페로브스카이트 태양전지용 박막 실리콘 일체형 후면접촉 전극 기술

기술의 개요

• 페로브스카이트 태양전지의 정공전달층(HTL)·전자전달층(ETL)·양극·음극 기능을 후면 기판 하나에 통합한 일체형 후면접촉(Monolithic Back Contact, MBC) 전극 기술

• 상용화의 가장 큰 걸림돌인 장기 안정성 저하의 주원인이 되어 온 유기 전하전달층을, 반도체·디스플레이 분야에서 이미 검증된 박막 실리콘으로 대체

• 전면 전극과 Dead Area를 제거하여 수광 면적을 최대화

기술의 구성

• 기존의 샌드위치형 다층 박막 구조 대신, 후면 기판 위에 정공 수집부(p⁺⁺)와 전자 수집부(n⁺⁺)를 수 µm 선폭으로 나란히 패터닝하여 하나의 전극으로 통합하고, 그 위에 페로브스카이트 광흡수층을 형성

기술 주요 내용

• 페로브스카이트 광흡수층에 손상을 주지 않는 저온·저출력 플라즈마 조건으로 박막 실리콘 전하전달층을 증착하는 공정 기술 (기판 온도 150 ℃ 미만, 가스 배합비 조절로 수소 라디칼에 의한 하부 박막 손상 억제)

• 정공 수집부와 전자 수집부를 후면에 나란히 배치하면서 전기적으로 절연시키는 수 µm급 고정밀 전극 패터닝 기술 (리프트오프·포토리소그래피·에칭 적용)

• 광흡수층 결정립 크기를 고려한 전극 선폭·간격을 시뮬레이션으로 도출하여 전하 수집 효율을 최적화하는 설계 기술

• 반도체 파운드리 공정을 활용한 200 cm² 이상 대면적화 기술

기술의 비교 우위성