위를 지날 수 있어 이차 상 형성 방지에 효율적이다. Injection annealing system 을 사용하여 550℃가 넘는 온도에서 열처리함으로써 CIGS 박막의 표면에 형성된 이차 상인 InSx 를 효율적으로 제거할 수 있다. 그에 따라 이차 상 제거는 CIGS 태양전지에 좋은 P-N 접합을 형성할 수 있다. 그러므로, 이차 상의 제거에 의해서 CIGS 태양전지의 성능이 상당히 증가하게 된다. 게다가 우리는 550–640℃ 범위에서 열처리 온도가 증가할수록 CIGS 의 open-circuit-voltage (VOC)이 강화되는 것을 관찰했다. 이는 어닐링 온도 증가에 따라 CIGS 내의 결함이 감소하게 된 것으로 예상된다.
Injection annealing system 을 사용함으로써 통해서 CIGS 태양전지는 12.16%의 효율을 달성했다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 이론적 배경 2
• 2.1. 박막 태양전지 2
• 2.1.1. 태양전지 원리 2
• 2.1.2. Shockley-Queisser 한계 6
• 2.1.3. 박막 태양전지 구조 9
• 2.1.4. Cu(InGa)S2 박막 태양 전지 12
• 2.2 다중 접합 태양 전지 17
• 2.2.1. 다중 접합 태양전지 필요성 17
• 2.2.2. 다중 접합 태양전지 구조 및 특성 18
• 2.2.3. 상부 소자로서의 Cu(In,Ga)S2 박막 태양전지 20
• 2.3. Cu(InGa)S2 박막 태양전지의 제조 방법 21
• 2.3.1. Co-evaporation 21
• 2.3.2. Sputtering 21
• 2.3.3. Electrodeposition 22
• 2.4. Cu(In,Ga)S2 박막 태양 전지 분석 방법 23
• 2.4.1. Current density-Voltage (J-V) Curves 23
• 2.4.2. Quantum Efficiency Measurement 28
• 3. 실험방법 34
• 3.1 Sample 제작 34
• 3.1.1. CIGS 박막 준비 34
• 3.1.2. 태양전지 제작 34
• 3.2 태양전지 특성 34
• 4. 결과 및 고찰 37
• 4.1 Metal percursor 적층 순서의 효과 37
• 4.2 MoSx 층의 효과 37
• 4.3 Injection annealing system의 효과 37
• 4.4 태양전지 성능 38
• 5. 결론 50
• 참고문헌 51
• Abstract 55