One of the important problems for the mass production of $Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) solar cell is to increase the conversion efficiency. In laboratory scale, post-deposition treatment (PDT) process is used for the fabrication of high-efficiency CIGS solar cell, and it is reported that the alkali element incorporated through the PDT process plays beneficial roles on the CIGS surface and bulk. In this study, liquid KI PDT process was designed, in which KI is deposited in liquid process and subsequently annealed. Two different KI PDT process, which is dipping and spin coating, were conducted and the effect of these processes on the CIGS thin film and solar cell was investigated. KI PDT process by dipping method did not greatly improve the performance of CIGS solar cell due to KI agglomeration and Cu out-diffusion problem. However, performance of CIGS solar cell was greatly improved through the KI PDT process by spin coating method, and the effect of this KI PDT process on the CIGS surface and solar cell was investigated by PL, SIMS, and XPS. As a result, it was found that the origin of performance improvement was in the decrease of the number of deep-level defect and change in surface atomic composition and surface band structure.
$Cu(In,Ga)Se_2$ (CIGS) 태양전지의 대량 생산을 위해 중요한 과제 중 하나는 변환 효율을 높이는 것이다. 연구실 단위에서는 고효율 CIGS 태양전지 제조로 Post-Deposition Treatment (PDT) 공정이 이용되고 있는데, PDT 공정을 통해 포함되는 알칼리 원소는 CIGS 표면과 bulk에 이로운 역할을 한다. 본 연구에서는 PDT 공정 및 사용되는 알칼리 화합물을 달리하여, KI를 액상에서 증착 및 열처리하는 PDT 공정을 설계하였다. Dipping, spin coating 두 가지 방법의 KI PDT 공정을 진행해보고, 이러한 방법이 CIGS 박막과 태양전지에 미치는 영향을 분석하였다. Dipping 방식의 KI PDT 공정은 CIGS 박막 표면에 발생하는 KI agglomeration 문제 및 Cu out-diffusion 문제로 인하여 태양전지 성능에 큰 개선을 이루지 못했다. 반면 spin coating 방식의 KI PDT 공정을 통하여 CIGS 태양전지 성능을 개선할 수 있었고, PDT 공정이 CIGS 박막 특성 및 태양전지 성능 개선에 미치는 영향을 PL, SIMS, XPS를 통해 분석하였다. 그 결과 CIGS 박막 내 deep-level defect 감소와 표면 조성 및 밴드 구조 변화로 태양전지 성능이 개선되었음을 확인하였다.
