KR100971756B1 - Solar cell manufacturing method - Google Patents

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organic active
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solar cell
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유종수
윤성만
김인영
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한국기계연구원
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a solar cell is provided to prevent the damage of an organic active layer by successively forming an anode electrode, a buffer layer, and an organic active layer. CONSTITUTION: An anode electrode(12) is formed on a transparent substrate(11) through a printing process. A buffer layer(13) is formed on the anode electrode through a printing process. An organic active layer(14) is formed on the buffer layer through the printing process. A cathode electrode is patterned or printed on a film(21). The film is pressurized to the transparent substrate in order to laminate the cathode electrode to the active organic layer.

Description

태양전지 제조 방법 {SOLAR CELL MANUFACTURING METHOD}Solar Cell Manufacturing Method {SOLAR CELL MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 태양전지 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄 공정을 적용하는 태양전지 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell manufacturing method, and more particularly to a solar cell manufacturing method applying a printing process.

알려진 바와 같이, 태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. 이러한 태양전지는 외부에서 들어온 빛에 의해 무기 또는 유기 반도체 내부에서 전자와 정공을 형성하고 이들의 이동을 통하여 전력을 생산한다.As is known, solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the properties of a semiconductor. Such solar cells form electrons and holes in an inorganic or organic semiconductor by light from outside, and generate electric power through their movement.

도1을 참조하면, 태양전지는 투명기판(11)에 제1 전극(12)(anode)을 프린팅 공정으로 형성하고, 제1 전극(12) 위에 버퍼층(13)과 유기활성층(14) 및 제2 전극(15)(cathode)을 순차적인 프린팅 공정으로 형성하는 적층 구조로 형성된다. 버퍼층(13)은 계면에 존재하는 전자와 정공의 재결합을 줄인다.Referring to FIG. 1, a solar cell forms a first electrode 12 (anode) on a transparent substrate 11 by a printing process, and a buffer layer 13, an organic active layer 14, and a first electrode on the first electrode 12. The second electrode 15 is formed in a laminated structure in which a cathode is formed by a sequential printing process. The buffer layer 13 reduces recombination of electrons and holes present at the interface.

제1 전극(12)은 투명한 ITO 전극과. ITO 전극이 형성된 투명기판(11)에 정공의 전달을 도와주는 전도성 고분자층을 포함한다. 유기활성층(14)은 전자를 주고 받는 성질을 가지는 2가지의 유기 반도체 물질로 이루어지고, 제2 전극(15)에 전자를 전달한다.The first electrode 12 is a transparent ITO electrode. It includes a conductive polymer layer to help the hole transfer to the transparent substrate 11, the ITO electrode is formed. The organic active layer 14 is made of two organic semiconductor materials having properties of transmitting and receiving electrons, and transmits electrons to the second electrode 15.

이와 같은 태양전지 제조 방법에 인쇄 공정을 적용하는 경우, 제2 전극(15)은 솔벤트를 함유하는 Al 또는 Ag 페이스트를 유기활성층(14) 위에 인쇄함으로써 형성된다.When the printing process is applied to such a solar cell manufacturing method, the second electrode 15 is formed by printing Al or Ag paste containing solvent on the organic active layer 14.

그러나 Al, Ag 페이스트에 함유된 솔벤트는 앞 공정에서 형성된 유기활성층(14)에 손상을 입히게 되어, 유기활성층(14)의 공유결합을 끊거나 유기활성층(14)에 핀홀(pinhole)을 발생시켜 제품 불량을 유발한다.However, the solvent contained in the Al and Ag paste may damage the organic active layer 14 formed in the previous process, and thus break the covalent bond of the organic active layer 14 or generate pinholes in the organic active layer 14. Cause badness.

따라서 제2 전극(15)을 형성하는 페이스트에 포함된 솔벤트로부터 유기활성층(14)을 보호할 수 있는 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method capable of protecting the organic active layer 14 from the solvent contained in the paste forming the second electrode 15.

본 발명의 일 실시예는 인쇄 공정을 적용하면서 캐소드 전극 형성에 사용되는 솔벤트로부터 유기활성층을 보호하는 태양전지 제조 방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a solar cell manufacturing method for protecting the organic active layer from the solvent used to form the cathode electrode while applying the printing process.

본 발명의 일 실시예는 인쇄 공정을 적용하면서 캐소드 전극 형성에 따라 유기활성층이 손상되는 것을 방지하는 태양전지 제조 방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a solar cell manufacturing method for preventing the organic active layer from being damaged by the formation of a cathode while applying a printing process.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조 방법은, 투명기판에 투명재로 애노드 전극을 프린팅 공정으로 형성하는 제1 단계, 상기 애노드 전극 위에 버퍼층을 프린팅 공정으로 형성하는 제2 단계, 상기 버퍼층 위에 유기활성층을 형성하는 프린팅 공정으로 제3 단계, 필름에 캐소드 전극을 패터닝 또는 프린팅 하는 제4 단계, 및 상기 필름과 상기 투명기판을 가압하여, 상기 필름으로부터 패턴 또는 프린 트 된 상기 캐소드 전극을 상기 유기활성층에 라미네이팅하는 제5 단계를 포함한다.In the solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a first step of forming an anode electrode by a printing process on a transparent substrate, a second step of forming a buffer layer on the anode electrode by a printing process, on the buffer layer In a printing process of forming an organic active layer, a third step, a fourth step of patterning or printing a cathode electrode on a film, and pressing the film and the transparent substrate to form a pattern or printed cathode electrode from the film Laminating to the active layer.

상기 제1 단계 내지 상기 제4 단계는, 스크린, 그라비어, 플렉소(flexography), 옵셋, 그라비어-옵셋, 잉크젯, 에어로젯, 정전기력 잉크젯, 미세접촉인쇄 및 임프린트, 슬릿, 스릿다이, 스퀴지 및 블레이드 코팅 방법 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The first to fourth steps include screen, gravure, flexography, offset, gravure-offset, inkjet, aerojet, electrostatic inkjet, microcontact printing and imprint, slit, slit die, squeegee and blade coating. It can be done in any one of the methods.

상기 제4 단계는, 상기 필름을 표면 처리하여 거칠기를 증대시키는 제41 단계와, 상기 필름의 표면에 상기 캐소드 전극을 패터닝 또는 프린팅 하는 제42 단계를 포함할 수 있다.The fourth step may include a forty-first step of increasing the roughness by surface treatment of the film, and a forty-second step of patterning or printing the cathode electrode on the surface of the film.

상기 제3 단계는, 상기 유기활성층의 표면을 플라즈마 표면 처리하여 개질하는 단계를 더 포함할 수 있다.The third step may further include modifying the surface of the organic active layer by plasma surface treatment.

상기 제3 단계는, 상기 버퍼층 위에 상기 유기활성층의 설정된 두께의 일부를 형성할 수 있다.In the third step, a portion of the set thickness of the organic active layer may be formed on the buffer layer.

상기 제4 단계는, 상기 필름을 표면 처리하여 거칠기를 증대시키는 제41 단계, 상기 필름의 표면에 상기 캐소드 전극을 패터닝 또는 프린팅 하는 제42 단계, 및 패턴 또는 프린트 된 상기 캐소드 전극 위에 상기 유기활성층의 설정된 두께의 나머지부를 형성하는 제43 단계를 포함할 수 있다.The fourth step includes the forty-first step of increasing the roughness by surface treatment of the film, the forty-second step of patterning or printing the cathode electrode on the surface of the film, and the patterning or printing of the organic active layer on the cathode electrode. The step 43 may include forming the remainder of the set thickness.

상기 제5 단계는, 상기 제3 단계에서 형성된 상기 유기활성층의 일부와. 상기 제43 단계에서 형성된 상기 유기활성층의 나머지부를 라미네이팅할 수 있다.The fifth step is a portion of the organic active layer formed in the third step. The remaining part of the organic active layer formed in step 43 may be laminated.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조 방법은,투명기판에 캐소드 전극 을 프린팅 공정으로 형성하는 제1 단계, 상기 캐소드 전극 위에 유기활성층을 프린팅 공정으로 형성하는 제2 단계, 상기 유기활성층 위에 버퍼층을 프린팅 공정으로 형성하는 제3 단계, 및 상기 버퍼층에 투명재로 애노드 전극을 프린팅 공정으로 형성하는 제4 단계를 포함한다.In the solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a first step of forming a cathode electrode on a transparent substrate by a printing process, a second step of forming an organic active layer on the cathode electrode by a printing process, a buffer layer on the organic active layer And a fourth step of forming an anode electrode in a printing process using a transparent material on the buffer layer.

상기 제1 단계 내지 상기 제4 단계는, 스크린, 그라비어, 플렉소(flexography), 옵셋, 그라비어-옵셋, 잉크젯, 에어로젯, 정전기력 잉크젯, 미세접촉인쇄, 임프린트, 슬릿, 스릿다이, 스퀴지 및 블레이드 코팅 방법 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The first to fourth steps include screen, gravure, flexography, offset, gravure-offset, inkjet, aerojet, electrostatic inkjet, microcontact printing, imprint, slit, slit die, squeegee and blade coating. It can be done in any one of the methods.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 제조 방법은, 투명기판에 투명재로 애노드 전극을 프린팅 공정으로 형성하는 제1 단계, 상기 애노드 전극 위에 버퍼층을 프린팅 공정으로 형성하는 제2 단계, 상기 버퍼층 위에 유기활성층을 프린팅 공정으로 형성하는 제3 단계, 및 상기 유기활성층 위에 캐소드 전극을 프린팅 공정으로 형성하는 제4 단계를 포함하며, 상기 캐소드 전극은, 수계(水系) 또는 알코올계 솔벤트에 용해되는 물질을 포함한다.In the solar cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a first step of forming an anode electrode by a printing process on a transparent substrate, a second step of forming a buffer layer on the anode electrode by a printing process, on the buffer layer And a fourth step of forming an organic active layer by a printing process, and a fourth step of forming a cathode on a surface of the organic active layer by a printing process, wherein the cathode is a material that is dissolved in an aqueous or alcohol-based solvent. Include.

상기 제1 단계 내지 상기 제4 단계는, 스크린, 그라비어, 플렉소, 옵셋, 그라비어-옵셋, 잉크젯, 에어로젯, 정전기력 잉크젯, 미세접촉인쇄, 임프린트, 슬릿, 스릿다이, 스퀴지 및 블레이드 코팅 방법 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The first step to the fourth step, any one of the screen, gravure, flexo, offset, gravure-offset, inkjet, aerojet, electrostatic inkjet, microcontact printing, imprint, slit, slit die, squeegee and blade coating method It can be done as one.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름에 캐소드 전극을 형성하고, 투명기판에 애노드 전극, 버퍼층 및 유기활성층을 적층 형성하여, 캐소드 전극을 유기활성층에 라미네이팅하므로 캐소드 전극을 형성하는 솔벤트로부터 유기활성층이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, the cathode is formed on the film, and the anode electrode, the buffer layer, and the organic active layer are laminated on the transparent substrate, and the cathode is laminated on the organic active layer so that the organic solvent is formed from the solvent. There is an effect of preventing the active layer from being damaged.

투명기판에 캐소드 전극을 형성하고, 캐소드 전극 위에 유기활성층을 형성하는 공정을 적용하므로 캐소드 전극을 형성하는 솔벤트로부터 유기활성층이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.Since the cathode electrode is formed on the transparent substrate and the organic active layer is formed on the cathode, the organic active layer is prevented from being damaged from the solvent forming the cathode.

또한, 캐소드 전극을 형성하는 솔벤트를 수계 또는 알코올계를 사용하므로 캐소드 전극의 솔벤트에 의하여 유기활성층이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.In addition, since the solvent for forming the cathode electrode is based on water or alcohol, there is an effect of preventing the organic active layer from being damaged by the solvent of the cathode.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 구성도이다. 도1을 참조하면, 제1 실시예의 태양전지 제조 방법은, 인쇄 공정을 주로 적용하고, 마지막에 라미네이팅 공정을 적용하여 태양전지(1)를 제조한다.2 is a block diagram of a solar cell manufacturing method according to a first embodiment of the present invention. 1, in the solar cell manufacturing method of the first embodiment, the printing process is mainly applied, and finally, the laminating process is applied to manufacture the solar cell 1.

즉 제1 실시예의 태양전지 제조 방법은 인쇄 공정으로 이루어지는 제1, 제2, 제3, 제4 단계(ST1, ST2, ST3, ST4)와, 라미네이팅 공정으로 이루어지는 제5 단 계(ST5)를 포함한다.That is, the solar cell manufacturing method of the first embodiment includes the first, second, third, and fourth steps (ST1, ST2, ST3, ST4) of the printing process, and the fifth step (ST5) of the laminating process. do.

제1, 제2, 제3, 제4 단계(ST1, ST2, ST3, ST4)는 스크린, 그라비어, 플렉소(flexography), 옵셋, 그라비어-옵셋, 잉크젯, 에어로젯, 정전기력 잉크젯, 미세접촉인쇄, 임프린트, 슬릿, 스릿다이, 스퀴지 및 블레이드 코팅 방법들 중에서 선택적으로 적용될 수 있다.The first, second, third, and fourth steps ST1, ST2, ST3, and ST4 include screen, gravure, flexography, offset, gravure-offset, inkjet, aerojet, electrostatic inkjet, microcontact printing, It can be selectively applied among imprint, slit, slit die, squeegee and blade coating methods.

제1 단계(ST1)는 투명기판(11)에 투명재를 인쇄하여 애노드 전극(12)을 형성한다. 예를 들면, 애노드 전극(12)은 ITO로 이루어지는 투명전극(미도시)과, 정공의 전달을 도와주는 전도성 고분자층(미도시)을 포함한다.In the first step ST1, a transparent material is printed on the transparent substrate 11 to form the anode electrode 12. For example, the anode electrode 12 includes a transparent electrode (not shown) made of ITO and a conductive polymer layer (not shown) to assist in the transfer of holes.

제2 단계(ST2)는 애노드 전극(12) 위에 버퍼층(13)을 인쇄하여 형성한다. 버퍼층(13)은 애노드 전극(12)과 유기활성층(14)의 계면에 존재하는 전자와 정공의 재결합을 줄인다.The second step ST2 is formed by printing the buffer layer 13 on the anode electrode 12. The buffer layer 13 reduces the recombination of electrons and holes present at the interface between the anode electrode 12 and the organic active layer 14.

제3 단계(ST3)는 버퍼층(13) 위에 유기 반도체 재료를 인쇄하여 유기활성층(14)을 형성한다. 유기활성층(14)은 전자를 주고 받는 성질을 가지는 2가지의 유기 반도체 물질로 이루어지고, 캐소드 전극(15)에 전자를 전달한다. 예를 들면, 캐소드 전극(15)은 Al, Ag, Cu 및 Au 등으로 형성될 수 있다.In the third step ST3, the organic semiconductor material is printed on the buffer layer 13 to form the organic active layer 14. The organic active layer 14 is made of two organic semiconductor materials having a property of transmitting and receiving electrons, and transmits electrons to the cathode electrode 15. For example, the cathode electrode 15 may be formed of Al, Ag, Cu, Au, or the like.

제3 단계(ST3)는 유기활성층(14)의 표면을 플라즈마 표면 처리하여 개질 함으로써, 캐소드 전극(15)과의 접합을 보다 원활하게 한다. 즉 유기활성층(14)을 플라즈마 표면 처리하여 개질 하면, 그렇지 않는 경우와 비교할 때, 무기물질로 이루어지는 캐소드 전극(15)과 유기활성층(14)의 접합이 더 원활하게 이루어진다.In the third step ST3, the surface of the organic active layer 14 is modified by plasma surface treatment, thereby more smoothly bonding with the cathode electrode 15. In other words, when the organic active layer 14 is modified by plasma surface treatment, the cathode electrode 15 made of an inorganic material and the organic active layer 14 are more smoothly bonded than the case where the organic active layer 14 is modified.

제4 단계(ST4)는 별도의 필름(21)에 캐소드 전극(15)을 패터닝 또는 프린팅 한다. 예를 들면, 제4 단계(ST4)는 필름(21)을 표면 처리하여 거칠기를 증대시키는 제41 단계(ST41)와, 필름(21)의 표면에 캐소드 전극(15)을 패터닝 또는 프린팅 하는 제42 단계(ST42)를 포함한다.In the fourth step ST4, the cathode electrode 15 is patterned or printed on a separate film 21. For example, the fourth step ST4 includes the forty-first step ST41 for surface roughening the film 21 to increase the roughness, and the forty-second step for patterning or printing the cathode electrode 15 on the surface of the film 21. Step ST42 is included.

제4 단계(ST4)는 별도의 공정(미도시)으로 진행되며, 본 실시예에서는 진행 완료된 상태를 적용하여 설명한다. 제41 단계(ST41)는 캐소드 전극(15) 패턴이 형성될 필름(21)의 표면을 거칠게 하여, 라미네이팅 공정 시, 패턴된 캐소드 전극(15)이 필름(21)으로부터 쉽게 분리될 수 있게 한다.The fourth step ST4 is performed in a separate process (not shown), and the present embodiment will be described by applying the completed state. The 41 th step ST41 roughens the surface of the film 21 on which the cathode electrode 15 pattern is to be formed so that the patterned cathode electrode 15 can be easily separated from the film 21 during the laminating process.

즉 패턴 또는 프린트 된 캐소드 전극(15)은 필름(21)의 표면에 약한 부착력으로 부착 상태를 유지한다. 따라서 라미네이팅 공정으로 진행되는 제42 단계(ST42)는 캐소드 전극(15)의 패턴을 유기활성층(14)에 접합하며, 이때, 필름(21)은 캐소드 전극(15)으로부터 쉽게 분리될 수 있다.That is, the patterned or printed cathode electrode 15 maintains its attachment state with weak adhesion to the surface of the film 21. Therefore, the 42-step ST42 proceeds to the laminating process to bond the pattern of the cathode electrode 15 to the organic active layer 14, wherein the film 21 can be easily separated from the cathode electrode 15.

제5 단계(ST5)는 캐소드 전극(15) 패턴과 유기활성층(14)이 서로 마주하는 상태로 필름(21)과 투명기판(11)을 가압롤(31)과 가열되는 라이네이팅롤(32) 사이로 경유시켜, 필름(21)과 투명기판(11)을 열가압한다.In the fifth step ST5, the film 21 and the transparent substrate 11 are pressed between the pressure roll 31 and the heating roll 32 with the cathode electrode 15 pattern and the organic active layer 14 facing each other. The film 21 and the transparent substrate 11 are thermally pressurized by passing through.

이를 위하여, 캐소드 전극(15)의 패턴을 형성한 필름(21)은 공급롤(41)에서 공급되고, 가압롤(31)과 라미네이팅롤(32) 사이를 경유하여, 캐소드 전극(15)의 패턴을 유기활성층(14)에 열가압 접합하고, 캐소드 전극(15)으로부터 분리된 후, 회수롤(42)로 회수된다. 이때, 캐소드 전극(15)의 패턴은 인쇄 공정 후, 솔벤트를 제거한 상태이므로 유기활성층(14)을 공격하지 못하는 상태이다.To this end, the film 21 in which the pattern of the cathode electrode 15 is formed is supplied from the supply roll 41, and passes through the pressing roll 31 and the laminating roll 32 to form the pattern of the cathode electrode 15. Is thermally press-bonded to the organic active layer 14 and separated from the cathode electrode 15, and then recovered by the recovery roll 42. At this time, the pattern of the cathode electrode 15 is a state in which the solvent is removed after the printing process, so that the organic active layer 14 cannot be attacked.

따라서 필름(21)에 패턴으로 형성된 캐소드 전극(15)은 유기활성층(14)에 라 미네이팅되어 투명기판(11)에 태양전지(1)를 완성한다. 캐소드 전극(15)은 별도의 필름(21)에 패터닝되어 솔벤트를 제거한 상태로 유기활성층(14)에 접합되므로 캐소드 전극(15)을 형성하는데 사용되는 솔벤트와 유기활성층(14)의 접촉을 원천적으로 차단될 수 있다. 즉 유기활성층(14)에서 공유결합이 끊기거나 핀홀이 발생되지 않는다.Therefore, the cathode electrode 15 formed in a pattern on the film 21 is laminated on the organic active layer 14 to complete the solar cell 1 on the transparent substrate 11. The cathode electrode 15 is patterned on a separate film 21 and bonded to the organic active layer 14 with the solvent removed, so that the contact between the solvent and the organic active layer 14 used to form the cathode electrode 15 is inherently inherent. Can be blocked. In other words, no covalent bonds or pinholes are generated in the organic active layer 14.

이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1 실시예와 비교하여, 유사 또한 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 구성들에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described. Compared with the first embodiment, descriptions of similar and identical configurations are omitted, and different configurations will be described.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 구성도이다. 제1 실시예의 태양전지(1)는 버퍼층(13) 위에 유기활성층(14)을 설정 두께(T)로 형성한다.3 is a block diagram of a solar cell manufacturing method according to a second embodiment of the present invention. In the solar cell 1 of the first embodiment, the organic active layer 14 is formed on the buffer layer 13 to a predetermined thickness T.

제1 실시예에 비하여, 제2 실시예의 태양전지(2)는 유기활성층(14')을 2개로 분리하여 형성하고, 각각 분리된 부분을 접합하여 유기활성층(14')을 형성하는 구조 및 방법을 적용한다.Compared to the first embodiment, the solar cell 2 of the second embodiment is formed by separating the organic active layer 14 'into two, and the structure and method of forming the organic active layer 14' by bonding the separated portions, respectively. Apply.

제3' 단계(ST3')는 버퍼층(13) 위에 설정된 두께(T) 중, 유기활성층(14')의 일부(141)를 제1 두께(T1)로 형성한다. 나머지부(142)는 제4' 단계(ST4')에서 제2 두께(T2)로 형성된다.In the third step ST3 ′, a portion 141 of the organic active layer 14 ′ is formed to have a first thickness T1 among the thicknesses T set on the buffer layer 13. The remaining part 142 is formed to the second thickness T2 in the fourth step ST4 '.

제4' 단계(ST4')는 필름(21)을 표면 처리하여 거칠기를 증대시키는 제41 단계(ST41), 필름(21)의 표면에 캐소드 전극(15)을 패터닝 하는 제42 단계(ST42), 및 패턴된 캐소드 전극(15) 위에 유기활성층(14')의 설정된 두께(T)의 나머지부(142) 를 제2 두께(T2)로 형성하는 제43 단계(T43)를 포함한다.In the fourth step ST4 ', a surface treatment of the film 21 is performed to increase the roughness (ST41), a 42nd step to pattern the cathode electrode 15 on the surface of the film 21 (ST42), And a twenty-third step T43 for forming the remaining portion 142 of the set thickness T of the organic active layer 14 ′ as the second thickness T2 on the patterned cathode electrode 15.

즉 유기활성층(14')은 제3' 단계(ST3')와 제43 단계(ST43)를 통하여 각각 분리하여 형성된다. 이때, 캐소드 전극(15)의 패턴은 인쇄 공정 후, 솔벤트를 제거한 상태이므로 솔벤트와 유기활성층(14') 나머지부(142)의 접촉이 원천적으로 차단될 수 있다. 즉 유기활성층(14')의 나머지부(142)에서 공유결합이 끊기거나 핀홀이 발생되지 않는다.That is, the organic active layer 14 'is formed separately through the third step ST3' and the 43rd step ST43. At this time, since the pattern of the cathode electrode 15 is a state in which the solvent is removed after the printing process, the contact between the solvent and the remaining portion 142 of the organic active layer 14 ′ may be blocked. That is, the covalent bond is not broken or pinholes are not generated in the remaining portion 142 of the organic active layer 14 '.

제5' 단계(ST5')는 제3' 단계(ST3')에서 형성된 유기활성층(14')의 일부(141)와, 제43 단계(ST43)에서 형성된 유기활성층(14)의 나머지부(142)를 라미네이팅 하여, 설정 두께(T)의 유기활성층(14')을 형성한다.The fifth step ST5 'includes a part 141 of the organic active layer 14' formed in the third step ST3 'and the remaining part 142 of the organic active layer 14 formed in the 43rd step ST43. ) Is laminated to form an organic active layer 14 'having a set thickness (T).

동일한 유기물질로 이루어지는 제1 두께(T1)의 일부(141)와 제2 두께(T2)의 나머지부(142)는 효과적으로 열가압 접합되어 설정 두께(T=T1+T2)의 유기활성층(14)을 형성한다.A portion 141 of the first thickness T1 and the remaining portion 142 of the second thickness T2 formed of the same organic material are effectively thermally press-bonded to form the organic active layer 14 having a set thickness (T = T1 + T2). To form.

즉 제5' 단계(ST5')는 유기활성층(14)의 일부(141)와 나머지부(142)가 서로 마주하는 상태로 필름(21)과 투명기판(11)을 가압롤(31)과 가열된 라이네이팅롤(32) 사이로 경유시켜, 필름(21)과 투명기판(11)을 가압한다.That is, in the fifth step ST5 ', the film 21 and the transparent substrate 11 are heated with the pressure roll 31 while the part 141 and the remaining part 142 of the organic active layer 14 face each other. The film 21 and the transparent substrate 11 are pressurized by passing them through the formed reinforcing rolls 32.

이를 위하여, 캐소드 전극(15)의 패턴과 유기활성층(14')의 일부(141)를 형성한 필름(21)은 공급롤(41)에서 공급되고, 가압롤(31)과 라미네이팅롤(32) 사이를 경유하여, 유기활성층(14')의 일부(141)를 나머지부(142)에 접합하고 캐소드 전극(15)으로부터 분리된 후, 회수롤(42)로 회수된다.To this end, the film 21 having the pattern of the cathode electrode 15 and the part 141 of the organic active layer 14 ′ is supplied from the supply roll 41, and the pressure roll 31 and the laminating roll 32. A portion 141 of the organic active layer 14 'is bonded to the remaining portion 142 via the gap and separated from the cathode electrode 15, and then recovered by the recovery roll 42.

따라서 필름(21)에 패턴으로 형성된 캐소드 전극(15)과 유기활성층(14)의 나 머지부(142)는 유기활성층(14)의 일부(141)에 라미네이팅되어 투명기판(11)에 태양전지(1)를 완성한다.Therefore, the cathode electrode 15 and the remaining portion 142 of the organic active layer 14 formed as a pattern on the film 21 are laminated on a portion 141 of the organic active layer 14 to form a solar cell on the transparent substrate 11. Complete 1).

한편, 제3' 단계(ST3')는 유기활성층(14')의 일부(141) 표면과 나머지부(142) 표면을 플라즈마 표면 처리하여 개질함으로써, 일부(141)와 나머지부(142)의 열가압 접합을 더 효과적을 구현할 수 있다.Meanwhile, in the third step ST3 ′, the surface of the portion 141 and the surface of the remaining portion 142 of the organic active layer 14 ′ is modified by plasma surface treatment, thereby forming a row of the portion 141 and the remaining portion 142. Press bonding can be implemented more effectively.

도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 순서도이다. 제3실시예의 태양전지 제조 방법은 제1 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 역순으로 태양전지(3)를 제조한다.Figure 4 is a flow chart of a solar cell manufacturing method according to a third embodiment of the present invention. In the solar cell manufacturing method of the third embodiment, the solar cell 3 is manufactured in the reverse order of the solar cell manufacturing method according to the first embodiment.

즉, 제1 실시예의 태양전지(1) 제조 방법은 투명기판(11)에 애노드 전극(12), 버퍼층(13), 유기활성층(14)을 순차적인 프린팅 공정으로 형성하고, 별도로 제작된 캐소드 전극(15)을 유기활성층(14)에 라미네이팅한다.That is, in the method of manufacturing the solar cell 1 of the first embodiment, the anode electrode 12, the buffer layer 13, and the organic active layer 14 are formed on the transparent substrate 11 by a sequential printing process, and the cathode manufactured separately (15) is laminated to the organic active layer 14.

이에 비하여, 제3 실시예의 태양전지(3) 제조 방법은 제1 실시예의 역순으로 진행된다. 즉 제3 실시예의 태양전지 제조 방법은, 투명기판(11)에 캐소드 전극(15)을 프린팅 공정으로 형성하고, 캐소드 전극(15) 위에 유기활성층(14)을 프린팅 공정으로 형성하며, 유기활성층(14) 위에 버퍼층(13)을 프린팅 공정으로 형성하고, 버퍼층(13) 위에 투명재로 애노드 전극(12)을 프린팅 공정으로 형성한다.In contrast, the manufacturing method of the solar cell 3 of the third embodiment proceeds in the reverse order of the first embodiment. That is, according to the solar cell manufacturing method of the third embodiment, the cathode electrode 15 is formed on the transparent substrate 11 by the printing process, the organic active layer 14 is formed on the cathode electrode 15 by the printing process, and the organic active layer ( The buffer layer 13 is formed on the buffer layer 14 by a printing process, and the anode electrode 12 is formed on the buffer layer 13 by a transparent process.

패턴된 캐소드 전극(15)은 투명기판(11)에 먼저 형성되어, 솔벤트를 제거한 상태로 유지된다. 이 상태에서, 캐소드 전극(15) 위에 유기활성층(14)을 인쇄하므로 캐소드 전극(15)을 형성하는데 사용되는 솔벤트와 유기활성층(14)의 접촉을 원천적으로 차단될 수 있다. 즉 유기활성층(14)에서 공유결합이 끊기거나 핀홀이 발 생되지 않는다.The patterned cathode electrode 15 is first formed on the transparent substrate 11 and is kept in a state where solvent is removed. In this state, since the organic active layer 14 is printed on the cathode electrode 15, contact between the solvent used to form the cathode electrode 15 and the organic active layer 14 may be blocked at the source. That is, no covalent bonds or pinholes are generated in the organic active layer 14.

제1 내지 제4 단계(ST1, ST2, ST3, ST4)는 스크린, 그라비어, 플렉소(flexography), 옵셋, 그라비어-옵셋, 미세접촉인쇄, 임프린트, 슬릿, 스릿다이, 스퀴지 및 블레이드 코팅 방법들 중에서 선택적으로 적용될 수 있다.The first to fourth steps (ST1, ST2, ST3, ST4) are screen, gravure, flexography, offset, gravure-offset, microcontact printing, imprint, slit, slit die, squeegee and blade coating methods. May be optionally applied.

본 실시예에서는, 애노드 전극(12)에서, 투명 전극을 형성하는 투명 잉크와 전도성 고분자층을 형성하는 전도성 고분자 잉크는 정전기력 젯팅 방법으로 인쇄 또는 코팅된다. 정전기력 젯팅 방법은 미세 입자를 분사하여 박막으로 인쇄 및 코팅하기 때문에 잉크에 함유되어 있는 솔벤트의 영향을 최소화 할 수 있다.In this embodiment, in the anode electrode 12, the transparent ink forming the transparent electrode and the conductive polymer ink forming the conductive polymer layer are printed or coated by an electrostatic force jetting method. The electrostatic jetting method minimizes the influence of the solvent contained in the ink because the fine particles are sprayed and printed and coated with a thin film.

도5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 순서도이다. 제4실시예의 태양전지 제조 방법은 유기활성층(14)에 영향을 주지 않는 수계 또는 알코올계 솔벤트(예를 들면, 메탄올, 에탄올 또는 테트라데칸)에 용해되는 물질로 캐소드 전극(15)을 형성한다.5 is a flowchart illustrating a solar cell manufacturing method according to a fourth embodiment of the present invention. In the solar cell manufacturing method of the fourth embodiment, the cathode electrode 15 is formed of a material which is dissolved in an aqueous or alcohol-based solvent (for example, methanol, ethanol or tetradecane) that does not affect the organic active layer 14.

제1 내지 제3 실시예의 태양전지(1, 2, 3)에서 캐소드 전극(15)은 솔벤트로 수계 또는 알코올계를 사용하고, 또한 물이나 알코올에 용해되는 물질로 이루어진다.In the solar cells 1, 2, and 3 of the first to third embodiments, the cathode electrode 15 is made of a substance that uses water or alcohol as solvent and is dissolved in water or alcohol.

제4 실시예의 태양전지 제조 방법은, 투명기판(11)에 투명재로 애노드 전극(12)을 프린팅 공정으로 형성하고, 애노드 전극(12) 위에 버퍼층(13)을 프린팅 공정으로 형성하며, 버퍼층(13) 위에 유기활성층(14)을 프린팅 공정으로 형성하고, 유기활성층(14) 위에 캐소드 전극(15)을 프린팅 공정으로 형성한다.In the solar cell manufacturing method of the fourth embodiment, the anode electrode 12 is formed on the transparent substrate 11 with a transparent material by a printing process, the buffer layer 13 is formed on the anode electrode 12 by a printing process, and the buffer layer ( 13) the organic active layer 14 is formed on the organic active layer 14 by a printing process, and the cathode electrode 15 is formed on the organic active layer 14 by a printing process.

이때, 캐소드 전극(15)은 수계(水系) 또는 알코올계 솔벤트와 이들에 용해되 는 물질을 포함하여 형성된다. 따라서 캐소드 전극(15)의 솔벤트는 유기활성층(14)에 어떠한 영향도 주지 않는다.In this case, the cathode electrode 15 is formed to include a water-based or alcohol-based solvent and a material dissolved therein. Thus, the solvent of the cathode electrode 15 does not have any influence on the organic active layer 14.

제1 내지 제4 단계(ST1, ST2, ST3, ST4)는 스크린, 그라비어, 플렉소(flexography), 옵셋, 그라비어-옵셋, 미세접촉인쇄, 임프린트, 슬릿, 스릿다이, 스퀴지 및 블레이드 코팅 방법들 중에서 선택적으로 적용될 수 있다.The first to fourth steps (ST1, ST2, ST3, ST4) are screen, gravure, flexography, offset, gravure-offset, microcontact printing, imprint, slit, slit die, squeegee and blade coating methods. May be optionally applied.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

도1은 일반적인 태양전지의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a typical solar cell.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 구성도이다.2 is a block diagram of a solar cell manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 구성도이다.3 is a block diagram of a solar cell manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 순서도이다.Figure 4 is a flow chart of a solar cell manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.

도5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양전지 제조 방법의 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a solar cell manufacturing method according to a fourth embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11 : 투명기판 12 : 애노드 전극11 transparent substrate 12 anode electrode

13 : 버퍼층 14, 14": 유기활성층13: buffer layer 14, 14 ": organic active layer

15 : 캐소드 전극 21 : 필름15 cathode electrode 21 film

31 : 가압롤 32 : 라이네이팅롤31: pressure roll 32: lining roll

41 : 공급롤 42 : 회수롤41: supply roll 42: recovery roll

141 : 일부 142 : 나머지부141: part 142: remainder

T : 설정 두께 T1, T2 : 제1, 제2 두께T: Set thickness T1, T2: 1st, 2nd thickness

Claims (11)

투명기판에 투명재로 애노드 전극을 프린팅 공정으로 형성하는 제1 단계;A first step of forming an anode electrode on a transparent substrate using a transparent material in a printing process; 상기 애노드 전극 위에 버퍼층을 프린팅 공정으로 형성하는 제2 단계;A second step of forming a buffer layer on the anode electrode by a printing process; 상기 버퍼층 위에 유기활성층의 설정된 두께의 일부를 프린팅 공정으로 형성하는 제3 단계;Forming a portion of a predetermined thickness of the organic active layer on the buffer layer by a printing process; 필름에 캐소드 전극을 패터닝 또는 프린팅 하는 제4 단계; 및A fourth step of patterning or printing the cathode electrode on the film; And 상기 필름과 상기 투명기판을 가압하여, 상기 필름으로부터 패턴 또는 프린트된 상기 캐소드 전극을 상기 유기활성층에 라미네이팅하는 제5 단계를 포함하며,Pressurizing the film and the transparent substrate, and laminating the cathode electrode patterned or printed from the film to the organic active layer, 상기 제4 단계는,The fourth step, 상기 필름을 표면 처리하여 거칠기를 증대시키는 제41 단계,A 41 th step of increasing the roughness by surface treating the film; 상기 필름의 표면에 상기 캐소드 전극을 패터닝 또는 프린팅 하는 제42 단계, 및A 42 th step of patterning or printing the cathode electrode on the surface of the film, and 패턴 또는 프린트 된 상기 캐소드 전극 위에 상기 유기활성층의 설정된 두께의 나머지부를 형성하는 제43 단계를 포함하는 태양전지 제조 방법.And a forty-third step of forming a remainder of the set thickness of the organic active layer on the patterned or printed cathode electrode. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 단계 내지 상기 제4 단계는,The first step to the fourth step, 스크린, 그라비어, 플렉소(flexography), 옵셋, 그라비어-옵셋, 잉크젯, 에어로젯, 정전기력 잉크젯, 미세접촉인쇄 및 임프린트 방법 중 어느 하나로 이루어지는 태양전지 제조 방법.A solar cell manufacturing method comprising any of screen, gravure, flexography, offset, gravure-offset, inkjet, aerojet, electrostatic inkjet, microcontact printing and imprint methods. 삭제delete 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제3 단계는,The third step, 상기 유기활성층의 표면을 플라즈마 표면 처리하여 개질하는 단계를 더 포함하는 태양전지 제조 방법.The method of manufacturing a solar cell further comprising the step of modifying the surface of the organic active layer by plasma surface treatment. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제5 단계는,The fifth step, 상기 제3 단계에서 형성된 상기 유기활성층의 일부와A part of the organic active layer formed in the third step; 상기 제43 단계에서 형성된 상기 유기활성층의 나머지부를 라미네이팅하는 태양전지 제조 방법.The solar cell manufacturing method of laminating the remaining portion of the organic active layer formed in the 43rd step. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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