KR101262562B1 - Solar cell module and method of fabircating the same - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되는 태양전지 유닛; 상기 지지기판 상에 배치되며, 상기 태양전지 유닛과 연결되는 블로킹 다이오드를 포함한다.The solar cell according to the embodiment includes a solar cell unit disposed on a support substrate; It is disposed on the support substrate, and includes a blocking diode connected to the solar cell unit.
Description
실시예는 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a solar cell module and a method of manufacturing the same.
최근 에너지 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다.Recently, as energy demand increases, development of a solar cell converting solar energy into electrical energy is in progress.
특히, 유리 기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS 계 광 흡수층, 고저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.In particular, CIGS-based solar cells that are pn heterojunction devices having a substrate structure including a glass substrate, a metal back electrode layer, a p-type CIGS-based light absorbing layer, a high resistance buffer layer, an n-type window layer, and the like are widely used.
태양전지는 광을 받을 때에만 발전을 하게 되며, 건전지와 같이 전기를 축전하는 기능이 없다. 이에 따라, 야간이나 비올 때 등 광을 받을 수 없는 경우에도 태양전지를 사용하기 위해서는 충전 유닛에 전기를 저장하고 이를 사용하여야 한다. 즉, 안정된 태양광 발전시스템을 구축하기 위해서는 충전 유닛이 필요하다. 다만, 태양전지의 출력이 작은 경우, 상기 충전 유닛으로부터 상기 태양전지로 전류가 역류하는 문제가 발생할 수 있다. Solar cells generate power only when they receive light, and they do not have the ability to store electricity like batteries. Accordingly, even when it is not possible to receive light, such as at night or during rain, in order to use a solar cell, electricity must be stored and used in a charging unit. That is, a charging unit is required to build a stable photovoltaic power generation system. However, when the output of the solar cell is small, a problem may occur in which current flows back from the charging unit to the solar cell.
실시예는 블로킹 다이오드가 태양전지의 기판에 직접 형성된 태양전지 모듈을 제공한다. 상기 블로킹 다이오드는 태양전지 모듈과 연결된 충전 유닛이 방전되는 경우, 전류가 충전 유닛으로부터 태양전지로 역류되는 현상을 방지할 수 있다.The embodiment provides a solar cell module in which a blocking diode is formed directly on a substrate of the solar cell. The blocking diode may prevent the current from flowing back from the charging unit to the solar cell when the charging unit connected to the solar cell module is discharged.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판 상에 배치되는 태양전지 유닛; 및 상기 지지기판 상에 배치되며, 상기 태양전지 유닛과 연결되는 블로킹 다이오드를 포함한다.The solar cell module according to the embodiment includes a solar cell unit disposed on a support substrate; And a blocking diode disposed on the support substrate and connected to the solar cell unit.
실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 지지기판 상에 태양전지 유닛을 형성하는 단계; 및 상기 태양전지 유닛과 직렬 연결되는 블로킹 다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.Method for manufacturing a solar cell module according to the embodiment comprises the steps of forming a solar cell unit on a support substrate; And forming a blocking diode connected in series with the solar cell unit.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 블로킹 다이오드를 포함한다. 따라서, 태양전지와 연결되는 충전 유닛이 방전되는 경우, 태양전지 패널로 전류가 역류하는 것을 방지할 수 있다.The solar cell module according to the embodiment includes a blocking diode. Therefore, when the charging unit connected to the solar cell is discharged, it is possible to prevent the current flow back to the solar cell panel.
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 블로킹 다이오드가 상기 지지기판 상에 직접 형성된다. 즉, 상기 지지기판 상면의 모서리 영역(edge)에 블로킹 다이오드를 직접 형성함으로써, 태양전지 모듈의 고집적화가 가능하다.In addition, in the solar cell module according to the embodiment, a blocking diode is directly formed on the support substrate. That is, by directly forming a blocking diode in the edge of the upper surface of the support substrate, high integration of the solar cell module is possible.
또한, 상기 블로킹 다이오드는 태양전지 셀들을 형성하는 과정에서 동시에 형성될 수 있으므로 공정이 단순화되고, 생산성이 향상될 수 있다.In addition, since the blocking diode may be simultaneously formed in the process of forming the solar cells, the process may be simplified and productivity may be improved.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 회로도이다.
도 2은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.
도 3은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 태양전지의 광차단부의 단면도이다.
도 5 내지 도 11은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 제조하는 방법을 도시한 단면도이다.1 is a circuit diagram schematically showing a circuit configuration of a solar cell module according to an embodiment.
2 is a plan view of a solar cell module according to an embodiment.
3 is a cross-sectional view of a solar cell module according to an embodiment.
4 is a cross-sectional view of the light blocking unit of the solar cell according to the embodiment.
5 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the solar cell module according to the embodiment.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
In the description of the embodiments, where each substrate, layer, film, or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, or electrode, etc. , "On" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through other components. In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 회로도이다. 도 2는 실시예에 따른 태양전지 모듈의 평면도이다.1 is a circuit diagram schematically showing a circuit configuration of a solar cell module according to an embodiment. 2 is a plan view of a solar cell module according to an embodiment.
태양전지는 광을 받을 때에만 발전을 할 수 있으며, 건전지와 같이 전기를 축전하는 기능이 없다. 이에 따라, 야간이나 비올 때 등 광을 받을 수 없는 경우에 태양전지를 사용하기 위해서는, 광에 의해 발전된 전기를 충전 유닛에 저장할 필요가 있다. 즉, 안정된 태양광 발전시스템을 구축하기 위해서는 충전 유닛이 필요하다. 상기 충전 유닛으로는 대용량의 축전지 등이 사용될 수 있다. Solar cells can only generate electricity when they receive light, and they do not have the ability to store electricity like batteries. Accordingly, in order to use a solar cell when light cannot be received at night or during rain, it is necessary to store electricity generated by light in a charging unit. That is, a charging unit is required to build a stable photovoltaic power generation system. A large capacity storage battery or the like may be used as the charging unit.
다만, 상기 태양전지의 출력이 작거나 상기 충전 유닛이 방전되는 경우, 상기 충전 유닛으로부터 상기 태양전지로 전류가 역류하는 현상이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 전류가 역류하는 것을 방지하고 순방향으로 전류가 흐르도록 제어하는 장치가 필요하다.However, when the output of the solar cell is small or the charging unit is discharged, a phenomenon in which current flows back from the charging unit to the solar cell may occur. In order to solve this problem, there is a need for a device which prevents the current from flowing backward and controls the current to flow in the forward direction.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)은 지지기판(100) 상에, 태양전지 유닛(20)과 연결되는 블로킹 다이오드(30)를 포함한다. 즉, 상기 태양전지 모듈은 충전 유닛(40)이 방전되는 경우, 상기 태양전지 모듈(10)로 전류가 역류하는 것을 방지하기 위하여 상기 블로킹 다이오드(30)를 상기 지지기판(100) 상에 형성한다. In order to solve this problem, the
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)에 있어서, 상기 블로킹 다이오드(30)는 정션 박스(Junction Box)가 아닌 상기 지지기판(100) 상에 직접 배치된다. 예를 들어, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100) 상면의 모서리 영역(edge)에 직접 배치될 수 있다. 따라서, 상기 태양전지 모듈(10)의 고집적화를 가능하게 한다. In addition, in the
또한, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 태양전지 유닛(20)을 형성하는 과정에서 동시에 형성된다. 따라서, 상기 블로킹 다이오드(30)를 제조하는 공정이 단순화되어 태양전지 모듈의 생산성이 향상될 수 있다.In addition, the
실시예에 따른 태양전지 모듈(10)은 지지기판(100) 상에 배치되는 태양전지 유닛(20) 및 상기 태양전지 유닛(20)과 연결되는 블로킹 다이오드(30)를 포함한다. 상기 태양전지 유닛(20)은 상기 지지기판(100)에 직접 접촉하며 배치될 수 있다. The
상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100)에 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100)에 직접 접촉하며, 상기 태양전지 유닛(20) 옆에 배치될 수 있다. The
상기 태양전지 유닛(20)과 상기 블로킹 다이오드(30)는 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 상기 태양전지 유닛(Unit)과 상기 블로킹 다이오드(30)는 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. The
실시예에 따른 태양전지 모듈(10)은 추가로 제 1 버스바(810) 및 제 2 버스바(820)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 버스바(810)는 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 예를 들어, 상기 제 1 버스바(810) 및 상기 제 2 버스바(820)는 상기 지지기판(100) 상에 직접 접촉하여 배치될 수 있다. The
또한, 상기 제 1 버스바(810)는 상기 블로킹 다이오드(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 2 버스바(820)는 상기 태양전지 유닛(10)과 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the
도 3은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a solar cell module according to an embodiment.
상기 태양전지 유닛(20)은 상기 지지기판(100) 상에 형성되는 복수개의 태양전지 셀들(C1, C2, C3..)을 포함한다. 상기 복수개의 태양전지 셀들(C1, C2, C3..)은 상기 지지기판(100)상에 직접 접촉하여 배치될 수 있다. The
상기 복수개의 태양전지 셀들(C1, C2, C3..)은 서로 전기적으로 연결되어 있다. 상기 복수개의 태양전지 셀들(C1, C2, C3..)은 각각 직렬로 연결될 수 있다. 즉, 상기 태양전지 유닛(20)은 서로 직렬로 연결되어 있는 복수개의 태양전지 셀들(C1, C2, C3..)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제1셀(C1)에 형성된 상기 전면전극층(600)은 상기 제2셀(C2)에 형성된 광 흡수층(300)과 접속배선(700)에 의해 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 제1셀(C1) 및 상기 제2셀(C2)은 서로 직렬로 연결된다. 상기와 같은 구성에 의하여 상기 제1셀(C1) 내지 상기 제4셀(C4)은 직렬로 연결될 수 있다. The plurality of solar cells C1, C2, C3 .. are electrically connected to each other. The plurality of solar cells C1, C2, C3 .. may be connected in series. That is, the
상기 태양전지 유닛(20)은 상기 지지기판(100) 상에 배치되는 후면전극층(200), 상기 후면전극층(200) 상에 광 흡수층(300), 상기 광 흡수층 상에 버퍼층(400), 상기 버퍼층 상에 고저항 버퍼층(500), 상기 고저항 버퍼층 상에 전면전극층(600)을 포함한다. 예를 들어, 상기 태양전지 유닛(20)은 상기 지지기판(100) 상에, 상기 후면전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 전면전극층(600)이 순처적으로 서로 직접 접촉하며 배치된 것을 포함할 수 있다. The
상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.The
상기 후면전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 즉, 상기 후면전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 직접 접촉하여 배치될 수 있다.The
상기 후면전극층(200)은 도전층이다. 예를 들어, 상기 후면전극층(200)은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 후면전극층(200)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.The
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 외부의 광을 입사받아, 전기 에너지로 변환시킨다. 상기 광 흡수층(300)은 광전효과에 의해서 광 기전력을 생성한다. 상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ계 화합물을 포함한다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)Se2, CIGS계) 화합물을 포함한다.The
이와는 다르게, 상기 광 흡수층(300) 은 구리-인듐-셀레나이드계(CuInSe2, CIS계) 화합물 또는 구리-갈륨-셀레나이드계(CuGaSe2, CIS계) 화합물을 포함할 수 있다.Alternatively, the
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴(CdS)를 포함한다. 이때, 상기 버퍼층(400)은 n형 반도체 층이고, 상기 광 흡수층(300)은 p형 반도체 층이다. 따라서, 상기 광 흡수층(300) 및 버퍼층(400)은 pn 접합을 형성한다.The
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300)과 이후 형성될 전면전극층(600) 사이에 배치된다. 즉, 상기 광 흡수층(300)과 상기 전면전극층(600)은 격자상수와 에너지 밴드갭의 차이가 크기 때문에, 밴드갭이 두 물질의 중간에 위치하는 상기 버퍼층(400)을 삽입하여 양호한 접합을 형성할 수 있다.The
상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1 eV 내지 3.3 eV 이다.The high
이어서, 상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 예를 들어, 상기 전면전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질을 적층하여 형성될 수 있다. 상기 투명한 도전물질을 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 적층시킬 때, 상기 투명한 도전물질이 상기 제2 관통홈들(TH2)의 내부에도 삽입되어, 상기 접속배선(700)을 형성할 수 있다. 상기 접속배선(700)은 상기 후면전극층(200)과 상기 전면전극층(600)을 전기적으로 연결할 수 있다.Subsequently, the
즉, 상기 전면전극층(600)과 상기 접속배선(700)은 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 전면전극층(600)은 상기 광 흡수층(300)과 pn접합을 형성하는 윈도우(window)층으로서, 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 한다. 상기 전면전극층(600)은 투명하며, 도전층이다. 또한, 상기 전면전극층(600)의 저항은 상기 후면전극층(200)의 저항보다 높다.That is, the
상기 전면전극층(600)은 산화물을 포함한다. 예를 들어, 상기 전면전극층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 들 수 있다.
The
상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 블로킹 다이오드(30)는 태양전지 모듈(10)과 연결되는 충전 유닛(40)이 방전하는 경우, 상기 태양전지 모듈(10)로 전류가 역류하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 태양전지 모듈(10)은 상기 블로킹 다이오드(30)에 의해 보호할 수 있다The blocking
실시예에 따른 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100) 상에 배치된 접속전극(210), 상기 접속전극(210) 상에 배치된 제 1 도전층(310), 및 상기 제 1 도전층(310) 상에 배치된 제2 도전층(610)을 포함한다. 예를 들어, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100), 상기 접속전극(210), 상기 제 1 도전층(310), 및 상기 제 2 도전층(610)이 순차적으로 서로 직접 접촉하여 배치될 수 있다. According to an embodiment, the blocking
이와는 다르게, 도 3에서와 같이 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 제 1 도전층(310)과 상기 제 2 도전층(610) 사이에 배치될 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 3, the blocking
상기 접속전극(210)은 상기 태양전지 유닛(20)의 상기 후면전극층(200)과 서로 연결될 수 있다. 즉, 상기 접속전극(210)과 상기 후면전극층(200)은 직접 접촉하여 연결되는 것일 수 있다. 예들 들어, 도 3을 참조하면, 상기 블로킹 다이오드(30)의 접속전극(210)과 상기 제1셀(C1)의 후면전극층(200)은 직접 접촉하여 연결된다. 이에 따라, 상기 블로킹 다이오드(30)와 상기 태양전지 유닛(20)은 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다. The
상기 제 1 도전층(310)은 상기 광 흡수층(300)과 동일한 물질일 수 있다. 상기 제 1 도전층(310)은 상기 기재한 광 흡수층(300)에 관한 내용을 모두 포함할 수 있으며, 편의상 중복기재를 생략한다. The first
또한, 상기 제 2 도전층(610)은 상기 전면전극층(600)과 동일한 물질일 수 있다. 또한, 상기 제 2 도전층(610)은 상기 기재한 전면전극층(600)에 관한 내용을 모두 포함할 수 있으며, 편의상 중복기재를 생략한다. In addition, the second
상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 태양전지 유닛(20)을 형성하기 위한 각 층의 증착 및 패터닝 공정에서 형성된다. 즉, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 태양전지 유닛(20)과 동시에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)과 상기 제 1 도전층(310)은 동일한 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 또한, 상기 전면전극층(600)과 상기 제 2 도전층(610)은 동일한 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 블로킹 다이오드(30)의 제조 공정은 단순화 되며, 결과적으로 태양전지 모듈(10)의 생산성이 향상될 수 있다. The blocking
또한, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100) 상에 직접 형성된다. 즉, 상기 블로킹 다이오드(30)는 정션박스(Junction Box)가 아닌 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 예를 들어, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100)의 에지(Edge) 영역에 형성될 수 있다. 상기 에지 영역은 상기 지지기판(100) 상에 상기 태양전지 유닛(20)이 형성되지 않은 영역을 말한다. 더 자세하게, 상기 에지 영역은 상기 태양전지 유닛(20)이 배치되어 있지 않으며, 상기 지지기판(100) 상의 둘레 영역을 포함할 수 있다.In addition, the blocking
이에 따라, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 지지기판(100) 상면의 모서리 영역(edge)에 형성되므로 소자의 고집적화가 가능하다.Accordingly, since the blocking
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 광차단부(50)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광차단부(50)는 상기 지지기판(100)의 에지 영역 및 상기 블로킹 다이오드(30)를 둘러싸며 배치될 수 있다. 상기 광차단부(50)는 외부로부터 상기 블로킹 다이오드(30)로 광이 입사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 광차단부(50) 및 상기 블로킹 다이오드(30) 사이에는 추가로 충전재(60) 등이 형성될 수 있다.
Referring to FIG. 4, the solar cell module according to the embodiment may further include a
도 5 내지 도 11은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 제조하는 방법을 도시한 단면도이다. 본 제조방법에서는 앞서 설명한 태양전지 모듈을 참고하여 설명한다. 본 제조방법에 대한 설명에, 앞선 태양전지 모듈에 관한 설명은 본질적으로 결합될 수 있다.5 to 11 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the solar cell module according to the embodiment. In this manufacturing method will be described with reference to the above-described solar cell module. In the description of the present manufacturing method, the foregoing description of the solar cell module can be essentially combined.
실시예에 따른 태양전지 모듈(10)을 제조하는 방법은 상기 지지기판(100) 상에 상기 태양전지 유닛(20)을 형성하는 단계; 및 상기 태양전지 유닛(20)과 직렬 연결되는 블로킹 다이오드(30)를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 태양전지 유닛(20)을 형성하는 단계 및 상기 블로킹 다이오드(10)를 형성하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.Method for manufacturing a
상기 태양전지 유닛(20)을 형성하는 단계는, 상기 지지기판(100) 상에 상기 후면전극층(200)을 형성하는 단계; 상기 후면전극층(200) 상에 광 흡수층(300)을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층(300) 상에 전면전극층(600)을 형성하는 단계를 포함한다. 필요한 경우, 상기 태양전지 유닛(20)을 형성하는 단계는 상기 광 흡수층(300)을 배치한 후에, 상기 광 흡수층(300) 상에 상기 버퍼층(400), 상기 버퍼층(400) 상에 상기 고저항 버퍼층(500)을 추가로 형성할 수 있다. The forming of the
상기 블로킹 다이오드(30)를 형성하는 단계는, 상기 지지기판(100) 상에 접속전극(210)을 형성하는 단계; 상기 접속전극(210) 상에 제 1 도전층(310)을 형성하는 단계; 상기 제 1 도전층(310) 상에 제 2 도전층(610)을 형성하는 단계를 포함한다. 필요한 경우, 상기 블로킹 다이오드(20)를 형성하는 단계는 상기 제 1 도전층(310)을 형성한 후에, 상기 제 1 도전층(310) 상에 상기 버퍼층(400), 상기 버퍼층(400) 상에 상기 고저항 버퍼층(500)을 추가로 형성할 수 있다. The forming of the blocking
도 5를 참조하면, 상기 지지기판(100) 상에 상기 후면전극층(200) 및 상기 접속전극(210)을 형성한다. Referring to FIG. 5, the
상기 후면전극층(200) 및 상기 접속전극(210)은 상기 지지기판(100) 상에 후면전극막을 형성한 후, 포토 리소그라피(photo-lithography) 공정으로 패터닝 되어 형성될 수 있다. 또는, 상기 지지기판(100) 상에 마스크를 배치시킨 후, 각 영역에만 상기 후면전극층(200) 및 상기 접속전극(210)이 형성되도록 할 수도 있다. 즉, 상기 후면전극층(200) 및 상기 접속전극(210)은 동일한 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. The
예를 들어, 상기 후면전극층(200) 및 상기 접속전극(210)은 몰리브덴(Mo) 타겟을 사용하여, 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 형성될 수 있다. 이는, 몰리브덴(Mo)이 가진 높은 전기전도도, 광 흡수층과의 오믹(ohmic) 접합, Se 분위기 하에서의 고온 안정성 때문이다. 또한, 상기 후면전극층(200) 및 상기 접속전극(210)은 두 개 이상의 층들을 포함할 수 있다. 이때, 각각의 층들은 같은 금속으로 형성되거나, 서로 다른 금속으로 형성될 수 있다.For example, the
상기 후면전극층(200) 및 상기 접속전극(210)에는 제 1 관통홈들(TH1, TH1')이 형성된다. 상기 제 1 관통홈들(TH1, TH1')은 상기 지지기판(100)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 상기 제 1 관통홈들(TH1, TH1')은 평면에서 보았을 때, 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 관통홈들(TH1)의 폭은 약 80 ㎛ 내지 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.First through holes TH1 and TH1 'are formed in the
상기 제 1 관통홈들(TH1, TH1')에 의해서, 상기 후면전극층(200)은 다수 개의 후면전극들 및 접속전극(210)으로 구분된다. 즉, 상기 제 1 관통홈들(TH1, TH1')에 의해서, 상기 후면전극들 및 상기 접속전극(210)이 정의된다.The
상기 후면전극들 및 상기 접속전극(210)은 상기 제 1 관통홈들(TH1, TH1')에 의해서 서로 이격된다. 상기 후면전극들 및 상기 접속전극(210)은 스트라이프 형태로 배치된다. 이와는 다르게, 상기 후면전극들은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 이때, 상기 제 1 관통홈들(TH1, TH1')은 평면에서 보았을 때, 격자 형태로 형성될 수 있다.The back electrodes and the
도 6을 참조하면, 상기 후면전극층(200) 상에 상기 광 흡수층(300)이 형성된다. 상기 광 흡수층(300)의 일부는 이후 공정에 의하여 상기 제 1 도전층(310)으로 분리될 수 있다. 즉, 상기 광 흡수층(300) 및 상기 제 1 도전층(310)은 동일한 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 상기 광 흡수층(300) 및 상기 제 1 도전층(310)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the
상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ계 화합물을 포함한다. 더 자세하게, 상기 광 흡수층(300) 은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)Se2, CIGS계) 화합물을 포함한다. 이와는 다르게, 상기 광 흡수층(300) 은 구리-인듐-셀레나이드계(CuInSe2, CIS계) 화합물 또는 구리-갈륨-셀레나이드계(CuGaSe2, CIS계) 화합물을 포함할 수 있다.The light
상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서, 구리 타겟, 인듐 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하여, 상기 후면전극층(200) 상에 CIG계 금속 프리커서(precursor)막이 형성된다. 이후, 상기 금속 프리커서막은 셀레니제이션(selenization) 공정에 의해서, 셀레늄(Se)과 반응하여 CIGS계 광 흡수층(300)이 형성된다. 또한, 상기 금속 프리커서막을 형성하는 공정 및 셀레니제이션 공정 동안에, 상기 지지기판(100)에 포함된 알칼리(alkali) 성분이 상기 후면전극층(200)을 통해서, 상기 금속 프리커서막, 상기 광 흡수층(300)에 확산된다. 알칼리(alkali) 성분은 상기 광 흡수층(300)의 그레인(grain) 크기를 향상시키고, 결정성을 향상시킬 수 있다.In order to form the
이와는 다르게, 상기 광 흡수층(300)은 구리, 인듐, 갈륨, 셀레나이드(Cu, In, Ga, Se)를 동시증착법(co-evaporation)에 의해 형성할 수도 있다. 또한, 상기 광 흡수층(300)에 포함된 물질은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 채워진다.Alternatively, the
이어서, 상기 광 흡수층(300) 상에 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성된다. Then, the
도 7을 참조하면, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)에는 제 2 관통홈들(TH2)이 형성된다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 기계적인(mechnical) 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 후면전극층(200)의 일부가 노출된다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 광 흡수층(300)을 관통한다. 또한, 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 후면전극층(200)의 상면을 노출하는 오픈영역이다.Referring to FIG. 7, second through holes TH2 are formed in the
상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 인접하여 형성된다. 즉, 상기 제 2 관통홈들(TH2)의 일부는 평면에서 보았을 때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)의 옆에 형성된다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)의 폭은 약 80 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The second through grooves TH2 are formed adjacent to the first through grooves TH1. That is, a part of the second through grooves TH2 is formed on the side of the first through grooves TH1 when viewed in plan. The second through grooves TH2 extend in the first direction. The width of the second through grooves TH2 may be about 80 mu m to about 200 mu m, but is not limited thereto.
또한, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 및 상기 고저항 버퍼층(500) 각각은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 다수 개의 광 흡수부들, 다수 개의 버퍼들, 다수 개의 고저항 버퍼들로 각각 정의된다. 즉, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 및 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서 각각 상기 광 흡수부들, 상기 버퍼들, 상기 고저항 버퍼들로 구분된다.Each of the
이어서, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질을 적층하여 전면전극층(600) 및 접속배선(700)을 형성한다. 상기 투명한 도전물질을 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 적층시킬 때, 상기 투명한 도전물질이 상기 제2 관통홈들(TH2)의 내부에도 삽입되어, 상기 접속배선(700)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 전면전극층(600) 과 상기 접속배선(700)은 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 후면전극층(200)과 상기 전면전극층(600)은 상기 접속배선(700)에 의해 전기적으로 연결된다.Subsequently, a transparent conductive material is stacked on the high
상기 전면전극층(600)의 일부는 이후 제 3 관통홈들(TH3)에 의하여 상기 제 2 도전층(620)으로 분리될 수 있다. 즉, 상기 전면전극층(600) 및 상기 제 2 도전층(620)은 동일한 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 상기 광 전면전극층(600) 및 상기 제 2 도전층(620)은 동일한 물질을 포함할 수 있다.A portion of the
상기 전면전극층(600)은 산화물을 포함한다. 상기 전면전극층(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 전면전극층(600)은 상기 지지기판(100) 상에 스퍼터링 공정을 진행하여 알루미늄으로 도핑된 산화 아연으로 형성된다.The
도 9를 참조하면, 상기 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면전극층(600)은 제 3 관통홈들(TH3)에 의해 관통된다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 기계적인(mechnical) 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 후면전극층(200)의 일부가 노출된다. 예를 들어, 상기 제 3 관통홈들(TH3)의 폭은 약 80 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Referring to FIG. 9, the
또한, 상기 태양전지 유닛(20) 과 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의하여 정의될 수 있다. 즉, 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 상기 태양전지 유닛(20) 및 상기 블로킹 다이오드(30)는 서로 구분될 수 있다.In addition, the
예를 들어, 상기 광 흡수층(300)과 상기 제 1 도전층(310)은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서 구분될 수 있다. 즉, 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 상기 광 흡수층(300)의 일부는 상기 제 1 도전층(310)으로 구분된다. 또한, 상기 전면전극층(600)과 상기 제 2 도전층(610)은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서 구분될 수 있다. 즉, 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서, 상기 전면전극층(600) 의 일부는 상기 제 2 도전층(610)으로 구분된다. For example, the
또한, 상기 태양전지 유닛(20)은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의하여 복수개의 태양전지 셀들(C1, C2, C3..)로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 및 상기 고저항 버퍼층(500) 은 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의해서 각각 다수개의 광 흡수층들, 다수개의 버퍼층들, 다수개의 고저항 버퍼층들로 구분된다.In addition, the
상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 인접하는 위치에 형성된다. 더 자세하게, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 옆에 배치된다. 즉, 평면에서 보았을 때, 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 옆에 나란히 배치된다.The third through grooves TH3 are formed at positions adjacent to the second through grooves TH2. More specifically, the third through-holes TH3 are disposed beside the second through-holes TH2. That is, when viewed in plan, the third through grooves TH3 are arranged next to the second through grooves TH2.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 지지기판(100) 상에 버스바들(810, 820)이 형성된다. 상기 버스바들(810, 820)은 상기 지지기판(100) 의 에지(Edge) 영역에 형성되는 제 4 관통홈들(TH4) 상에 형성될 수 있다. 상기 제 4 관통홈들(TH4)은 기계적인(mechnical) 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 후면전극층(200)의 일부가 노출된다. 이후에, 상기 일부 노출된 후면전극층(200) 상에 상기 버스바들(810, 820)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 버스바들은 상기 지지기판(100)의 양 끝단에 형성된 상기 제 4 관통홈들(TH4) 상에 형성될 수 있다.
10 and 11, bus bars 810 and 820 are formed on the
이상에서 설명한 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)은 상기 블로킹 다이오드(30)를 포함한다. 따라서, 상기 태양전지 모듈(10)과 연결되는 충전 유닛(30)이 방전하는 경우, 상기 태양전지 모듈(10)로 전류가 역류하는 것을 방지할 수 있으며, 결과적으로 상기 태양전지 모듈(10)을 보호할 수 있다The
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈(10)은 상기 블로킹 다이오드(30)가 정션박스(Junction Box)가 아닌 모듈 내부, 즉, 상기 지지기판(100) 상면의 모서리 영역(edge)에 형성된다. 따라서, 소자의 고집적화가 가능하다. In addition, in the
또한, 상기 블로킹 다이오드(30)는 상기 태양전지 유닛(20)을 형성하기 위한 증착 및 패터닝 공정에서 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 태양전지 모듈(10)의 제조 공정은 단순화 되고, 생산성은 향상될 수 있다.
In addition, the blocking
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
Claims (15)
상기 지지기판 상에 배치되며, 상기 태양전지 유닛과 연결되는 블로킹 다이오드를 포함하고,
상기 태양전지 유닛은,
상기 지지기판 상에 배치되는 후면전극층;
상기 후면전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 및
상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면전극층을 포함하고,
상기 블로킹 다이오드는,
상기 지지기판 상에 배치된 접속전극;
상기 접속전극 상에 배치된 제 1 도전층; 및
상기 제 1 도전층 상에 배치된 제2 도전층을 포함하고,
상기 접속전극 상에 배치되며, 상기 블로킹 다이오드와 전기적으로 연결되는 제 1 버스바; 및
상기 후면전극층 상에 배치되며, 상기 태양전지 유닛과 전기적으로 연결되는 제 2 버스바를 포함하는 태양전지 모듈.
A solar cell unit disposed on a support substrate; And
A blocking diode disposed on the support substrate and connected to the solar cell unit;
The solar cell unit,
A rear electrode layer disposed on the support substrate;
A light absorbing layer disposed on the back electrode layer; And
And a front electrode layer disposed on the light absorbing layer,
The blocking diode,
A connection electrode disposed on the support substrate;
A first conductive layer disposed on the connection electrode; And
A second conductive layer disposed on the first conductive layer,
A first bus bar disposed on the connection electrode and electrically connected to the blocking diode; And
A solar cell module disposed on the back electrode layer, the solar cell module comprising a second bus bar electrically connected to the solar cell unit.
상기 태양전지 유닛과 상기 블로킹 다이오드는 직렬 연결되는 것인 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The solar cell module and the blocking diode is a solar cell module is connected in series.
상기 블로킹 다이오드는 상기 지지기판의 에지(Edge) 영역에 형성되는 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The blocking diode is a solar cell module formed in the edge (Edge) area of the support substrate.
상기 지지지판의 에지 영역 및 상기 블로킹 다이오드를 둘러싸며 배치되는 광차단부를 포함하는 태양전지 모듈.
The method of claim 4, wherein
And a light blocking unit surrounding the edge region of the support plate and the blocking diode.
상기 태양전지 유닛은 직렬로 연결된 복수개의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The solar cell unit is a solar cell module including a plurality of solar cells connected in series.
상기 접속전극과 상기 후면전극층은 집적 접촉하여 연결되는 것인 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The connection electrode and the back electrode layer is a solar cell module that is connected in integral contact.
상기 광 흡수층과 상기 제 1 도전층은 서로 동일한 물질로 형성되고,
상기 전면전극층과 상기 제 2 도전층은 서로 동일한 물질로 형성되는 태양전지 모듈.
The method of claim 1,
The light absorbing layer and the first conductive layer are formed of the same material as each other,
The front electrode layer and the second conductive layer is a solar cell module formed of the same material.
상기 태양전지 유닛과 직렬 연결되는 블로킹 다이오드를 형성하는 단계;
상기 블로킹 다이오드와 전기적으로 연결되는 제 1 버스바를 형성하는 단계; 및
상기 태양전지 유닛과 전기적으로 연결되는 제 2 버스바를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 태양전지 유닛을 형성하는 단계는,
상기 지지기판 상에 후면전극층을 형성하는 단계;
상기 후면전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 및
상기 광 흡수층 상에 전면전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 블로킹 다이오드를 형성하는 단계는,
상기 지지기판 상에 접속전극을 형성하는 단계;
상기 접속전극 상에 제 1 도전층을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 도전층 상에 제 2 도전층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 버스바는 상기 접속전극 상에 배치되고, 상기 제 2 버스바는 상기 후면전극층 상에 배치되는 태양전지 모듈의 제조방법.
Forming a solar cell unit on a support substrate;
Forming a blocking diode connected in series with the solar cell unit;
Forming a first busbar electrically connected with the blocking diode; And
Forming a second bus bar electrically connected to the solar cell unit,
Forming the solar cell unit,
Forming a back electrode layer on the support substrate;
Forming a light absorbing layer on the back electrode layer; And
Forming a front electrode layer on the light absorbing layer;
Forming the blocking diode,
Forming a connection electrode on the support substrate;
Forming a first conductive layer on the connection electrode; And
Forming a second conductive layer on the first conductive layer,
The first bus bar is disposed on the connection electrode, the second bus bar is disposed on the back electrode layer manufacturing method of a solar cell module.
상기 태양전지 유닛을 형성하는 단계 및 상기 블로킹 다이오드를 형성하는 단계는 동시에 수행되는 것인 태양전지 모듈의 제조방법.
The method of claim 11,
Forming the solar cell unit and forming the blocking diode are performed simultaneously.
상기 광 흡수층과 상기 제 1 도전층은 동일한 공정에 의해 동시에 형성되고,
상기 전면전극층과 상기 제2 도전층은 동일한 공정에 의해 동시에 형성되는 태양전지 모듈의 제조방법.The method of claim 11,
The light absorbing layer and the first conductive layer are formed at the same time by the same process,
The front electrode layer and the second conductive layer is a method of manufacturing a solar cell module formed by the same process at the same time.
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JP2008192754A (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Sharp Corp | Thin-film solar battery and thin-film solar battery module |
JP2009081160A (en) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Citizen Holdings Co Ltd | Solar cell and electronic device |
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- 2011-08-01 KR KR1020110076746A patent/KR101262562B1/en not_active IP Right Cessation
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