동시증발법을 이용하여 증착시킨 CIGS 태양전지의 고효율 및 공정 최적화에 목표를 두고 연구를 진행하였다. 후면전극의 두께를 1 ㎛로 고정하고 Mo:Na의 두께를 0 ~ 500 ㎚ 변화를 주어 CIGS 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 연구하였다. 그 결과 Mo:Na 300 ㎚ 두께일 때, 0.28%의 Na 함량을 가지고 있으며, 표면관찰 시 판상 형태로 가장 치밀하게 형성되어 있는 형상을 가지며, 이때의 단면 결정형상 및 XRD 패턴은 우선성장방향인 (112)면의 피크가 강하게 나타나고 결정 성장에 주요 영향을 주는 인자로 이차상인 (220), (204)또한 강하게 나타났다. 표면 조도 및 비저항은 가장 낮은 2.76 ㎚, 비저항 3.9 Ω-㎝을 나타내었으며, 캐리어 농도 및 홀 이동도도 가장 큰 값을 나타내었다. 이러한 Mo:Na층의 최적화를 통해 9.59%의 변환효율을 달성할 수 있었다.
We have focused on the conversion efficiency of CIGS thin film solar cell prepared by co-evaporation method as well as the optimization of process condition. The total thickness of back electrode was fixed at 1 ㎛ and the structural, electric and optical properties of CIGS thin film were investigated by varying the thickness of Mo:Na bottom layer from 0 to 500 nm. From the experimental results, the content of Na was appeared as 0.28 atomic percent when the thickness of Mo:Na layer was 300 nm with compactly densified plate-shape surface morphology. From the XRD measurements, (112)plane was the strongest preferential orientation together with secondary (220) and (204) planes affecting to the crystallization. The lowest roughness and resistivity were 2.67 nm and 3.9 Ω?㎝, respectively. In addition, very high carrier density and hole mobility were recorded. From the optimization of Mo:Na layer,we have achieved the conversion efficiency of 9.59 percent.
