CIGS 박막 태양광 전지용 몰리브덴-나트륨 스퍼터링 타겟

많은 CIGS 모듈에서 소다라임 글래스 기판은 나트륨 소스이기도 합니다. 제조 공정 동안 흡수기에는 약 500°C의 온도가 발생합니다. 이 온도에서 나트륨이 나와 몰리브덴 후면 소자를 통해 흡수기로 갑니다. 하지만 나트륨은 글래스에 균질하게 분포되어 있지 않습니다. 코팅하기 전 글래스의 연식과 보관 환경 또한 나트륨 확산의 질에 영향을 줍니다.

이럴 때 나트륨 소스로 몰리브덴-나트륨 레이어를 이용할 경우 한 가지 이점은 바로 확산 배리어가 아무 리지드 기판이나 유연 기판에 우선 분포하게 된다는 것입니다. 글래스 기판의 경우, 이것은 예를 들어 질화 규소 레이어가 될 수 있습니다. 강철 포일을 이용하는 경우, 크로뮴 또는 텅스텐 기반 배리어가 철의 확산을 방지합니다. 그 후 얇은 MoNa 레이어가 스퍼터링되고, (일반적인 경우) 그 후 후면 전극 레이어로써 순수 몰리브덴 레이어가 스퍼터링됩니다.

MoNa 스퍼터링 타겟의 속성

초미세구조

MoNa 스퍼터링 타겟에 첨가되는 나트륨 화합물은 몰리브덴 입자들 사이에 놓입니다. 당사는 분말 야금 공정을 통해 MoNa를 생산하여 나트륨 입자가 곱고 균일하게 분포됩니다. MoNa 타겟의 전기전도성은 순수 몰리브덴 타겟보다 다소 낮지만 DC 모드에서 스퍼터링하기에는 아주 충분합니다.

순수한 소재

소량의 나트륨은 CIGS 전지의 효율을 높이는 반면, 철이나 크로뮴같은 다른 화학 원소들은 효율을 뚜렷히 감소시키는 것으로 나타났습니다. 금속 불순물의 함량을 최대한 낮게 유지하기 위해 당사는 공정 관리를 청결히 하고 소스 소재를 고품질로 유지하는 데 매우 주의를 기울이고 있습니다. 당사는 원재료부터 시작하여 당사의 타겟의 제조 경로를 모니터링하여 뛰어난 금속 분말의 순도를 보장할 수 있도록 합니다.

당사의 제품 범위에는 나트륨 함량 5%와 10%(중량백분율로는 1.3와 2.6에 해당) MoNa 스퍼터링 타겟이 있습니다. 당사의 MoNa 스퍼터링 타겟은 평면 타겟 그리고 응용 분야에서 소재를 더욱 알뜰히 쓸 수 있도록 회전식 타겟으로 생산됩니다.

 

연구 목표로서의 MoNa 스퍼터링 타겟

스위스 EMPA 연구소에서는 Plansee의 MoNa 타겟 CIGS 공정의 나트륨 첨가에 대해 연구하였습니다. Dr. Tiwari 교수가 이끄는 EMPA의 박막 및 태양광 연구 그룹에서는 MoNa 스퍼터링 타겟을 이용하여 CIGS 태양광 전지 생산 시 최적의 효과를 얻는 방법에 대해 연구하였습니다. MoNa로 제작된 후면 접점은 CIGS 흡수기에 나트륨 도핑이 가능하도록 하여 그 결과 전지의 성능이 향상됩니다. 전지는 상대적으로 낮은 분리 온도에서 강철 포일에 안착되며 14.4%의 효율을 얻었습니다. 당사의 코팅 전문가 Christoph Adelhelm 박사와 Enrico Franzke가 이 연구 프로젝트에 참여하였습니다. 이 연구 작업의 결과를 자세히 읽어보십시오. 전체 논문은 “유연 Cu(In,Ga)Se2 태양광 전지의 나트륨 첨가 몰리브덴 후면 접점 - ScienceDirect(Sodium-doped molybdenum back contacts for flexible Cu(In,Ga)Se2 solar cells - ScienceDirect)”라는 제목으로 Elsevier 출판사에서 출간되었으며 다운로드할 수 있습니다.

최대한 많은 나트륨을 흡수기에 첨가하기 위한 최적의 스퍼터 조건을 연구하는 출판물 더 알아보기