A Study on the Structural and Optical Properties of Sputtered CdTe Thin Films Deposited on Flexible Substrates for Solar Cell Application

태양전지 응용을 위한 플렉시블 기판 위에 스퍼터 증착된 CdTe 박막의 구조적, 광학적 특성 연구

Cadmium telluride (CdTe) films have been prepared on Corning 7059 glass, molybdenum (Mo), and polyimide (PI) substrates by r.f. magnetron sputtering technique. The influence of the sputter pressure on the structural and optical properties of these films was evaluated. In addition, a comparison of the properties of the films deposited on fferent substrates was performed.

II-VI족 화합물반도체인 CdTe는 태양광을 전기로 변화하는데 있어서 이상적인 1.45eV의 직접천이형 에너지 band gap을 가지고 있으며, $1{\mu}m$ 내외의 두께로도 가시광의 99%이상을 흡수하는 높은 광흡수 계수를 가지므로 얇은 두께로도 태양전지 제작이 가능하다. 현재 CdTe를 이용한 태양전지는 최고 16.5%의 변환효율을 보이고 있으며, 대면적의 module에서는 10% 이상의 효율을 나타내고 있다. CdTe 박막의 제작 방법으로는 스크린 프린팅법(screen printing), 스퍼터링법(sputtering), 근접승화법(CSS:close space sublimation) 등이 있는데, 이중 마그네트론 스퍼터법의 경우, 대면적으로 균일하게 증착이 가능하기 때문에 양산화에 적합하고, 증착 온도를 낮출 수 있으며, 성장 중 도핑 제어가 용이한 장점을 갖고 있다. 특히, 필름 형태의 polyimide (PI), molybdenum (Mo) 기판의 경우, 유리기판에 비해 가벼우면서 깨지지 않아 취급이 용이하다는 장점이 있다. 또한 필름 형태로 제작할 경우 유연성이 있는 태양전지 제작이 가능하여 그 응용 범위를 넓힐 수 있다. 본 연구에서는 PI 및 Mo, 유리 기판 위에 마그네트론 스퍼터법으로 CdTe 박막을 증착하고, 제조 조건에 따른 박막의 구조적, 광학적 물성을 조사하였다.