[반도체공학] CIGS 박막 태양전지용 박막 증착 공정 및 장비

1. CIGS 박막 태양전지 개요

CIGS 박막 태양전지는 비정질 또는 페로브스카이트 구조의 얇은 박막을 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기로 변환하는 장치이다. 이 태양전지는 주로 구리, 인, 갤륨, 셀레늄을 주성분으로 하는 화합물 반도체인 CIGS(Copper Indium Gallium Selenide)를 사용하며, 적당한 조성비와 결정성에 따라 높은 광전효율을 보여준다. CIGS 태양전지의 특징은 높은 광흡수율과 우수한 전기적 특성을 갖추고 있어 두께가 수백 나노미터 수준임에도 불구하고 강력한 에너지 변환 성능을 발휘한다. 전 세계 시장에서 CIGS 박막 태양전지의 상용화 면적은 매년 증가하고 있으며, 2022년 기준 글로벌 시장에서는 약 2.5GW 규모로 성장하였다. 대표적인 제조사인 일본의 Sharp와 미국의 Solar Frontier는 각각 10년 이상의 연구개발 끝에 CIGS 셀의 효율을 각각 23%와 20% 이상으로 향상시켰으며, 이는 실리콘 태양전지와 비교했을 때 경쟁력을 갖추게 만든다. CIGS 박막 태양전지의 제작 공정은 주로 증착, 소성, 결정화 과정을 포함하며, 이 중 증착 과정은 박막의 균일성 확보와 결정 구조의 품질 향상에 핵심적 역할을 한다. 또한, CIGS 태양전지는 유연…