JP2012532456A - 太陽光発電装置 - Google Patents

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Abstract

太陽光発電装置が開示される。太陽光発電装置は、基板と、前記基板上に配置される第１セルと、前記基板上に配置され、前記第１セルを囲む第２セルと、を含む。
【選択図】図１１

Description

実施例は、太陽光発電装置に関するものである。
最近、エネルギの需要が増加するに連れ、太陽光エネルギを電気エネルギに変換させる太陽電池に関する開発が進められている。
特に、ガラス基板、金属後面電極層、ｐ型ＣＩＧＳ系光吸収層、高抵抗バッファ層、ｎ型窓層などを含む基板構造のｐｎへテロ接合装置であるＣＩＧＳ系太陽電池が広く使用されている。
このような太陽電池の性能を向上させるための研究が進められている。
実施例は、セル間の偏差を減少させ、それぞれのセル自体で位置による偏差を減少させ、電気的な特性を向上させ、活性領域の面積を向上させ、全体的に向上させられた光−電変換効率を有する太陽光発電装置を提供する。
一実施例による太陽光発電装置は、基板と、前記基板上に配置される第１セルと、前記基板上に配置され、前記第１セルを囲む第２セルと、を含む。
一実施例による太陽光発電装置は、基板と、前記基板上に配置され、前記基板中心の周囲に沿って延長される第１溝を含む裏面電極層と、前記裏面電極層上に配置され、前記基板中心の周囲に沿って延長される第２溝を含む光吸収層と、前記裏面電極層上に配置され、前記基板中心の周囲に沿って延長される第３溝と、を含むウィンドウ層を含む。
実施例による太陽光発電装置は、第１セル及び第１セルを囲む第２セルを含む。即ち、実施例による太陽光発電装置は平面から見たとき、基板の中心を順番に囲むセルを含んでもよい。
従って、太陽光によって生成される電子は外郭領域のセルから中央部分に位置するセルに移動するか、これとは反対方向に移動することができる。この際、電子は中央部分から外郭部分に移動するため、一端から他端に移動する場合より更に短い経路で移動する。
実施例による太陽光発電装置は電子を短い経路で移動させるため、抵抗などによる損失を減少させることができる。これによって、実施例による太陽光発電装置は向上された発電効率を有する。
また、基板の中央部分と外郭部分の工程温度などのような工程条件の差によって、太陽光発電装置を構成するそれぞれの層の厚さが異なり得る。例えば、それぞれの層の厚さは中央部分から外郭部分に行くほど更に薄くなってもよい。即ち、それぞれの層の特性は、基板の中央部分から外郭部分に進行するにつれ異なり得る。
この際、実施例による太陽光発電装置のセルは基板の中心を順番に囲むため、それぞれのセルの特性は均一に維持され得る。即ち、前記セルは前記基板の中心から一定の距離を維持しながら延長され得るため、それぞれのセルの位置による厚さなどのような特性の偏差が減少され得る。
また、セルを互いに比較する際の厚さなどの特性の差は、面積によって補償され得る。即ち、外郭部分の単位面積当たり出力が低いセルは広い平面積を有してもよく、中央部分の単位面積当たり出力が高いセルは小さい平面積を有してもよい。
これによって、セル間の出力の特性の差が補償され得る。また、セル間の特性の偏差が減少されることによって、実施例による太陽光発電装置は全体的に安定された出力を有する。
また、太陽光発電装置は円形プレート状を有してもよい。従って、外郭部分が除去される工程（ｅｄｇｅ ｄｅｌｅｔｉｏｎ）によって、形成される非活性領域の面積を最小化することができる。
即ち、四角形状を有する太陽光発電装置より、本実施例による太陽光発電装置は更に小さい面積の非活性領域を有する。
従って、実施例による太陽光発電装置は、向上された光−電変換効率を有することができる。
第１実施例による太陽光発電装置を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。 図１のＢ−Ｂを’に沿って切断した断面図である。 図１のＣ−Ｃ’に沿って切断した断面を示す断面図である。 第２実施例による太陽光発電装置を示す図である。 図５のＤ−Ｄ’に沿って切断した断面を示す断面図である。 図５のＥ−Ｅ’に沿って切断した断面を示す断面図である。 第３実施例による太陽光発電装置を示す平面図である。 図８のＦ−Ｆ’に沿って切断した断面を示す断面図である。 図８のＧ−Ｇ’に沿って切断した断面を示す断面図である。 第３実施例による太陽光発電装置を製造する過程を示す断面図である。 第３実施例による太陽光発電装置を製造する過程を示す断面図である。 第３実施例による太陽光発電装置を製造する過程を示す断面図である。 第４実施例による太陽光発電装置の断面を示す断面図である。 第４実施例による太陽光発電装置を製造するための過程を示す図である。 第４実施例による太陽光発電装置を製造するための過程を示す図である。 第４実施例による太陽光発電装置を製造するための過程を示す図である。
実施例の説明において、各基板、層、膜又は電極などが各基板、層、膜、又は電極などの「上（ｏｎ）」に、又は「下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものとして記載される場合において、「上（ｏｎ）」と「下（ｕｎｄｅｒ）」は、「直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」又は「他の構成要素を介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）」形成されるものを全て含む。また、各構成要素の上又は下に対する基準は、図面を基準に説明する。図面における各構成要素の大きさは説明のために誇張されてもよく、実際に適用される大きさを意味するものではない。
図１は、第１実施例による太陽光発電装置を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ’に沿って切断した断面図である。図４は、図１のＣ−Ｃ’に沿って切断した断面を示す断面図である。
図１乃至図４を参照すると、第１実施例による太陽光発電装置は、支持基板１００、多数個のセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）、第１バスバ７１０及び第２バスバ７２０を含む。
前記支持基板１００は、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）、前記第１バスバ７１０及び前記第２バスバ７２０を支持する。前記支持基板１００はプレート状を有する。更に詳しくは、前記支持基板１００は円形又は楕円形のプレート状を有する。
前記支持基板１００は、ガラス基板、プラスティック基板又は金属基板であってもよい。更に詳しくは、前記支持基板１００はソーダライムガラス基板であってもよい。
前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は前記支持基板１００上に配置される。前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）のうち一つのＣ１は平面から見たとき、前記基板の中央部分に配置される。また、残りのセル（Ｃ２，Ｃ３，・・・）は、前記中央部分に配置されるセルＣ１の周囲を順番に囲む。
前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は、第１セルＣ１、第２セルＣ２、第３セルＣ３、及び第４セルＣ４であってもよい。
前記第１セルＣ１は、前記基板の中央部分に配置される。更に詳しくは、前記第１セルＣ１は前記基板の中心に対応して配置される。前記第１セルＣ１は前記支持基板１００上に配置され、島状を有してもよい。また、前記第１セルＣ１は円又は楕円状を有してもよい。
前記第２セルＣ２は、前記第１セルＣ１を囲む。即ち、第２セルＣ２は前記支持基板１００上に配置され、前記第１セルＣ１の周囲に配置される。前記第２セルＣ２は前記第１セルＣ１より外郭に配置され、平面から見たとき、一部がオープンされた輪状を有する。
前記第２セルＣ２は前記第１セルＣ１を周囲に沿って延長される形状を有してもよい。更に詳しくは、前記第２セルＣ２は前記支持基板１００の中心からの距離が一定になるよう、前記第１セルＣ１の周囲に沿って延長されてもよい。
前記第３セルＣ３は前記第２セルＣ２を囲む。即ち、第３セルＣ３は前記支持基板１００上に配置され、前記第２セルＣ２の周囲に配置される。前記第３セルＣ３は前記第２セルＣ２より外郭に配置され、平面から見たとき、一部がオープンされた輪状を有する。
前記第３セルＣ３は、前記第２セルＣ２の周囲に沿って延長される形状を有してもよい。更に詳しくは、前記第３セルＣ３は前記支持基板１００の中心から一定の距離を維持し、前記第２セルＣ２の周囲に沿って延長されてもよい。
前記第４セルＣ４は前記第３セルＣ３を囲む。即ち、第４セルＣ４は前記支持基板１００上に配置され、前記第３セルＣ３の周囲に配置される。前記第４セルＣ４は前記第３セルＣ３より外郭に配置される。前記第４セルＣ４は最外郭に配置される。即ち、前記第４セルＣ４は前記支持基板１００の外郭に対応して配置される。
前記第４セルＣ４は平面から見たとき、オープンされた輪状を有する。前記第４セルＣ４は前記第３セルＣ３の周囲に沿って延長される形状を有する。更に詳しくは、前記第４セルＣ４は前記支持基板１００の中心から一定の距離を維持し、前記第３セルＣ３の周囲に沿って延長されてもよい。
このように、前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）は中央分から外郭部分に順番に配置される。また、前記第２乃至第４セル（Ｃ２・・・Ｃ４）は順番に前記第１セルＣ１を囲む。また、前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）は互いに隣接するセル同士に直列に連結される。
前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の面積は互いに対応されてもよい。即ち、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の面積は、互いに実質的に同じであってもよい。これとは異なって、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の平面積は中央部分から外郭部分に行くほど更に広くなってもよい。
例えば、前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）の面積が互いに同じであるか、前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）順に面積が更に広くなってもよい。
図１では前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）が示されているが、これに限らず、更に数多くのセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）が前記支持基板１００上に配置されてもよい。
また、それぞれのセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は、前記支持基板１００上に順番に積層された裏面電極、光吸収部、バッファ、高抵抗バッファ及びウィンドウを含む。
また、図１及び図２に示したように、前記第２乃至第４セルＣ２，Ｃ４は前記支持基板１００の上面を露出するオープン領域ＯＲを含む。即ち、前記オープン領域ＯＲは、前記第２乃至第４セルＣ２，Ｃ４の一部が除去されて形成されてもよい。
前記オープン領域ＯＲの幅は前記第１バスバ７１０の幅より大きい。前記オープン領域ＯＲは、前記第１セルＣ１から前記支持基板１００の外郭領域に延長される形状を有する。
図１、図２及び図４を参照すると、前記第１バスバ７１０は前記支持基板１００上に配置される。前記第１バスバ７１０は前記オープン領域ＯＲに配置される。また、前記第１バスバ７１０は、前記第１セルＣ１から前記支持基板１００の外郭部分に延長される形状を有する。
前記第１バスバ７１０は前記第１セルＣ１に連結される。更に詳しくは、前記第１バスバ７１０は前記第１セルＣ１のウィンドウ６０１に連結される。更に詳しくは、前記第１バスバ７１０は、前記第１セルＣ１のウィンドウ６０１に直接接触する。
前記第２バスバ７２０は前記支持基板１００上に配置される。前記第２バスバ７２０は前記第４セルＣ４に連結される。更に詳しくは、前記第２バスバ７２０は、前記第４セルＣ４のウィンドウ６０４に連結される。更に詳しくは、前記第２バスバ７２０は、前記第４セルＣ４のウィンドウ６０４に直接接触する。
即ち、前記第２バスバ７２０は最外郭のセルに連結される。前記第２バスバ７２０は、前記支持基板１００の外郭に沿って延長される。即ち、前記第２バスバ７２０は前記支持基板１００の外郭に対応して延長される。
前記第２バスバ７２０は、前記第１乃至第３セル（Ｃ１・・・Ｃ３）の周囲を囲む。即ち、前記第２バスバ７２０は、前記第３セルＣ３の周囲に沿って延長される形状を有する。
前記第１バスバ７１０及び前記第２バスバ７２０として使用される物質の例としては、銅又は銀などが挙げられる。
図２乃至図４に示したように、実施例による太陽光発電装置は、多数個の層（２００・・・６００）で形成される構造を有する。即ち、実施例による太陽光発電装置は、裏面電極層２００、光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００、ウィンドウ層６００及び接続電極６０５を含む。
前記裏面電極層２００は、前記支持基板１００上に配置される。前記裏面電極層２００は導電層であり、前記裏面電極層２００として使用される物質の例としては、モリブデンなどが挙げられる。
前記裏面電極層２００には多数個の第１溝Ｐ１が形成される。前記第１溝Ｐ１によって、前記裏面電極層２００は多数個の裏面電極２００で区分される。前記裏面電極２００は、それぞれ前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）に含まれる。
前記第１溝Ｐ１は、前記支持基板１００の中心の周囲に沿って延長される形状を有する。前記第１溝Ｐ１は前記支持基板１００の中心から所定間隔で離隔され、前記支持基板１００の中心を囲むように延長される。更に詳しくは、前記第１溝Ｐ１は、それぞれ前記支持基板１００の中心から一定の距離を維持しながら延長される。
前記第１溝Ｐ１は、例えば３つであってもよく、それぞれの第１溝Ｐ１は互いに異なる前記支持基板１００の中心までを有する。
即ち、前記第１溝Ｐ１のうち一つは中心に最も近く位置し、前記支持基板１００の中心の周囲に沿って延長される。また、前記第１溝Ｐ１のうち他の一つは、前記中心に最も近い溝の周囲に沿って延長される。
前記光吸収層３００は前記裏面電極層２００上に配置される。前記光吸収層３００はＣＩＧＳ系光吸収層３００であってもよい。
前記バッファ層４００は前記光吸収層３００上に配置される。前記バッファ層４００として使用される物質の例としては、硫化カドミウムなどが挙げられる。
前記高抵抗バッファ層５００は前記バッファ層４００の上に配置される。前記高抵抗バッファ層５００として使用される物質の例としては、ドーピングされていないジンクオキサイドなどが挙げられる。
前記光吸収層３００、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００には第２溝Ｐ２が形成される。前記第２溝Ｐ２はそれぞれ前記第１溝Ｐ１に隣接する。同じく、前記第２溝Ｐ２は、前記支持基板１００の中心の周囲に沿って延長される。
前記第２溝Ｐ２は、例えば３つであってもよく、それぞれの第２溝Ｐ２は互いに異なる前記支持基板１００の中心までの距離を有する。
前記第２溝Ｐ２によって、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００は、多数個の光吸収部、多数個のバッファ及び多数個の高抵抗バッファで区分される。
前記ウィンドウ層６００は前記高抵抗バッファ層５００の上に配置される。前記ウィンドウ層６００として使用される物質の例としては、アルミニウムドーピングされたジンクオキサイドなどが挙げられる。
前記ウィンドウ層６００には前記第１溝Ｐ１にそれぞれ隣接する第３溝Ｐ３が形成される。前記第３溝Ｐ３によって、前記ウィンドウ層６００は多数個のウィンドウで区分される。
同じく、前記第３溝Ｐ３は前記支持基板１００の中心の周囲に沿って延長される。
前記第３溝Ｐ３は、例えば３つであってもよく、それぞれの第３溝Ｐ３は互いに異なる前記支持基板１００の中心までの距離を有する。
前記接続電極６０５は前記ウィンドウ層６００及び前記裏面電極層２００を連結する。更に詳しくは、前記接続電極６０５は前記ウィンドウ層６００から延長され、前記裏面電極層２００に接続される。
前記接続電極６０５は前記第２溝Ｐ２の内側に配置される。同じく、前記接続電極６０５は閉ループ形状を有する。
前記第１溝Ｐ１、前記第２溝Ｐ２及び前記第３溝Ｐ３によって前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）が区分される。
実施例による太陽光発電装置は、生成された電荷が中央部分から外郭領域に移動するか外郭領域から中央部分に移動されてもよい。即ち、太陽光によって生成される電流は、前記第１セルＣ１から前記第４セルＣ４に流れるか前記第４セルＣ４から前記第１セルＣ１に流れてもよい。
この際、電流が中央部分と外郭部分との間を移動するため、電子の移動経路が短くなる。即ち、実施例による太陽光発電装置は、一端から他端に電子が移動する場合より更に短い経路で電子を移動させる。
従って、実施例による太陽光発電装置は電子を短い経路で移動させるため、抵抗などによる損失を減少させることができる。これによって、実施例による太陽光発電装置は向上された発電効率を有する。
また、前記支持基板１００の中央部分と外郭部分の工程温度などのような工程条件の差によって、前記裏面電極層２００、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記ウィンドウ層６００の厚さが異なり得る。
例えば、前記層（２００・・・６００）の厚さは中央部分から外郭部分に行くほど更に薄くなってもよい。即ち、それぞれの層（２００・・・６００）の特性は、前記支持基板１００の中心からの距離が遠くなるに連れ異なり得る。
この際、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は前記支持基板１００の中心を順番に囲むため、それぞれのセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の特性は均一に維持され得る。即ち、前記第１セルＣ１は位置によってある程度一定する条件で形成されてもよい。また、前記第２セルＣ１は位置によってある程度一定な条件で形成されてもよい。
これによって、それぞれのセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は、位置によってある程度均一な厚さを有することができる。
また、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の厚さなどの特性の差は面積によって補償され得る。即ち、前記第１セルＣ１は単位面積当たり高い出力を有し、前記第４セルＣ４は単位面積当たり低い出力を有してもよい。
従って、前記第１セルＣ１は小さい平面積を有し、前記第４セルＣ４は広い平面積を有する。結局、前記第１セルＣ１と前記第４セルＣ４は類似した出力を有する。
これによって、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）間の出力の特性の差が補償され得る。また、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）間の特性の偏差が減少されるに連れ、実施例による太陽光発電装置は全体的に安定された出力を有する。
また、太陽光発電装置は円形プレート状を有してもよい。これによって、外郭部分が除去される工程によって、形成される非活性領域の面積を最小化することができる。
従って、実施例による太陽光発電装置は、向上された光−電変換効率を有することができる。
図５は、第２実施例による太陽光発電装置を示す図である。図６は、図５のＤ−Ｄ’に沿って切断した断面を示す断面図である。図７は、図５のＥ−Ｅ’に沿って切断した断面を示す断面図である。本実施例では上述した第１実施例を参照し、絶縁部材に対して追加的に説明する。本実施例の説明において、変形された部分を除いては、上述した実施例が本質的に結合され得る。
図５乃至図７を参照すると、第２乃至第４セル（Ｃ２・・・Ｃ４）にはオープン領域が形成されない。
従って、前記第２乃至第４セル（Ｃ２・・・Ｃ４）は平面から見たとき輪状を有する。即ち、前記第２乃至第４セル（Ｃ２・・・Ｃ４）は閉ループ形状を有する。
即ち、前記第２セルＣ２は第１セルＣ１の周囲を完全に囲み、前記第３セルＣ３は前記第２セルＣ２の周囲を完全に囲む。また、前記第４セルＣ４は前記第３セルＣ３の周囲を完全に囲む。
前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）及び第１バスバ７１０の間に絶縁部材８００が介在される。また、前記絶縁部材８００は前記第１バスバ７１０と対応される形状を有する。即ち、前記絶縁部材８００は、前記第１セルＣ１から外郭方向に延長される。
前記絶縁部材８００は前記第１バスバ７１０と前記第２乃至第４セル（Ｃ２・・・Ｃ４）の間を絶縁する。前記絶縁部材８００として使用される物質の例としては、高分子樹脂などが挙げられる。前記絶縁部材８００として、絶縁テープなどが使用されてもよい。
本実施例による太陽光発電装置はセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の一部を除去するオープン領域を含まず、前記絶縁部材８００を使用するため、太陽光を電気エネルギに変換させる活性領域の面積を増加させることができる。
即ち、オープン領域が形成される太陽光発電装置の場合、セルと第１バスバ７１０を離隔させるため、オープン領域が十分に広くなければならない。言い換えると、セルと第１バスバがショートされないよう、十分な空間が確保されるべきである。
これに対し、前記絶縁部材８００は前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）と前記第１バスバ７１０を上下方向に離隔させるため、活性領域が減少されることを減らすことができる。
従って、本実施例による太陽光発電装置は、向上された光−電変換効率を有する。
図８は、第３実施例による太陽光発電装置を示す平面図である。図９は、図８のＦ−Ｆ’に沿って切断した断面を示す断面図である。図１０は、図８のＧ−Ｇ’に沿って切断した断面を示す断面図である。本実施例では、上述した実施例を参考にして説明する。本実施例の説明において、変形された部分を除いては、上述した実施例が本質的に結合され得る。
図８乃至図１０を参照すると、第３実施例による太陽光発電装置は、支持基板１００、多数個のセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）、第１バスバ７１０及び第２バスバ７２０を含む。
前記支持基板１００は、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）、前記第１バスバ７１０及び前記第２バスバ７２０を支持する。前記支持基板１００はプレート状を有する。更に詳しくは、前記支持基板１００は円形又は楕円形のプレート状を有する。
前記支持基板１００は、ガラス基板、プラスティック基板又は金属基板であってもよい。更に詳しくは、前記支持基板１００はソーダライムガラス基板であってもよい。
前記支持基板１００には貫通ホール１０１が形成される。前記貫通ホール１０１は前記支持基板１００を貫通する。前記貫通ホール１０１は前記支持基板１００の中央部分に形成される。更に詳しくは、前記貫通ホール１０１は前記支持基板１００の真中に形成されてもよい。
前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は前記支持基板１００上に配置される。前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は平面から見たとき、前記貫通ホール１０１を囲む。更に詳しくは、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は前記貫通ホール１０１を順番に囲む。
前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は、第１セルＣ１、第２セルＣ２、第３セルＣ３、及び第４セルＣ４であってもよい。
前記第１セルＣ１は前記貫通ホール１０１を囲む。前記第１セルＣ１は前記支持基板１００上に配置され、前記貫通ホール１０１の周囲に配置される。前記第１セルＣ１は前記支持基板１００の中央部分に配置される。前記第１セルＣ１は円又は楕円状を有してもよい。
前記第２セルＣ２は、前記第１セルＣ１を囲む。即ち、前記第２セルＣ２は前記支持基板１００上に配置され、前記第１セルＣ１の周囲に配置される。前記第２セルＣ２は前記第１セルＣ１より外郭に配置され、平面から見たとき、輪状を有する。即ち、前記第２セルＣ２は閉ループ形状を有する。
前記第３セルＣ３は前記第２セルＣ２を囲む。即ち、第３セルＣ３は前記支持基板１００上に配置され、前記第２セルＣ２の周囲に配置される。前記第３セルＣ３は、前記第２セルＣ２より外郭に配置され、平面から見たとき、輪状を有する。即ち、前記第３セルＣ３は閉ループ形状を有する。
前記第４セルＣ４は前記第３セルＣ３を囲む。即ち、第４セルＣ４は前記支持基板１００上に配置され、前記第３セルＣ３の周囲に配置される。前記第４セルＣ４は前記第３セルＣ３より外郭に配置される。前記第４セルＣ４は最外郭に配置される。即ち、前記第４セルＣ４は、前記支持基板１００の外郭に対応して配置される。
前記第４セルＣ４は平面から見たとき、輪状を有する。即ち、前記第４セルＣ４は閉ループ形状を有する。
このように、前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）は中央分から外郭部分に順番に配置され、順番に前記貫通ホール１０１を囲む。また、前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）は、互いに隣接するセル同士に直列に連結される。
前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の面積は互いに対応されてもよい。即ち、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の面積は互いに実質的に同じであってもよい。これとは異なって、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の平面積は、中央部分から外郭部分に行くほど更に広くなってもよい。
例えば、前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）の面積が互いに同じであるか、前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）の順に面積が更に広くなってもよい。
図８では前記第１乃至第４セル（Ｃ１・・・Ｃ４）が示されているが、これに限らず、更に数多くのセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）が前記支持基板１００上に配置されてもよい。
また、それぞれのセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は、前記支持基板１００上に順番に積層された裏面電極、光吸収部、バッファ、高抵抗バッファ及びウィンドウを含む。
前記第１バスバ７１０は前記支持基板１００の下に配置される。前記第１バスバ７１０は前記第１セルＣ１に連結される。更に詳しくは、前記第１バスバ７１０は、前記第１セルＣ１の裏面電極２１０に連結される。
また、前記第１バスバ７１０は、前記貫通ホール１０１の内側面に配置される連結電極２０１を介して前記第１セルＣ１に連結される。
前記連結電極２０１は、前記第１セルＣ１の裏面電極２１０から延長される。前記連結電極２０１は、前記第１セルＣ１の裏面電極２１０と一体に形成される。前記連結電極２０１は、前記貫通ホール１０１の内側面に全体的に形成されてもよい。
前記第１バスバ７１０の一部は前記貫通ホール１０１の内側に配置され、前記連結電極２０１と直接的に接触する。前記第１バスバ７１０は、前記貫通ホール１０１から前記支持基板１００の外郭に延長される。
前記第２バスバ７２０は前記支持基板１００上に配置される。前記第２バスバ７２０は前記第４セルＣ４に連結される。更に詳しくは、前記第２バスバ７２０は前記第４セルＣ４のウィンドウ６４０に連結される。更に詳しくは、前記第２バスバ７２０は前記第４セルＣ４のウィンドウ６４０に直接接触する。
即ち、前記第２バスバ７２０は最外郭のセルＣ４に連結される。前記第２バスバ７２０は前記支持基板１００の外郭に沿って延長される。即ち、前記第２バスバ７２０は、前記支持基板１００の外郭に対応して延長される。
前記第２バスバ７２０は閉ループ形状を有する。即ち、前記第２バスバ７２０は輪状を有する。
前記第１バスバ７１０及び前記第２バスバ７２０として使用される物質の例としては、銅又は銀などが挙げられる。
図９及び図１０に示したように、第３実施例による太陽光発電装置は、多数個の層（２００・・・６００）で形成される構造を有する。即ち、実施例による太陽光発電装置は、裏面電極層２００、光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００、ウィンドウ層６００及び接続電極６０５を含む。
前記裏面電極層２００は前記支持基板１００上に配置される。前記裏面電極層２００は導電層であり、前記裏面電極層２００として使用される物質の例としては、モリブデンなどが挙げられる。
前記裏面電極層２００には多数個の第１溝Ｐ１が形成される。前記第１溝Ｐ１によって、前記裏面電極層２００は多数個の裏面電極で区分される。前記裏面電極２００はそれぞれ前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）に含まれる。
前記第１溝Ｐ１は前記貫通ホール１０１の周囲に沿って延長される形状を有する。前記第１溝Ｐ１は前記貫通ホール１０１から所定間隔で離隔され、前記貫通ホール１０１を囲むように延長される。更に詳しくは、前記第１溝Ｐ１は、それぞれ前記貫通ホール１０１から一定の距離を維持しながら延長される。
前記第１溝Ｐ１は平面から見たとき、輪状を有する。即ち、前記第１溝Ｐ１は平面から見たとき、閉ループ形状を有する。
前記第１溝Ｐ１は、例えば３つであってもよく、それぞれの第１溝Ｐ１は互いに異なる前記貫通ホールまでの距離を有する。
即ち、前記第１溝Ｐ１のうち一つは前記貫通ホール１０１に最も近い。また、前記第１溝Ｐ１のうち他の一つは、前記貫通ホール１０１に最も近い溝の周囲に沿って延長される。
前記光吸収層３００は前記裏面電極層２００上に配置される。前記光吸収層３００はＣＩＧＳ系光吸収層３００であってもよい。
前記バッファ層４００は、前記光吸収層３００上に配置される。前記バッファ層４００として使用される物質の例としては、硫化カドミウムなどが挙げられる。
前記高抵抗バッファ層５００は前記バッファ層４００の上に配置される。前記高抵抗バッファ層５００として使用される物質の例としては、ドーピングされないジンクオキサイドなどが挙げられる。
前記光吸収層３００、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００には第２溝Ｐ２が形成される。前記第２溝Ｐ２はそれぞれ前記第１溝Ｐ１に隣接する。同じく、前記第２溝Ｐ２は、前記貫通ホール１０１の周囲に沿って延長される。
即ち、前記第２溝Ｐ２は平面から見たとき、輪状、即ち、閉ループ形状を有する。
前記第２溝Ｐ２は、例えば３つであってもよく、それぞれの第２溝Ｐ２は互いに異なる前記貫通ホール１０１までの距離を有する。
前記第２溝Ｐ２によって、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００及び前記高抵抗バッファ層５００は、多数個の光吸収部、多数個のバッファ及び多数個の高抵抗バッファで区分される。
前記ウィンドウ層６００は前記高抵抗バッファ層５００の上に配置される。前記ウィンドウ層６００として使用される物質の例としては、アルミニウムドーピングされたジンクオキサイドなどが挙げられる。
前記ウィンドウ層６００には、前記第１溝Ｐ１にそれぞれ隣接する第３溝Ｐ３が形成される。前記第３溝Ｐ３によって、前記ウィンドウ層６００は多数個のウィンドウで区分される。
前記第３溝Ｐ３は平面から見たとき、輪状、即ち、閉ループ形状を有する。前記第３溝Ｐ３は例えば３つであってもよく、それぞれの第３溝Ｐ３は、互いに異なる前記貫通ホール１０１までの距離を有する。
前記接続電極６０５は前記ウィンドウ層６００及び前記裏面電極層２００を連結する。更に詳しくは、前記接続電極６０５は前記ウィンドウ層６００から延長され、前記裏面電極層２００に接続される。
前記接続電極６０５は前記第２溝Ｐ２の内側に配置される。同じく、前記接続電極６０５は閉ループ形状を有する。
前記第１溝Ｐ１、前記第２溝Ｐ２及び前記第３溝Ｐ３によって前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）が区分される。
また、前記連結電極２０１は前記裏面電極層２００と連結される。更に詳しくは、前記連結電極２０１は前記裏面電極層２００から延長される。
前記第１バスバ７１０は、前記連結電極２０１を介して前記裏面電極層２００と連結される。また、前記第２バスバ７２０は前記ウィンドウ層６００上に配置され、前記ウィンドウ層６００に直接的に接続される。
実施例による太陽光発電装置は、生成された電荷が中央部分から外郭領域に移動するか、外郭領域から中央部分に移動されてもよい。即ち、太陽光によって生成される電流は前記第１セルＣ１から前記第４セルＣ４に流れるか、前記第４セルＣ４から前記第１セルＣ１に流れてもよい。
この際、電流が中央部分と外郭部分との間を移動するため電子の移動経路が短くなる。即ち、実施例による太陽光発電装置は、一端から他端に電子が移動する場合より更に短い経路で電子を移動させる。
本実施例による太陽光発電装置は電子を短い経路で移動させるため、抵抗などによる損失を減少させることができる。従って、実施例による太陽光発電装置は向上された発電効率を有する。
また、前記支持基板１００の中央部分に貫通ホール１０１が形成されるため、前記裏面電極層２００、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記ウィンドウ層６００を形成する過程で発生する熱が前記貫通ホール１０１を介して放出され得る。
従って、本実施例による太陽光発電装置は、工程温度の不均一を減少させることができる。
また、前記支持基板１００の中央部分と外郭部分の工程温度などのような工程条件の差によって、前記裏面電極層２００、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記ウィンドウ層６００の厚さが異なり得る。
例えば、前記層の厚さは中央部分から外郭部分に行くほど更に薄くなってもよい。即ち、それぞれの層の特性は、前記貫通ホール１０１からの距離が遠くなるに連れ異なり得る。
この際、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は前記貫通ホール１０１を順番に囲むため、それぞれのセルの特性は均一に維持され得る。即ち、前記第１セルＣ１は位置によってある程度一定する条件で形成されてもよい。また、前記第２セルＣ２は位置によってある程度一定する条件で形成されてもよい。
従って、それぞれのセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）は、位置によってある程度均一した厚さを有することができる。
また、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）の厚さなどの特性の差は面積によって補償され得る。即ち、前記第１セルＣ１は単位面積当たり高い出力を有し、前記第４セルＣ４は単位面積当たり低い出力を有してもよい。
従って、前記第１セルＣ１は小さい平面積を有し、前記第４セルＣ４は広い平面積を有する。結局、前記第１セルＣ１と前記第４セルＣ４は類似した出力を有する。
従って、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）間の出力特性の差が補償され得る。また、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）間の特性の偏差が減少されることによって、実施例による太陽光発電装置は全体的に安定された出力を有する。
また、太陽光発電装置は円形プレート状を有してもよい。従って、外郭部分が除去される工程によって、形成される非活性領域の面積を最小化することができる。
従って、実施例による太陽光発電装置は、向上された光−電変換効率を有することができる。
図１１乃至図１３は、第３実施例による太陽光発電装置を製造する過程を示す断面図である。本製造方法に関しては、上述した実施例を参照する。即ち、上述した実施例は、変更された部分を除いては、本製造方法に関する説明に本質的に結合され得る。
図１１を参照すると、貫通ホール１０１が形成された支持基板１００上に裏面電極層２００及び連結電極２０１が形成される。
前記裏面電極層２００及び連結電極２０１が形成されるため、モリブデンがスパッタリング工程又は蒸発法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）によって蒸着される。
この際、前記貫通ホール１０１の内側面にもモリブデンが蒸着される。即ち、前記貫通ホール１０１の内側面にモリブデンが蒸着されて連結電極２０１が形成される。前記連結電極２０１は、前記貫通ホール１０１の内側面全体に蒸着されてもよい。
また、前記貫通ホール１０１によって、前記支持基板１００の中央部分及び外郭部分の温度偏差が減少される。
また、前記温度偏差が減少されても、前記裏面電極層２００の厚さは位置によって異なり得る。即ち、前記支持基板１００の中央部分に配置された裏面電極層２００は厚い厚さを有し、前記支持基板１００の外郭部分に配置される裏面電極層２００は薄い厚さを有してもよい。
次に、前記裏面電極層２００には第１溝Ｐ１が形成される。前記第１溝Ｐ１はレーザによって形成されてもよい。前記第１溝Ｐ１は前記支持基板１００の上面を露出する。
前記第１溝Ｐ１は前記貫通ホール１０１の周囲に沿って延長される。前記第１溝Ｐ１は閉ループ形状を有するように延長される。例えば、前記第１溝Ｐ１は、直径が互いに異なる同心円の円周に沿って延長されてもよい。
図１２を参照すると、前記裏面電極層２００上に順番に光吸収層３００、バッファ層４００及び高抵抗バッファ層５００が形成される。
例えば、前記光吸収層３００を形成するために、銅、インジウム、ガリウム、セレニウムを同時に又は区分して蒸発させながら、銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２：ＧＩＧＳ系）光吸収層３００を形成する方法と、金属プリカーサ膜を形成させた後、セレン化（Ｓｅｌｅｎｉｚａｔｉｏｎ）工程によって形成させる方法が幅広く使用されている。
金属プリカーサ膜を形成させた後、セレン化することを細分化すると、銅ターゲット、インジウムターゲット、ガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程によって、前記裏面電極上に金属プリカーサ膜が形成される。
次に、前記金属プリカーサ膜には、セレン化工程によって銅−インジウム−ガリウム−セレナイド系光吸収層３００３００が形成される。
これとは異なって、前記銅ターゲット、インジウムターゲット、ガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程及び前記セレン化工程は同時に進行されてもよい。
これとは異なって、銅ターゲット及びインジウムターゲットのみを使用するか、銅ターゲット及びガリウムターゲットを使用するスパッタリング工程及びセレン化工程によって、ＣＩＳ系又はＣＧＳ系光吸収層３００が形成されてもよい。
次に、前記光吸収層３００上に化学溶液成長法（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂａｔｈ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＢＤ）によって硫化カドミウム（ＣｄＳ）が蒸着され、バッファ層４００が形成される。
次に、前記バッファ層４００上に真空蒸着工程によって不純物がドーピングされていないジンクオキサイドが蒸着され、高抵抗バッファ層５００が形成される。
次に、前記第１溝Ｐ１にそれぞれ隣接する第２溝Ｐ２が形成される。前記第２溝Ｐ２は、前記第１溝Ｐ１のように並んで延長されてもよい。また、前記第２溝Ｐ２は平面から見たとき、前記第１溝Ｐ１と類似した形状を有してもよい。
また、前記連結電極２０１上にＣＩＧＳ系化合物、硫化カドミウム及びジンクオキサイドが蒸着されてもよく、これを除去するための工程が更に進行されてもよい。
図１３を参照すると、前記バッファ層５００上にアルミニウムドーピングされたジンクオキサイドが蒸着され、ウィンドウ層６００が形成される。前記ウィンドウ層６００は、スパッタリング工程又は蒸発法などの真空蒸着工程によって蒸着される。この際、前記第２溝Ｐ２の内側に接続電極６０５が形成される。
この際、前記連結電極２０１上にアルミニウムドーピングされたジンクオキサイドが蒸着されてもよく、これを除去するための工程が追加に進行されてもよい。
次に、前記ウィンドウ層６００に前記第２溝Ｐ２に隣接する第３溝Ｐ３が形成される。同じく、前記第３溝Ｐ３は、前記第２溝とともに並んで延長されてもよい。また、前記第３溝Ｐ３は平面から見たとき、前記第２溝Ｐ２と類似した形状を有してもよい。
前記第１溝Ｐ１、前記第２溝Ｐ２及び前記第３溝Ｐ３によって、前記裏面電極層２００、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記ウィンドウ層６００は多数個のセル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）で区分される。
次に、前記連結電極２０１に接続され、前記支持基板１００の下に配置される第２バスバ７１０が形成され、前記セル（Ｃ１，Ｃ２，・・・）のうち最外郭のセルＣ４上に接続される第２バスバ７２０が形成される。
このようにして、円形プレート状を有する向上された発電効率を有する太陽光発電装置が製造することができる。
図１４は、第４実施例による太陽光発電装置の断面を示す断面図である。本実施例では上述した実施例を参照し、第１バスバについて追加的に説明する。本実施例の説明において、変形された部分を除いては、上述した実施例が本質的に結合され得る。
図１４を参照すると、本実施例による太陽光発電装置は、上述した第３実施例の連結電極を含まない。
また、第１バスバ７１１は貫通ホール１０１を通過し、ウィンドウ層に直接接触する。即ち、前記第１バスバ７１１は前記ウィンドウ層６００上、前記貫通ホール１０１の内側及び前記支持基板１００の下にかけて配置される。
前記第１バスバ７１１は前記第１セルＣ１のウィンドウに接続される。
本実施例では前記第１バスバ７１１が前記ウィンドウ層６００に直接接続されるため、広い面積を前記第１セルＣ１に接続することができる。即ち、前記第１バスバ７１１は、前記第１セルＣ１のウィンドウ６１０の上面全体に接触されてもよい。
従って、実施例による太陽光発電装置は、前記第１バスバ７１１及び前記第１セルＣ１の接触抵抗を減少させることができる。
従って、実施例による太陽光発電装置は、向上された光−電変換効率を有する。
図１５乃至図１７は、他の実施例による太陽光発電装置を製造するための過程を示す図である。本実施例の説明において、上述した実施例を参照する。また、変形された部分を除いては、上述した実施例は本実施例の説明に本質的に結合され得る。
図１５を参照すると、貫通ホールが形成されない円形支持基板１００上に、裏面電極層２００、光吸収層３００、バッファ層４００、高抵抗バッファ層５００及びウィンドウ層６００が順番に形成される。
図１６を参照すると、前記支持基板１００、前記裏面電極層２００、前記光吸収層３００、前記バッファ層４００、前記高抵抗バッファ層５００及び前記ウィンドウ層６００を貫通する貫通ホール１０１が形成される。前記貫通ホール１０１は機械的な方法によって形成されてもよい。
図１７を参照すると、前記ウィンドウ層６００に接続され、前記貫通ホール１０１、前記支持基板１００の下に配置される第１バスバ７１１が形成される。
前記第１バスバ７１１の一部は前記ウィンドウ層６００に配置され、直接接触する。前記第１バスバ７１０は前記貫通ホール１０１を通過し、前記支持基板１００の下で外郭に延長される。
このように、本実施例による太陽光発電装置の製造方法は、向上された光−電変換効率を有する太陽光発電装置を提供することができる。
以上、実施例を中心に説明したが、これはただの例示であって本発明を限るものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であるということを分かるはずである。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施してもよいものである。そして、このような変形と応用に関する差は、添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。
実施例は、太陽光発電装置分野に利用され得る。

Claims (20)

  1. 基板と、
    前記基板上に配置される第１セルと、
    前記基板上に配置され、前記第１セルを囲む第２セルと、を含む太陽光発電装置。
  2. 前記第１セルは、円又は楕円形状を有する請求項１に記載の太陽光発電装置。
  3. 前記第１セルに接続されるバスバと、
    前記バスバ及び前記第２セルの間に介在される絶縁部材と、
    を含む請求項１に記載の太陽光発電装置。
  4. 前記基板上に前記基板の外郭に対応して配置される第３セルと、
    前記第３セルに接続されるバスバと、
    を含む請求項１に記載の太陽光発電装置。
  5. 前記バスバは、前記第２セルの周囲を囲む請求項４に記載の太陽光発電装置。
  6. 前記第１セルに接続されるバスバを含み、
    前記バスバは、前記基板の上面が露出されるオープン領域に配置される請求項１に記載の太陽光発電装置。
  7. 前記基板には貫通ホールが形成され、
    前記第１セルは前記貫通ホールを囲む請求項１に記載の太陽光発電装置。
  8. 前記貫通ホールの内側に配置され、前記第１セルと連結される連結電極を含む請求項７に記載の太陽光発電装置。
  9. 前記連結電極と連結され、前記基板の下に配置されるバスバを含む請求項８に記載の太陽光発電装置。
  10. 前記第２セルの面積は、前記第１セルの面積より更に大きい請求項１に記載の太陽光発電装置。
  11. 基板と、
    前記基板上に配置され、前記基板の中心の周囲に沿って延長される第１溝を含む裏面電極層と、
    前記裏面電極層上に配置され、前記基板の中心の周囲に沿って延長される第２溝を含む光吸収層と、
    前記光吸収層上に配置され、前記基板の中心の周囲に沿って延長される第３溝を含むウィンドウ層と、
    を含む太陽光発電装置。
  12. 前記第１溝、前記第２溝、前記第３溝は互いに隣接する請求項１１に記載の太陽光発電装置。
  13. 前記ウィンドウ層上に配置され、前記基板の中心から外郭に延長される第１バスバと、
    前記ウィンドウ層上に配置され、前記基板の外郭に対応して配置される第２バスバと、
    を含む請求項１１に記載の太陽光発電装置。
  14. 前記ウィンドウ層及び前記第１バスバの間に介在される絶縁部材を含む請求項１３に記載の太陽光発電装置。
  15. 前記裏面電極層、前記光吸収層及び前記ウィンドウ層は、前記基板の上面を露出するオープン領域を含み、
    前記第１バスバは、前記オープン領域に配置される請求項１３に記載の太陽光発電装置。
  16. 前記裏面電極層は、前記第１溝の周囲に沿って延長される第４溝を含む請求項１１に記載の太陽光発電装置。
  17. 前記基板には貫通ホールが形成され、前記第１溝、前記第２溝、前記第３溝は、前記貫通ホールの周囲を囲む請求項１１に記載の太陽光発電装置。
  18. 前記第１溝、前記第２溝、前記第３溝は輪状を有する請求項１１に記載の太陽光発電装置。
  19. 前記貫通ホールの内側に配置され、前記裏面電極層と連結される連結電極を含む請求項１７に記載の太陽光発電装置。
  20. 前記裏面電極層又は前記ウィンドウ層と連結され、前記貫通ホールの内側及び前記基板の下に配置される第１バスバと、
    前記ウィンドウ層上に配置され、前記基板の外郭に対応して配置される第２バスバと、
    を含む請求項１７に記載の太陽光発電装置。
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