KR101000380B1

KR101000380B1 - 집적형 박막 태양전지 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101000380B1
Application number: KR20080063146A
Authority: KR
Inventors: 임굉수; 김성훈
Original assignee: 한국철강 주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2010-12-13
Also published as: KR20100003048A

Abstract

본 발명은 집적형 박막 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 하나의 절연 둑과 이와 이웃하는 타 절연 둑이 소정 간격 이격되도록 복수개의 절연 둑 패턴들을 형성하는 단계, (b)상기 소정 간격 상에 제1 도전성물질로 제1 전극층을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계 및 (f)하나의 소정 간격 상에 형성된 제1 전극층과 이와 이웃하는 타 소정 간격 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계를 포함한다.

집적형, 절연 둑, 경사증착, 버스바 영역

Description

집적형 박막 태양전지 및 그 제조 방법 {INTEGRATED THIN-FILM SOLAR CELLS AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}

태양전지(太陽電池)는 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자로, 이에 사용되는 재료에 따라 크게 실리콘계, 화합물계, 유기물계로 분류될 수 있다.

그리고, 실리콘계 태양전지는 반도체의 상(phase)에 따라 세부적으로 단결정 실리콘(single crystalline silicon; c-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon; poly-Si), 비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si:H) 태양전지로 분류된다.

또한, 태양전지는 반도체의 두께에 따라 벌크(기판)형 태양전지와 박막형 태양전지로 분류되는데, 박막형 태양전지는 반도체층의 두께가 수 10㎛ 내지 수 ㎛ 이하의 태양전지이다.

실리콘계 태양전지에서 단결정 및 다결정 실리콘 태양전지는 벌크형에 속하며, 비정질 실리콘 태양전지는 박막형에 속한다.

한편, 화합물계 태양전지는 Ⅲ-Ⅴ족의 GaAs (Gallium Arsenide)와 InP (Indium Phosphide) 등의 벌크형과 Ⅱ-Ⅵ족의 CdTe (Cadmium Telluride) 및 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족의 CulnSe₂ (CIS; Copper Indium Diselenide) 등의 박막형으로 분류되며, 유기물계 태양전지는 크게 유기분자형과 유무기 복합형이 있다. 이 밖에 염료 감응형 태양전지가 있으며 이들 모두가 박막형에 속한다.

이와 같이 여러 종류의 태양전지 중에서 에너지 변환효율이 높고 제조 비용이 상대적으로 저렴한 벌크형 실리콘 태양전지가 주로 지상 전력용으로 폭넓게 활용되어오고 있다.

그러나, 최근에는 벌크형 실리콘 태양전지의 수요가 급증함에 따라 원료의 부족 현상으로 가격이 상승하려는 추세에 있다. 이에 대규모 지상 전력용 태양전지의 저가화 및 양산화 기술 개발을 위해서는 실리콘 원료를 현재의 수 100분의 1로 절감할 수 있는 박막형 태양전지의 개발이 절실히 요구되고 있다.

현재 상용화된 a-Si:H 박막 태양전지의 집적화하는 방법은 도1a 내지 도1f에 나타내었다. 우선 유리기판(1) 위에 투명전극층(2)을 형성한다. 투명전극층(2)을 레이저 패터닝 하기 위해 기판(1)을 뒤집고 패터닝한다. 패터닝 후 기판을 다시 뒤집어 잔여물을 세정 건조하고 박막 태양전지층(3)을 증착한다. 박막 태양전지층(3)을 패터닝 하기 위해 기판(1)을 다시 뒤집고 패터닝 한 후에 기판(1)을 뒤집고 세정한다. 이면전극층(4)을 형성한다. 마지막으로 이면전극층(4)의 패터닝을 위해 기판(1)을 뒤집고 패터닝 한 후 세정한다. 기존의 상용화된 집적화 기술에서는 투명 전극층(2), 박막 태양전지층(3), 이면전극층(4)을 패터닝 하기 위해 최소한 3번의 레이저 패터닝이 필요했다. 각 패터닝에 의해 손실되는 면적과 패터닝 사이의 공정 마진에 의해 대략 250㎛~300㎛의 셀간 무효 간격이 생기며 이로 인해 단위 셀 면적의 약 3~4%에 해당하는 무효면적이 생긴다. 또한, 레이저 패터닝이 대기 중에서 이루어져야 하므로 대기 노출에 의한 박막 태양전지 성능 저하의 문제, 진공 상태와 대기 상태를 오가는 반복 공정으로 인한 생산성 저하의 문제, 공정 전체에 청정실(clean room) 시설이 마련되어야 하는 문제점들이 있다.

기존의 집적화 기술로 집적화된 박막 태양전지에서 +단자와 -단자를 뽑아내는 버스바 영역은 동선의 폭이 3~5mm이기 때문에 그 이상의 폭을 가져야 한다. 박막 태양전지와 이면전극을 3~5mm이상 패터닝 하기 위해서는 여러 번의 레이저 패터닝 공정이 필요하다. 레이저 패터닝 공정수가 늘어난다는 것은 매우 비효율적이다.

따라서, 본 발명은 기존의 집적형 박막 태양전지 제조시 수반되는 문제점인 셀의 무효면적을 감소시키는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 집적형 박막 태양전지 제조시 기판의 반전 및 세정을 필요로 하지 않는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 집적형 박막 태양전지 제조시 기판을 대기중에 노출시키지 않는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 집적형 박막 태양전지 제조시 성능 저하가 발생되지 않도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 집적형 박막 태양전지 제조시 공정비용을 절감하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 간단한 공정으로 버스바 영역을 형성하는 것을 기술적 과제로 한다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 하나의 절연 둑과 이와 이웃하는 타 절연 둑이 소정 간격 이격되도록 복수개의 절연 둑 패턴들을 형성하는 단계, (b)상기 소정 간격 상에 제1 도전성물질로 제1 전극층을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계 및 (f)하나의소정 간격 상에 형성된 제1 전극층과 이와 이웃하는 타 소정 간격 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 제2 및 3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것이 바람직하다.

상기 절연 둑패턴 들은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 전극층은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 도전성물질은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐주석(ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐주석(ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 절연 둑 패턴들은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 (e) 단계는 상기 (d) 단계에서 형성된 상기 제2 전극층을 마스크로 사용하여 상기 태양전지층을 식각하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 소정 간격 상에 절연 둑을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계 및 (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 절연 둑은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 전극층 패턴은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것이 바람직하 다.

상기 절연 둑은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 제1 전극층 패턴 상에 절연 둑을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계 및 (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 제2 및 3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아 연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것이 바람직하다.

상기 제1 전극층 패턴은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 소정 간격 상에 제1 절연 둑을, 상기 제1 전극층 패턴 상에 제2 절연 둑을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계 및 (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 제1 도전성물질은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐주 석(ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐주석(ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 (a)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (c)상기 소정 간격에 대응되는 태양전지층 상에 제1 절연 둑을, 상기 제1 전극층 패턴의 소정 영역에 대응되는 태양전지층 상에 제2 절연 둑을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계 및 (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 제1 및 2 절연 둑은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 2 절연 둑은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 제1 전극층 패턴 상에 절연 둑을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계 및 (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질로 도전체를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 도전체는 인쇄(printing)법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 하나의 절연 둑과 이와 이웃하는 타 절연 둑이 소정 간격 이격되도록 복수개의 절연 둑 패턴들을 형성하는 단계, (b)상기 소정 간격 상에 제1 도전성물질로 제1 전극층을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계, (f)하나의 소정 간격 상에 형성된 제1 전극층과 이와 이웃하는 타 소정 간격 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계 및 (g)상기 절연 둑 패턴 중 상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 각 절연 둑과 인접한 타 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구 리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것이 바람직하다.

상기 도전성 페이스트의 매립은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 외곽은 최외곽인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 소정 간격 상 및 상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 상기 제1 전극층 패턴 상에 절연 둑을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계, (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계 및 (g)상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 상기 제1 전극층 패턴 상의 절연 둑과 인접한 타 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으 로 이루어 지는 것이 바람직하다.

상기 외곽은 최외곽인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 제1 전극층 패턴 상에 절연 둑을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계 (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계 및 (g)상기 절연 둑 중 상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 각 절연 둑과 인접한 타 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것이 바람직하다.

상기 외곽은 최외곽인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 소정 간격 상에 제1 절연 둑을, 상기 제1 전극층 패턴 상에 제2 절연 둑을 형성하는 단계, (c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계, (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성 물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계 및 (g)상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 제1 절연 둑 및 제2 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.

상기 외곽은 최외곽인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법은 (a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계, (b)상기 (a)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계, (c)상기 소정 간격에 대응되는 태양전지층 상에 제1 절연 둑을, 상기 제1 전극층 패턴의 소정 영역에 대응되는 태양전지층 상에 제2 절연 둑을 형성하는 단계, (d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계, (e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계, (f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계, 및 (g)상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 제1 절연 둑 및 제2 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.

상기 도전성 페이스트 매립은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 외곽은 최외곽인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 집적형 박막 태양전지는 상기의 제조방법으로 제조되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 집적형 박막 태양전지 제조시 무효면적을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 집적형 박막 태양전지 제조시 기판의 반전 및 세정이 필요하지 않은 효과가 있다.

또한, 본 발명애 따르면, 집적형 박막 태양전지 제조시 기판을 대기중에 노출시키지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 집적형 박막 태양전지 제조시 성능 저하가 발생되지 않는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 집적형 박막 태양전지 제조시 공정비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 간단한 공정으로 버스바 영역을 형성하는 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

[ 실시예 1]

도2a 내지 도2g는 본 발명의 실시예 1에 따른 집적형 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 도면들이다.

도2a 내지 도2g를 참조하면, 기판(100) 상에 절연 둑(110), 제1 전극층(120a, 120b), 태양전지층(135a, 135b), 제2 전극층(140a, 140b), 도전층(150a, 150a', 150b), 버스바 영역(160)이 형성되어 있다.

-발전영역 형성

(a) 단계

도2a를 참조하면, 기판(100) 상에 하나의 절연 둑(110a)과 이와 이웃하는 타 절연 둑(110b)이 소정 간격 이격되도록 복수개의 절연 둑 패턴들을 형성한다.

기판(100)은 박막 태양전지를 구성하는 본체가 된다. 기판(100)은 빛이 일차적으로 입사되는 부분으로서, 빛의 투과율이 우수하며, 박막 태양전지 내에서의 내부 단락을 방지할 수 있도록 투명 절연성 재질을 사용하는 것이 좋다. 예를 들면, 소다석회 유리, 일반 유리 또는 강화 유리 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 이외에, 폴리머 재질의 폴리머 기판을 사용할 수도 있다.

기판(100) 상에 절연 둑 패턴들(110)을 형성한다. 절연 둑 패턴들(110)은 하나의 절연 둑(110a)과 이와 이웃하는 타 절연 둑(110b)이 소정 간격 이격되도록 형성된다. 절연 둑 패턴들(110)은 소정의 단차를 갖도록 형성됨으로써, 이후에 수행되는 제2, 3도전성물질을 비스듬히 증착하는 공정에서 제2, 3도전성물질이 기판 상의 전면에 증착되지 않도록 실질적으로 마스크로 작용한다.

절연 둑 패턴(110)들로 사용되는 물질은 박막 태양전지의 성능을 저하시키는 물질(CVD 챔버를 오염시킬 수 있는 물질)을 포함하지 않고, 탈 가스(out-gassing)이 없으며 박막 태양전지의 증착 온도(약 250℃ 전후)를 견뎌야 한다. 상기의 성질을 갖는 절연 둑 패턴들(110)로 사용되는 물질로는 무기계인 세라믹, 즉 금속 산화물(예, Al₂O₃,)이나 질화물(예, Si₃N₄), 실리콘 산화물(예, SiO₂) 이나 질화물(예, Si₃N₄), 탄화물(예, SiC), 에나멜(enamel) 또는 유기계인 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer) 등을 쓸 수 있다. 또한, 이러한 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합등이 가능하다. 절연 둑 패턴(110)은 인쇄법으로 형성하는 것이 바람직하며 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성된다.

절연 둑 패턴(110)은 다음과 같은 방법으로 형성된다. 상기한 절연물질을 함유한 졸-겔(sol-gel) 용액이나 상기 절연물질의 나노 또는 마이크로 분말이 분산된 용액을 잉크처럼 사용하는 인쇄(printing)법을 사용함으로써, 마스크를 이용한 포토리소그라피(photolithography)법이나 폴리머 패턴의 사용 없이도 절연물질을 기판상에 직접 도포하여 절연 둑 패턴(110)을 형성할 수 있다. 이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 패턴화된 절연 둑 패턴(110)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이, 인쇄(printing)법을 이용하여 절연 둑 패 턴(110)을 형성하면 고밀도의 고정세한 패턴의 인쇄가 가능하다. 또한, 비교적 공정이 간단하여 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다.

(b) 단계

도2b를 참조하면, 소정 간격상에 제1 도전성물질로 제1 전극층(120a, 120b)을 형성한다.

제1 전극층(120a, 120b)은 기판(100)을 통해 태양광이 태양전지층으로 입사될 수 있도록 투명도전성 물질로 형성한다. 이에 따라, 제1 도전성물질은 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO₂) 또는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO₂) 및 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

제1 전극층(120)은 다음과 같은 방법으로 형성된다. 제1 도전성 물질을 함유한 졸-겔(sol-gel) 용액 용액이나 상기 도전성물질의 나노 또는 마이크로 분말이 분산된 용액을 잉크처럼 사용하는 인쇄(printing)법을 사용함으로써, 마스크를 이용한 포토리소그라피법이나 폴리머 패턴의 사용 없이도 제1 도전성물질을 소정 간격상에 직접 도포하여 제1 전극층(120a, 120b)을 형성할 수 있다. 이 경우, 롤러 등을 사용하여 제1 도전성물질을 소정 간격상에 직접 도포할 수 있으나, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 띠 모양으로 패턴화된 제1 전극층(120a, 120b)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이, 인쇄(printing)법을 이용하여 제1 전극층(120a, 120b)을 형성하면 고밀도의 고정세한 패턴의 인쇄가 가능하다. 또한, 비교적 공정이 간단하며 기존의 공정과 같이 레이저 패터닝을 위한 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다.

(c) 단계

도2c를 참조하면, (b)단계에 의한 기판(100) 상의 전면에 태양전지층(135)을 형성한다.

태양전지층(135)은 광기전성 물질로 이루어진다. 태양전지층(135)은 태양광이 입사될 때 광기전력이 생성되는 임의의 물질로 형성할 수 있다. 예를 들어, 태양전지층(135)은 실리콘 계열, 화합물 계열, 유기물 계열 및 건식 연료 감응 계열 태양전지 중 하나로 형성된다. 태양전지층(135)은 단일접합(single junction) 구조 또는 이중접합(double junction) 적층구조 또는 삼중접합(triple junction) 이상의 적층구조일 수 있다. 실리콘 계열 태양전지는 비정질 실리콘 (a-Si:H) 또는 미세결정 실리콘(microcrystalline silicon; μc-Si:H), 비정질 실리콘게르마늄(amorphous silicon-germanium; a-SiGe:H) 단일접합 태양전지, 비정질 실리콘/비정질 실리콘 (a-Si:H/a-Si:H), 비정질 실리콘/미세결정 실리콘(a-Si:H/μc-Si:H), 비정질 실리콘/다결정 실리콘(a-Si:H/poly-Si), 비정질 실리콘/비정질 실리콘게르마늄(a-Si:H/a-SiGe:H) 이중접합 태양전지, 비정질 실리콘/미세결정 실리콘/ 미세결정 실리콘(a-Si:H/ μc-Si:H/ μc-Si:H), 비정질 실리콘/비정질 실리콘게르마늄/비정질 실리콘게르마늄(a-Si:H/a-SiGe:H/a-SiGe:H) 삼중접합 태양전지 중 하나를 사용할 수 있다.

(d) 단계

도2d를 참조하면, 태양전지층(135) 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착(Oblique Deposition 1; OD1)하여 제2 전극층(140a, 140b)을 형성한다.

도 2d에 도시된 바와 같이, 절연 둑 패턴(110) 및 태양전지층(135)이 형성된 기판(100) 상에 제2 도전성물질이 각도 θ1으로 비스듬히 증착(OD1)된다. 각도 θ1만큼 비스듬히 증착(OD1)시키면 증착의 직진성에 의해 제2 도전성 물질이 태양전지층(135) 상에 박막으로 증착된다. 기판(100) 상에 형성된 절연 둑(110)과 각도 θ1에 의해 태양전지층(130) 상의 일부분(e)에는 제2 도전성물질이 증착되지 않는다. 이 경우, 전자빔 또는 열증착 등의 증착법을 이용하나 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 상술한 방법에 의하여, 제2 도전성물질로 제2 전극층(140a, 140b)을 형성한다. 한편, 상기 일부분(e)은 하기 단계에서 식각되는 태양전지층(135)의 일부 영역이다.

여기서, 제2 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)이거나, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다. 한편, 제2 도전성물질을 증착하기 전에 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주 석(Tin Oxide; SnO₂) 또는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO) 중 어느 하나를 먼저 비스듬히 증착하고 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하는 것도 좋다. 이에 의해, 제2 전극층이 다층으로 형성될 수 있다.

(e) 단계

도2e를 참조하면, 제1 전극층(120a, 120b)의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층(135)을 식각한다.

(d)단계에서 형성된 제2 전극층(140a, 140b)을 마스크로 사용하여 태양전지층(135)을 실질적으로 수직 식각(etching)한다.

여기서 식각되는 부분은 (d)단계에서 제2 도전성 물질이 증착되지 않는 태양전지층(130) 상의 일부분(e)이다.

식각방법으로는 반응성 이온 식각법(Reactive Ion Etching; RIE) 등과 같은 건식 식각 공정을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법에 의하여, 특수한 마스크가 필요없이 태양전지층(135)의 미세 식각이 가능하여 단위 박막태양전지간 절연 간격을 수십㎛ 내지 수㎛ 정도로 구현할 수 있다. 이는 기존의 플라즈마를 이용한 화학적 기화가공법과 레이저 빔을 이용한 레이저 패터닝에 비해 수십 내지 수백 배 이상 줄일 수 있어 박막 태양전지의 유효면적을 극대화할 수 있다. 한편, 상술한 방법등에 의하여 태양전지층(135)을 식각하여 단위패턴들 상에 태양전지층패턴(135a, 135b)이 형성된다.

이와 같이 태양전지층(135)을 식각하는 공정을 통해 제1 전극층(120a, 120b)의 일부가 노출된다.

(f) 단계

도2f를 참조하면, 하나의 소정 간격 상에 형성된 제1 전극층(120b)과 이와 이웃하는 타 소정 간격상에 형성된 제2 전극층(140a)이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착(OD2)하여 도전층(150a')을 형성한다.

도시된 바와 같이, (e) 단계의 식각 공정을 통해 단위 박막 태양전지간에 소정의 절연 간격이 형성된 상태에서 제2 도전성물질을 증착하는 방법과 동일한 증착법을 이용하여 제3 도전성물질을 증착한다. 즉, 전자빔 또는 열 증착기를 사용하여 제3 도전성물질을 각도 θ2만큼 비스듬히 증착(OD2)시키면 증착의 직진성에 의해 (e)단계에서 노출된 제1 전극층 상에 각도 θ2에 의한 일부분(f)을 제외한 부분에 제3 도전성물질이 증착된다.

이에 의해, 도전층(150a, 150a', 150b)이 형성된다. 도면 부호 150a, 150a 는 하나의 박막 태양전지상에 도전층이 형성될 때, 두 구간으로 나누어 형성되는 것을 나타낸 것이다. 이는 절연 둑(110) 과 각도 θ2 및 증착방향에 의하여 얻어지는 결과이다.

이때, 제3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하 는 조합으로 이루어진다.

상술한 공정을 통해, 하나의 소정 간격 상에 형성된 제1 전극층(120b)과 이와 이웃하는 타 소정 간격 상에 형성된 제2 전극층(140a)이 도전층(150a')에 의하여 전기적으로 연결된다. 이에 의해, 단위 박막 태양전지는 이와 이웃하는 타 단위 박막 태양전지와 전기적으로 직렬 연결된 상태가 된다.

- 버스바 영역 형성

(g) 단계

도2g를 참조하면, 집적화되는 단위 박막 태양전지 기판 상의 양측(그림에서는 좌측만 표시) 최외곽에 버스바 영역을 형성한다. 버스바 영역은 다음과 같이 형성한다. 절연 둑(110a)이 최좌측 절연 둑이라고 가정하면 인접한 타 절연 둑(110b) 사이의 간격을, 버스바 영역으로 적당한 3 내지 5 mm 정도로 줄이고, 이 두 절연둑 사이에 적당한 개수의, 적당히 이격된 절연 둑을, 집적화를 위한 각각의 절연둑(110c, 110d, ----)과 동시에 만들면 그 후의 (b)~(f) 공정에 의해 최좌측의 제1 전도층막이 드러나게 할 수가 있다. 그림과 같이, 이 영역(버스바 영역)에 실버 페이스트(silver paste)와 같은 도전성 페이스트(160)를 매립하고, 도전성 페이스트(160) 상에 바스바(미도시)를 접착하게 된다. 버스바는 집적화된 박막 태양전지 영역에서 발생된 전력을 효율적으로 외부로 뽑아내는 기능을 한다.

도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다. 이러한 도전성 페이스트를 매립하는 방법으로 상술한 인쇄(printing)법이 쓰인다.

이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 패턴화된 버스바 영역(160)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 또한, 공정이 비교적 간단하여 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다. 본 실시예에 의해 버스바 영역(160)을 형성하면, 버스바 형성을 위한 레이저 패터닝 공정이 별도로 필요하지 않은 바, 신속하고 간편하게 버스바 영역을 형성할 수 있다.

[ 실시예 2]

도3a 내지 도3g는 본 발명의 실시예 2에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 도면들이다.

도3a 내지 도3g를 참조하면, 기판(200) 상에 제1 전극층(210a, 210b, 210c), 절연 둑(220a, 220b), 태양전지층(230a, 230b), 제2 전극층(240a, 240b), 도전층(250a, 250b, 250c, 250d), 버스바 영역(260)이 형성되어 있다.

-발전영역 형성

(a) 단계

도3a를 참조하면, 기판(200) 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴(210a, 210b)을 형성한다.

기판(200)은 박막 태양전지를 구성하는 본체가 된다. 기판(200)은 빛이 일차적으로 입사되는 부분으로서, 빛의 투과율이 우수하며, 박막 태양전지 내에서의 내부 단락을 방지할 수 있도록 투명절연성 재질을 사용하는 것이 좋다. 예를 들면, 소다석회 유리, 일반 유리 또는 강화 유리 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 이외에, 폴리머재질의 폴리머기판을 사용할 수도 있다.

기판(200) 상에 다수의 제1 전극층 패턴(210a, 210b)을 형성한다.

제1 전극층 패턴(210a, 210b)은 기판(200)을 통해 태양광이 태양전지층으로 입사될 수 있도록 투명도전성 물질로 형성한다. 이에 따라, 제1 도전성물질은 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO₂) 또는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO₂) 및 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

제1 전극층 패턴(210a, 210b)은 다음과 같은 방법으로 형성된다.

제1 도전성물질을 함유한 졸-겔(sol-gel) 용액이나 상기 도전성물질의 나노 또는 마이크로 분말이 분산된 용액을 잉크처럼 사용하는 인쇄(printing)법을 사용함으로써, 마스크를 이용한 포토리소그라피법이나 폴리머 패턴의 사용 없이도 기판(200) 상에 직접 도포하여 제1 전극층 패턴(210a, 210b)을 형성할 수 있다. 이 경우, 롤러 등을 사용하여 제1 도전성물질을 기판(200) 상에 직접 도포할 수 있으나, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 띠 모양으로 패턴화된 제1 전극층(210a, 210b)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이, 인쇄(printing)법을 이용하여 제1 전극층 패턴(210a, 210b)을 형성하면 고밀도 패턴의 인쇄가 가능하다. 또한, 비교적 공정이 간단하며 기존의 공정과 같이 레이저 패터닝을 위한 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다.

한편, 도3a에 도시된 제1 전극층 패턴(210a, 210b)은 상술한 인쇄법 이외에 제1 도전성물질을 기판(200) 상의 전면에 스퍼티링(sputtering)법, CVD법 등으로 증착시킨 후, 통상의 포토리소그라피법을 사용하여 형성하거나, 레이저 패터닝에 의해 형성할 수 있음은 물론이다.

(b) 단계

도3b를 참조하면, 소정 간격 상에 절연 둑(220)을 형성한다.

절연 둑(220)은 소정의 단차를 갖도록 형성됨으로써, 이후에 수행되는 제2, 3 도전성물질을 비스듬히 증착하는 공정에서 제2, 3 도전성물질이 기판 상의 전면에 증착되지 않도록 실질적으로 마스크로 작용한다.

절연 둑(220)으로 사용되는 절연물질은 실시예 1과 동일한 물질이고 형성하는 방법 또한 실시예 1과 동일하다.

(c) 단계

도3c를 참조하면, (b)단계에 의한 기판(200) 상의 전면에 태양전지층(230)을 형성한다. 태양전지층(230) 형성물질은 실시예 1의 물질과 동일하고 형성하는 방법 또한 실시예 1과 동일하다.

(d) 단계

도3d를 참조하면, 태양전지층(230) 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착(Oblique Deposition 1; OD1)하여 제2 전극층(240a, 240b)을 형성한다.

도 2d에 도시된 바와 같이, 절연 둑(220) 및 태양전지층(230)이 형성된 기판(200) 상에 제2 도전성물질이 각도 θ1으로 비스듬히 증착(OD1)된다. 각도 θ1만큼 비스듬히 증착(OD1)시키면 증착의 직진성에 의해 제2 도전성물질이 태양전지층(230) 상에 박막으로 증착된다. 기판(200) 상에 형성된 절연 둑(220)과 각도 θ1에 의해 태양전지층(230) 상의 일부분(e)에는 제2 도전성물질이 증착되지 않는다. 이 경우, 전자빔 또는 열증착 등의 증착법을 이용하나 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 상술한 방법에 의하여, 제2 도전성 물질로 제2 전극층(240a, 240b)을 형성한다. 한편, 상기 일부분(e)은 하기 단계에서 식각되는 태양전지층(230)의 일부 영역이다.

여기서, 제2 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 또는 크롬(Cr)이거나, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다. 한편, 제2 도전성물질을 증착하기 전에 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO2) 또는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO) 중 어느 하나를 먼저 비스듬히 증착하고 제2 도전성물질을 비스듬 히 증착하는 것도 좋다. 이에 의해, 제2 전극층이 다층으로 형성될 수 있다.

(e) 단계

도3e를 참조하면, 제1 전극층 패턴(210a, 210b)의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층(230)을 식각한다.

(d)단계에서 형성된 제2 전극층(240a, 240b을 마스크로 사용하여 태양전지층(230)을 실질적으로 수직 식각(etching)한다.

여기서 식각되는 부분은 (d)단계에서 제2 도전성물질이 증착되지 않는 태양전지층(230) 상의 일부분(e)이다.

식각방법으로는 반응성 이온 식각법(Reactive Ion Etching; RIE) 등과 같은 건식 식각 공정을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법에 의하여, 특수한 마스크가 필요없이 태양전지층(230)의 미소 식각이 가능하여 단위 박막 태양전지간 절연 간격을 수십㎛ 내지 수㎛ 정도로 구현할 수 있다. 이는 기존의 플라즈마를 이용한 화학적 기화가공법과 레이저 빔을 이용한 레이저 패터닝에 비해 수십 내지 수백 배 이상 줄일 수 있어 박막 태양전지의 유효 면적을 극대화할 수 있다. 한편, 상술한 방법등에 의해 태양전지층(230)을 식각함으로써태양전지층패턴(230a, 230b)이 형성된다.

이와 같이 태양전지층(230)을 식각하는 공정을 통해 제1 전극층(210a, 210b)의 일부가 노출된다.

(f) 단계

도3f를 참조하면, 하나의 제1 전극층 패턴(210b)과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접한 하나의 타 제1전극층 패턴(210a)상에 형성된 제2 전극층(240a)이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착(OD2)하여 도전층(250a, 250b, 250c)을 형성한다.

도시된 바와 같이, (e) 단계의 식각 공정을 통해 단위 박막 태양전지간에 소정의 절연 간격이 형성된 상태에서 제2 도전성 물질을 증착하는 방법과 동일한 증착법을 이용하여 제3 도전성물질을 증착한다. 즉, 전자빔 또는 열 증착기를 사용하여 제3 도전성 물질을 각도 θ2만큼 비스듬히 증착(OD2)시키면 증착의 직진성에 의해 (e)단계에서 노출된 제1 전극층 (도 3e의 e')상에 각도 θ2에 의한 일부분(f)을 제외한 부분에 제3 도전성물질이 증착된다.

이에 의해, 도전층(250a, 250b, 250c)이 형성된다. 도면 부호 250a, 및 250b는 하나의 박막 태양전지 상에 도전층이 형성될 때, 두 구간으로 나누어 형성되는 것을 나타낸 것이다. 이는 절연 둑 (220) 과 각도 θ2 및 증착방향에 의하여 얻어지는 결과이다.

이때, 제3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

상술한 공정을 통해, 하나의 제1 전극층 패턴(210b)과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴(210a) 상에 형성된 제2 전극층(240a) 이 도전층(250b)에 의하여 전기적으로 연결된다. 이에 의해, 단위 박막 태양전지는 이와 이웃하는 타 단위 박막 태양전지와 전기적으로 직렬 연결된 상태가 된다.

- 버스바 영역 형성

(g) 단계

도3g를 참조하면, 집적화되는 단위 박막 태양전지 기판 상의 양측(그림에서는 좌측만 표시) 최외곽에 버스바 영역을 형성한다. 버스바 영역은 다음과 같이 형성한다. 절연 둑(210a)이 최좌측 절연 둑이라고 가정하면 인접한 타 절연 둑(210b) 사의 간격을, 버스바 영역으로 적당한 3 내지 5 mm 정도로 줄이고, 이 두 절연둑 사이에 적당한 개수의, 적당히 이격된 절연 둑을, 집적화를 위한 각각의 절연둑(210c, 210d, 210e, ---)과 동시에 만들면 그 후의 (b)~((f) 공정에 의해 최좌측의 제1 전도층막이 드러나게 할 수가 있다. 그림과 같이, 이 영역(버스바 영역)에 실버 페이스트(silver paste)와 같은 도전성 페이스트(260)를 매립하고, 도전성 페이스트(260) 상에 바스바(미도시)를 접착하면 된다. 버스바는 집적화된 박막 태양전지 영역에서 발생된 전력을 효율적으로 외부로 뽑아내는 기능을 한다.

이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 패턴화된 버스바 영역(260)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 또한, 공정이 비교적 간단하여 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다. 본 실시예에 의해 버스바 영역(260)을 형성하면, 버스바 형성을 위한 레이저 패터닝 공정이 별도로 필요하지 않은 바, 신속하고 간편하게 버스바 영역을 형성할 수 있다.

[ 실시예 3]

도4a 내지 도4h는 본 발명의 실시예 3에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 도면들이다.

도4a 내지 도4h를 참조하면, 기판(300) 상에 제1 전극층(310a, 310b), 절연 둑(320a, 320b), 태양전지층(335a, 335b, 335c), 제2 전극층(340a, 340b, 340c), 도전층(350a, 350b, 350c), 버스바(370)가 형성되어 있다.

-발전영역 형성

(a) 단계

도4a를 참조하면, 기판(300) 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴(310a, 310b)을 형성한다.

기판(300)은 박막 태양전지를 구성하는 본체가 된다. 기판(300)은 빛이 일차적으로 입사되는 부분으로서, 빛의 투과율이 우수하며, 박막 태양전지 내에서의 내부 단락을 방지할 수 있도록 투명절연성 재질을 사용하는 것이 좋다. 예를 들면, 소다석회 유리, 일반 유리 또는 강화 유리 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 이외에, 폴리머재질의 폴리머기판을 사용할 수도 있다.

기판(300) 상에 다수의 제1 전극층 패턴(310a, 310b)을 형성한다.

제1 전극층 패턴(310a, 310b)은 기판(300)을 통해 태양광이 태양전지층으로 입사될 수 있도록 투명도전성 물질로 형성한다. 이에 따라, 제1 도전성물질은 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO₂) 또는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO₂) 및 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

제1 전극층 패턴(310a, 310b)은 다음과 같은 방법으로 형성된다.

제1 도전성물질을 함유한 졸-겔(sol-gel) 용액을 잉크처럼 사용하는 프린팅(printing)법을 사용함으로써, 마스크를 이용한 포토레지스터법이나 폴리머 패턴의 사용 없이도 기판(300) 상에 직접 도포하여 제1 전극층 패턴(310a, 310b)을 형성할 수 있다. 이 경우, 롤러 등을 사용하여 제1 도전성물질을 기판(300) 상에 직접 도포할 수 있으나, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 띠 모양으로 패턴화된 제1 전극층(310a, 310b)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이, 프린팅(printing)법을 이용하여 제1 전극층 패턴(310a, 310b)을 형성하면 고밀도 패턴의 인쇄가 가능하고, 박막의 균질성이 좋아진다. 또한, 비교적 공정이 간단하며 기존의 공정과 같이 레이저 패터닝을 위한 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다.

한편, 도 4a에 도시된 제1 전극층 패턴(310a, 310b)은 상술한 프린팅법 이외에 제1 도전성물질을 기판(300) 상의 전면에 스퍼티링(sputtering)법, CVD법 등으로 증착시킨 후, 통상의 포토레지스터패턴을 사용하여 형성하거나, 레이저 패터닝에 의해 형성할 수 있음은 물론이다.

(b) 단계

도4b를 참조하면, 제1 전극층 패턴(310a, 310b) 상에 절연 둑(320a, 320b)을 형성한다.

절연 둑(320a, 320b)은 소정의 단차를 갖도록 형성됨으로써, 이후에 수행되는 비스듬히 증착하는 공정에서 제2, 3 도전성물질이 기판 상의 전면에 증착되지 않도록 실질적으로 마스크로 작용한다.

절연 둑(320)으로 사용되는 절연물질은 실시예 1과 동일한 물질이고 형성하는 방법 또한 실시예 1과 동일하다.

(c) 단계

도4c를 참조하면, (b)단계에 의한 기판(300) 상의 전면에 태양전지층(330)을 형성한다.

태양전지층(330) 형성물질은 실시예 1의 물질과 동일하고 형성하는 방법 또한 실시예 1과 동일하다.

(d) 단계

도4d를 참조하면, 태양전지층(330) 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착(Oblique Deposition 1; OD1)하여 제2 전극층(340a, 340b, 340c)을 형성한다.

도4d에 도시된 바와 같이, 절연 둑 (320a, 320b) 및 태양전지층(330)이 형성된 기판(300) 상에 제2 도전성물질이 각도 θ1으로 비스듬히 증착(OD1)된다. 각도 θ1만큼 비스듬히 증착(OD1)시키면 증착의 직진성에 의해 제2 도전성물질이 태양전지층(330) 상에 박막으로 증착된다. 기판(300) 상에 형성된 절연 둑 (320a, 320b)과 각도 θ1에 의해 태양전지층(330) 상의 일부분(e)에는 제2 도전성 물질이 증착되지 않는다. 이 경우 전자빔 또는 열증착 등의 증착법을 이용하나 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 상술한 방법에 의하여, 제2 도전성 물질로 제2 전극층(340a, 340b, 340c)을 형성한다. 한편, 상기 일부분(e)은 하기 단계에서 식각되는 태양전지층(330)의 일부 영역이다.

여기서, 제2 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 또는 크롬(Cr)이거나, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다. 한편, 제2 도전성물질을 증착하기 전에 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO2) 또는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO) 중 어느 하나를 먼저 비스듬히 증착하고 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하는 것도 좋다. 이에 의해, 제2 전극층이 다층으로 형성될 수 있다.

(e) 단계

도4e를 참조하면, 제1 전극층 패턴(310a, 310b)의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층(330)을 식각한다.

(d)단계에서 형성된 제2 전극층(340a, 340b, 340c)을 마스크로 사용하여 태양전지층(330)을 실질적으로 수직 식각(etching)한다.

여기서 식각되는 부분은 (d)단계에서 제2 도전성 물질이 증착되지 않는 태양전지층(330) 상의 일부분(e)이다.

식각방법으로는 반응성 이온 식각법(Reactive Ion Etching; RIE) 등과 같은 건식 식각 공정을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법에 의하여, 특수한 마스크가 필요없이 태양전지층(330)의 미소 식각이 가능하여 단위 박막 태양전지간 절연 간격을 수십㎛ 내지 수㎛ 정도로 구현할 수 있다. 이는 기존의 플라즈마를 이용한 화학적 기화가공법과 레이저 빔을 이용한 레이저 패터닝에 비해 수십 내지 수백 배 이상 줄일 수 있어 박막 태양전지의 유효 면적을 극대화할 수 있다. 한편, 상술한 방법등에 의해 태양전지층(330)을 식각함으로써 태양전지층패턴(335a, 335b, 335c)이 형성된다.

이와 같이 태양전지층(330)을 식각하는 공정을 통해 제1 전극층(310a, 310b)의 일부가 노출된다.

(f) 단계

도 3f를 참조하면, 하나의 제1 전극층 패턴(310a)과 상기 하나의 제1 전극층 패턴(310a)에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴(310b)상에 형성된 제2 전극층(340b)이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착(OD2)하여 도전층(350b)을 형성한다.

도시된 바와 같이, (e) 단계의 식각 공정을 통해 단위 박막 태양전지에 소정의 절연 간격이 형성된 상태에서 제2 도전성 물질을 증착하는 방법과 동일한 증착법을 이용하여 제3 도전성 물질을 증착한다. 즉, 전자빔 또는 열 증착기를 사용하여 제3 도전성 물질을 각도 θ2만큼 비스듬히 증착(OD2)시키면 증착의 직진성에 의해 (e)단계에서 노출된 제1 전극층 (e')상에 각도 θ2에 의한 일부분을 제외한 부분에 제3 도전성 물질이 증착된다.

이에 의해, 도전층(350a, 350b, 350c)이 형성된다. 이때, 제3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

상술한 공정을 통해, 하나의 제1 전극층 패턴(310a)과 상기 하나의 제1전극층 패턴(310a)에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴(310b) 상에 형성된 제2 전극층(340b)이 도전층(350b)에 의하여 전기적으로 연결된다. 이에 의해, 단위 박막 태양전지는 이와 이웃하는 타 단위 박막 태양전지와 전기적으로 직렬 연결된 상태가 된다.

- 버스바 영역 형성

(g) 단계

도4h를 참조하면, 집적화되는 단위 박막 태양전지 기판 상의 양측(그림에서는 좌측만 표시) 최외곽에 버스바 영역을 형성한다. 버스바 영역은 다음과 같이 형성한다. 절연 둑(320a)이 최좌측 절연 둑이라고 가정하면 인접한 타 절연 둑(320b) 사의 간격을 버스바 영역으로 적당한 3 내지 5 mm 정도로 줄이고 이 두 절연둑 사이에 적당한 개수의, 적당히 이격된 절연 둑을, 집적화를 위한 각각의 절연둑과 동시에 만들면 그 후의 (e)~(f) 공정에 의해 최좌측의 제1 전도층막이 드러나게 할 수가 있다. 그림과 같이, 이 영역(버스바 영역)에 실버 페이스트(silver paste)와 같은 도전성 페이스트(370)를 매립하고, 도전성 페이스트(370) 상에 바스바(미도시)를 접착하면 된다. 버스바는 집적화된 박막 태양전지 영역에서 발생된 전력을 효율적으로 외부로 뽑아내는 기능을 한다.

이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 패턴화된 버스바 영역(370)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 또한, 공정이 비교적 간단하여 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다. 본 실시예에 의해 버스바 영역(370)을 형성하면, 버스바 형성을 위한 레이저 패터닝 공정이 별도로 필요하지 않은 바, 신속하고 간편하게 버스바 영역을 형성할 수 있다.

[ 실시예 3-1]

도4a 내지 도4e 및 4g는 본 발명의 실시예 3-1에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 도면들이다.

도4a 내지 도4e 및 4g를 참조하면, 기판(300) 상에 제1 전극층(310a, 310b), 절연 둑(320a, 320b), 태양전지층(335a, 335b, 335c), 제2 전극층(340a, 340b, 340c), 도전체(360a, 360b)가 형성되어 있다.

(a)단계 내지 (e)단계

실시예 3-1의 상기 단계는 실시예 3과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

(f)단계

도4g를 참조하면, 하나의 제1 전극층 패턴(310a)과 상기 하나의 제1 전극층 패턴(310a)에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴(310b) 상에 형성된 제2 전극층(340b)이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질로 도전체(360a)를 형성한다.

도전체(360a, 360b)를 형성하는 제3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 또는 크롬(Cr)이거나, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

도전체(360a, 360b)는 다음과 같은 방법으로 형성된다. 제3 도전성 물질을 함유한 졸-겔(sol-gel) 용액을 잉크처럼 사용하는 프린팅(printing)법을 사용함으로써, 마스크를 이용한 포토레지스터법이나 폴리머 패턴의 사용 없이도 제3 도전성물질을 제2 전극층, 절연체, 제1전극층 상에 직접 도포하여 도전체(360a, 360b)을 형성할 수 있다. 이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 패턴화된 도전체(360a, 360b)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이, 프린팅(printing)법을 이용하여 도전체(360a, 360b)를 형성하면 고밀도 패턴의 인쇄가 가능하고, 박막의 균질성이 좋아진다. 또한, 비교적 공정이 간단하여 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다.

상술한 공정을 통해, 하나의 제1 전극층 패턴(310a)과 상기 하나의 제1전극층 패턴(310a)에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴(310b) 상에 형성된 제2 전극층(340b)이 도전체(360a)에 의하여 전기적으로 연결된다. 이에 의해, 단위 박막 태양전지는 이와 이웃하는 타 단위 박막 태양전지와 전기적으로 직렬 연결된 상태가 된다.

[ 실시예 4]

도5a 내지 도5g는 본 발명의 실시예 4에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 도면들이다.

도5a 내지 도5g를 참조하면, 기판(400) 상에 제1 전극층(410a, 410b), 태양전지층(430a, 430b), 제1 절연 둑(420a), 제2 절연 둑(420b), 제2 전극층(440a, 440b), 도전층(450a, 450b, 450c), 버스바(460)가 형성되어 있다.

-발전영역 형성

(a) 단계

도5a를 참조하면, 기판(400) 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴(410a, 410b)을 형성한다.

기판(400)은 박막 태양전지를 구성하는 본체가 된다. 기판(400)은 빛이 일차적으로 입사되는 부분으로서, 빛의 투과율이 우수하며, 박막 태양전지 내에서의 내부 단락을 방지할 수 있도록 투명절연성 재질을 사용하는 것이 좋다. 예를 들면, 소다석회 유리, 일반 유리 또는 강화 유리 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 이외에, 폴리머재질의 폴리머기판을 사용할 수도 있다.

기판(400) 상에 다수의 제1 전극층 패턴(410a, 410b)을 형성한다.

제1 전극층 패턴(410a, 410b)은 기판(400)을 통해 태양광이 태양전지층으로 입사될 수 있도록 투명도전성 물질로 형성한다. 이에 따라, 제1 도전성물질은 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO2) 또는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO2) 및 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

제1 전극층 패턴(410a, 410b)은 다음과 같은 방법으로 형성된다.

제1 도전성물질을 함유한 졸-겔(sol-gel) 용액을 잉크처럼 사용하는 프린 팅(printing)법을 사용함으로써, 마스크를 이용한 포토레지스터법이나 폴리머 패턴의 사용 없이도 기판(400) 상에 직접 도포하여 제1 전극층 패턴(410a, 410b)을 형성할 수 있다. 이 경우, 롤러 등을 사용하여 제1 도전성물질을 기판(400) 상에 직접 도포할 수 있으나, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 띠 모양으로 패턴화된 제1 전극층(410a, 410b)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이, 프린팅(printing)법을 이용하여 제1 전극층 패턴(410a, 410b)을 형성하면 고밀도 패턴의 인쇄가 가능하고, 박막의 균질성이 좋아진다. 또한, 비교적 공정이 간단하며 기존의 공정과 같이 레이저 패터닝을 위한 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다.

한편, 도5a에 도시된 제1 전극층 패턴(410a, 410b)은 상술한 프린팅법 이외에 제1 도전성물질을 기판(400) 상의 전면에 스퍼티링(sputtering)법, CVD법 등으로 증착시킨 후, 통상의 포토레지스터패턴을 사용하여 형성하거나, 레이저 패터닝에 의해 형성할 수 있음은 물론이다.

(b) 단계

도6b를 참조하면, 소정 간격 상에 제1 절연 둑(420a)을 형성하고, 제1 전극층 패턴(510a, 510b) 상에 제2 절연 둑(420b)을 형성한다.

제1 및 2 절연 둑(420a, 420b)은 소정의 단차를 갖도록 형성됨으로써, 이후에 수행되는 비스듬히 증착하는 공정에서 제2, 3 도전성물질이 기판 상의 전면에 증착되지 않도록 실질적으로 마스크로 작용한다.

제1 및 2 절연 둑(420a, 420b)으로 사용되는 절연물질은 실시예 1과 동일한 물질이고 형성하는 방법 또한 실시예 1과 동일하다. .

(c) 단계

도5c를 참조하면, (b)단계에 의한 기판(400) 상의 전면에 태양전지층(430)을 형성한다.

태양전지층(430) 형성물질은 실시예 1의 물질과 동일하고 형성하는 방법 또한 실시예 1과 동일하다.

(d) 단계

도5d를 참조하면, 태양전지층(430) 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착(Oblique Deposition 1, 2; OD1, OD2) 하여 제2 전극층(440a, 440b) 을 형성한다.

도5d에 도시된 바와 같이, 제1 및 2 절연 둑 (420a, 420b) 및 태양전지층(430)이 형성된 기판(400) 상에 제2 도전성물질을 일측에서 각도 θ1으로 타측에서 θ2로 비스듬히 증착(OD1, OD2)한다. 각도 θ1 및 θ2만큼 비스듬히 증착(OD1, OD2)시키면 증착의 직진성에 의해 제2 도전성물질이 태양전지층(430) 상에 박막으로 증착된다. 기판(400) 상에 형성된 제1 및 2절연 둑(420a, 420b)과 각도 θ1 및 θ2에 의해 태양전지층(430) 상의 일부분 (e)에는 제2 도전성 물질이 증착되지 않는다. 이 경우 전자빔 또는 열증착 등의 증착법을 이용하나, 이러한 방법에 한정되 는 것은 아니다. 상술한 방법에 의하여, 제2 도전성 물질로 제2 전극층(440a, 440b)을 형성한다. 한편, 상기 일부분(e)은 하기 단계에서 식각되는 태양전지층(430)의 일부 영역이다.

(e) 단계

도5e를 참조하면, 제1 전극층 패턴(410a, 410b)의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층(430)을 식각한다.

(d)단계에서 형성된 제2 전극층(440a, 440b)을 마스크로 사용하여 태양전지층(430)을 실질적으로 수직 식각(etching)한다.

여기서 식각되는 부분은 (d) 단계에서 제2 도전성물질이 증착되지 않는 태양전지층(430) 상의 일부분(e)이다.

식각방법으로는 반응성 이온 식각법(Reactive Ion Etching; RIE) 등과 같은 건식 식각 공정을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법에 의하여, 특수한 마스크가 필요없이 태양전지층(430)의 미소 식각이 가능하 여 단위 박막 태양전지간 절연 간격을 수십㎛ 내지 수㎛ 정도로 구현할 수 있다. 이는 기존의 플라즈마를 이용한 화학적 기화가공법과 레이저 빔을 이용한 레이저 패터닝에 비해 수십 내지 수백 배 이상 줄일 수 있어 박막 태양전지의 유효 면적을 극대화할 수 있다. 한편, 상술한 방법등에 의해 태양전지층(430)을 식각함으로써 태양전지층패턴(430a, 430b)이 형성된다.

이와 같이 태양전지층(430)을 식각하는 공정을 통해 제1 전극층(410a, 410b)의 일부가 노출된다.

(f) 단계

도5f를 참조하면, 하나의 제1 전극층 패턴(410b)과 상기 하나의 제1 전극층 패턴(410b)에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴(410a) 상에 형성된 제2 전극층(440a)이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착(OD3)하여 도전층(450b)을 형성한다.

도시된 바와 같이, (e)단계의 식각 공정을 통해 단위 박막태양전지간 소정의 절연 간격이 형성된 상태에서 제2 도전성물질을 증착하는 방법과 동일한 증착법을 이용하여 제3 도전성 물질을 증착한다. 즉, 전자빔 또는 열 증착기를 사용하여 제3 도전성물질을 각도 θ3만큼 비스듬히 증착(OD3)시키면 증착의 직진성에 의해 (e)단계에서 노출된 제1 전극층 상에, 각도 θ3에 의해 일부분을 제외한 부분에 제3 도전성물질이 증착된다.

이에 의해, 도전층(450a, 450b, 450c)이 형성된다. 이때, 제3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나, 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

상술한 공정을 통해, 하나의 제1 전극층 패턴(410b)과 상기 하나의 제1 전극층 패턴(410b)에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴(410a) 상에 형성된 제2 전극층(440a)이 도전층(450b)에 의하여 전기적으로 연결된다. 이에 의해, 단위 박막 태양전지는 이와 이웃하는 타 단위 박막 태양전지와 전기적으로 직렬 연결된 상태가 된다.

- 버스바 영역 형성

(g) 단계

도5g를 참조하면, 집적화되는 단위 박막 태양전지 기판 상의 양측(그림에서는 좌측만 표시) 최외곽에 버스바 영역을 형성한다. 버스바 영역(460)은 다음과 같이 형성한다. 절연 둑(420a)이 최좌측 절연 둑이라고 가정하면 인접한 타 절연 둑(420b) 사의 간격을 버스바 영역으로 적당한 3 내지 5 mm 정도로 줄이고 이 두 절연둑 사이에 적당한 개수의, 적당히 이격된 절연 둑을, 집적화를 위한 각각의 절연둑과 동시에 만들면 그 후의 (e)~(f) 공정에 의해 최좌측의 제1 전도층막이 드러나게 할 수가 있다. 그림과 같이, 이 영역(버스바 영역)에 실버 페이스트(silver paste)와 같은 도전성 페이스트(460)를 매립하고, 도전성 페이스트(460) 상에 바스바(미도시)를 접착하면 된다. 버스바는 집적화된 박막 태양전지 영역에서 발생된 전력을 효율적으로 외부로 뽑아내는 기능을 한다.

이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 패턴화된 버스바 영역(460)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 또한, 공정이 비교적 간단하여 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다. 본 실시예에 의해 버스바 영역(460)을 형성하면, 버스바 형성을 위한 레이저 패터닝 공정이 별도로 필요하지 않은 바, 신속하고 간편하게 버스바 영역을 형성할 수 있다.

[ 실시예 5]

도6a 내지 도6h는 본 발명의 실시예 5에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 도면들이다.

도6a 내지 도6h를 참조하면, 기판(500) 상에 제1 전극층(510a, 510b), 태양전지층(525a, 525b), 제1 절연 둑(530a), 제2 절연 둑(530b), 제2 전극층(541a, 541b, 541c, 542a, 542b, 542c,), 도전층(550a, 550b, 550c), 버스바(560)가 형성되어 있다.

-발전영역 형성

(a) 단계

도6a를 참조하면, 기판(500) 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴(510a, 510b)을 형성한다.

기판(500)은 박막 태양전지를 구성하는 본체가 된다. 기판(500)은 빛이 일차적으로 입사되는 부분으로서, 빛의 투과율이 우수하며, 박막 태양전지 내에서의 내부 단락을 방지할 수 있도록 투명절연성 재질을 사용하는 것이 좋다. 예를 들면, 소다석회 유리, 일반 유리 또는 강화 유리 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 이외에, 폴리머재질의 폴리머기판을 사용할 수도 있다.

기판(500) 상에 다수의 제1 전극층 패턴(510a, 510b)을 형성한다.

제1 전극층 패턴(510a, 510b)은 기판(500)을 통해 태양광이 태양전지층으로 입사될 수 있도록 투명도전성 물질로 형성한다. 이에 따라, 제1 도전성물질은 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO2) 또는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(Zinc Oxide; ZnO), 산화주석(Tin Oxide; SnO2) 및 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

제1 전극층 패턴(510a, 510b)은 다음과 같은 방법으로 형성된다.

제1 도전성물질을 함유한 졸-겔(sol-gel) 용액을 잉크처럼 사용하는 프린팅(printing)법을 사용함으로써, 마스크를 이용한 포토레지스터법이나 폴리머 패턴의 사용 없이도 기판(500) 상에 직접 도포하여 제1 전극층 패턴(510a, 510b)을 형 성할 수 있다. 이 경우, 롤러 등을 사용하여 제1 도전성물질을 기판(500) 상에 직접 도포할 수 있으나, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 띠 모양으로 패턴화된 제1 전극층(510a, 510b)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이, 프린팅(printing)법을 이용하여 제1 전극층 패턴(510a, 510b)을 형성하면 고밀도 패턴의 인쇄가 가능하고, 박막의 균질성이 좋아진다. 또한, 비교적 공정이 간단하며 기존의 공정과 같이 레이저 패터닝을 위한 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다.

한편, 도6a에 도시된 제1 전극층 패턴(510a, 510b)은 상술한 프린팅법 이외에 제1 도전성물질을 기판(500) 상의 전면에 스퍼티링(sputtering)법, CVD법 등으로 증착시킨 후, 통상의 포토레지스터패턴을 사용하여 형성하거나, 레이저 패터닝에 의해 형성할 수 있음은 물론이다.

(b) 단계

도6b를 참조하면, (a)단계에 의한 기판(500) 상의 전면에 태양전지층(525)을 형성한다.

태양전지층(525) 형성물질은 실시예 1의 물질과 동일하고 형성하는 방법 또한 실시예 1과 동일하다.

(c) 단계

도6c를 참조하면, 소정 간격에 대응되는 태양전지층(525) 상에 제1 절연 둑(530a)을 형성하고, 제1 전극층 패턴(510a, 510b)의 소정영역에 대응되는 태양전지층(525) 상에 제2 절연 둑(530b)을 형성한다.

제1 및 2 절연 둑(530a, 530b)은 소정의 단차를 갖도록 형성됨으로써, 이후에 수행되는 비스듬히 증착하는 공정에서 제2, 3 도전성물질이 기판 상의 전면에 증착되지 않도록 실질적으로 마스크로 작용한다.

제1 및 2 절연 둑(530a, 530b)으로 사용되는 물질은 실시예 1과 동일한 물질이고 형성하는 방법 또한 실시예 1과 동일하다.

(d) 단계

도6d 및 6e를 참조하면, 태양전지층(525) 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착(Oblique Deposition 1, 2; OD1, OD2) 하여 제2 전극층(541a, 541b, 541c, 542a, 542b, 542c,) 을 형성한다.

도6d 및 6e에 도시된 바와 같이, 제1 및 2 절연 둑 (530a, 530b) 및 태양전지층(525)이 형성된 기판(500) 상에 제2 도전성물질을 일측에서 각도 θ1으로 타측에서 θ2로 비스듬히 증착(OD1, OD2)한다. 각도 θ1 및 θ2만큼 비스듬히 증착(OD1, OD2)시키면 증착의 직진성에 의해 제2 도전성물질이 태양전지층(525) 상에 박막으로 증착된다. 기판(500) 상에 형성된 제1 및 2절연 둑(530a, 530b) 과 각도 θ1 및 θ2에 의해 태양전지층(525) 상의 일부분 (e)에는 제2 도전성 물질이 증착되지 않는다. 이 경우 전자빔 또는 열증착 등의 증착법을 이용하나 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 상술한 방법에 의하여, 제2 도전성 물질로 제2 전극 층(541a, 541b, 541c, 542a, 542b, 542c,)을 형성한다. 한편, 상기 일부분(e)은 하기 단계에서 식각되는 태양전지층(525)의 일부 영역이다.

(e) 단계

도6f를 참조하면, 제1 전극층 패턴(510a, 510b)의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층(525)을 식각한다.

(d) 단계에서 형성된 제2 전극층(541a, 541b, 541c, 542a, 542b, 542c,) 을 마스크로 사용하여 태양전지층(525)을 실질적으로 수직 식각(etching)한다.

여기서 식각되는 부분은 (d) 단계에서 제2 도전성물질이 증착되지 않는 태양전지층(525) 상의 일부분(e)이다.

식각방법으로는 반응성 이온 식각법(Reactive Ion Etching; RIE) 등과 같은 건식 식각 공정을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법에 의하여, 특수한 마스크가 필요없이 태양전지층(525)의 미소 식각이 가능하여 단위 박막 태양전지간 절연 간격을 수십㎛ 내지 수㎛ 정도로 구현할 수 있다. 이는 기존의 플라즈마를 이용한 화학적 기화가공법과 레이저 빔을 이용한 레이저 패터닝에 비해 수십 내지 수백 배 이상 줄일 수 있어 박막 태양전지의 유효 면적을 극대화할 수 있다. 한편, 상술한 방법등에 의해 태양전지층(525)을 식각함으로써 태양전지층패턴(525a, 525b)이 형성된다.

이와 같이 태양전지층(525)을 식각하는 공정을 통해 제1 전극층(510a, 510b)의 일부가 노출된다.

(f) 단계

도6g를 참조하면, 하나의 제1 전극층 패턴(510b)과 상기 하나의 제1 전극층 패턴(510b)에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴(510a) 상에 형성된 제2 전극층(541a와 542b가 접속되어 이루어지는 제2 전극층)이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착(OD3)하여 도전층(550b)을 형성한다.

도시된 바와 같이, (e) 단계의 식각 공정을 통해 단위 박막태양전지간 소정의 절연 간격이 형성된 상태에서 제2 도전성 물질을 증착하는 방법과 동일한 증착법을 이용하여 제3 도전성 물질을 증착한다. 즉, 전자빔 또는 열 증착기를 사용하여 제3 도전성 물질을 각도 θ3만큼 비스듬히 증착(OD3)시키면 증착의 직진성에 의해 (e)단계에서 노출된 제1 전극층 상에 각도 θ3에 의해 일부분을 제외한 부분에 제3 도전성 물질이 증착된다.

이에 의해, 도전층(550a, 550b, 550c)이 형성된다. 이때, 제3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나, 알루미 늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn) 및 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어진다.

상술한 공정을 통해, 하나의 제1 전극층 패턴(510b)과 상기 하나의 제1 전극층 패턴(510b)에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴(510a) 상에 형성된 제2 전극층(541a와 542b가 접속되어 이루어지는 제2 전극층) 이 도전층(550b)에 의하여 전기적으로 연결된다. 이에 의해, 단위 박막 태양전지는 이와 이웃하는 타 단위 박막 태양전지와 전기적으로 직렬 연결된 상태가 된다.

- 버스바 영역 형성

(g) 단계

도6h를 참조하면, 집적화되는 단위 박막 태양전지 기판 상의 양측(그림에서는 좌측만 표시) 최외곽에 버스바 영역을 형성한다. 버스바 영역(560)은 다음과 같이 형성한다. 절연 둑(530a)이 최좌측 절연 둑이라고 가정하면 인접한 타 절연 둑(530b) 사의 간격을 버스바 영역으로 적당한 3 내지 5 mm 정도로 줄이고 이 두 절연둑 사이에 적당한 개수의, 적당히 이격된 절연 둑을, 집적화를 위한 각각의 절연둑과 동시에 만들면 그 후의 (e)~(f) 공정에 의해 최좌측의 제1 전도층막이 드러나게 할 수가 있다. 그림과 같이, 이 영역(버스바 영역)에 실버 페이스트(silver paste)와 같은 도전성 페이스트(560)를 매립하고, 도전성 페이스트(560) 상에 바스바(미도시)를 접착하면 된다. 버스바는 집적화된 박막 태양전지 영역에서 발생된 전력을 효율적으로 외부로 뽑아내는 기능을 한다.

이러한 방법은 마스크 작업에 의한 식각 공정 없이 패턴화된 버스바 영역(560)을 저온 공정으로 직접 형성하는 것이 가능하다. 또한, 공정이 비교적 간단하여 고가의 장비가 불필요하므로 제조 단가를 절감할 수 있다. 본 실시예에 의해 버스바 영역(560)을 형성하면, 버스바 형성을 위한 레이저 패터닝 공정이 별도로 필요하지 않은 바, 신속하고 간편하게 버스바 영역을 형성할 수 있다.

이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도1a 내지 1f는 종래의 기술에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 것인다.

도2a 내지 도2g는 본 발명의 실시예 1에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 것이다.

도3a 내지 도3g는 본 발명의 실시예 2에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 것이다.

도4a 내지 도4h는 본 발명의 실시예 3 및 실시예 3-1에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 것이다.

도5a 내지 도5g는 본 발명의 실시예 4에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 것이다.

도6a 내지 도6h는 본 발명의 실시예 5에 따른 박막 태양전지의 제조방법을 도시한 것이다.

Claims

(a)기판 상에 하나의 절연 둑과 이와 이웃하는 타 절연 둑이 소정 간격 이격되도록 복수개의 절연 둑 패턴들을 형성하는 단계;

(b)상기 소정 간격 상에 제1 도전성물질로 제1 전극층을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계; 및

(f)하나의소정 간격 상에 형성된 제1 전극층과 이와 이웃하는 타 소정 간격 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 및 3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 절연 둑패턴 들은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 전극층은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 도전성물질은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐주석(ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐주석(ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 절연 둑 패턴들은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (e) 단계는 상기 (d) 단계에서 형성된 상기 제2 전극층을 마스크로 사용하여 상기 태양전지층을 식각하는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 소정 간격 상에 절연 둑을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계; 및

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제2 및 3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 절연 둑은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제1 전극층 패턴은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제1 도전성물질은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐주석(ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐주석(ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 절연 둑은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 8 항에 있어서,

상기 (e) 단계는 상기 (d) 단계에서 형성된 상기 제2 전극층을 마스크로 사용하여 상기 태양전지층을 식각하는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 제1 전극층 패턴 상에 절연 둑을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계; 및

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제2 및 3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 절연 둑은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제1 전극층 패턴은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제1 도전성물질은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐주 석(ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐주석(ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 절연 둑은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

상기 (e) 단계는 상기 (d) 단계에서 형성된 상기 제2 전극층을 마스크로 사용하여 상기 태양전지층을 식각하는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 소정 간격 상에 제1 절연 둑을, 상기 제1 전극층 패턴 상에 제2 절연 둑을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계; 및

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 22 항에 있어서,

상기 제2 및 3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 22 항에 있어서,

상기 절연 둑은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 22 항에 있어서,

상기 제1 전극층 패턴은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 22 항에 있어서,

상기 제1 도전성물질은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐주석(ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐주석(ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 22 항에 있어서,

상기 절연 둑은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 22 항에 있어서,

상기 (e) 단계는 상기 (d) 단계에서 형성된 상기 제2 전극층을 마스크로 사용하여 상기 태양전지층을 식각하는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 (a)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(c)상기 소정 간격에 대응되는 태양전지층 상에 제1 절연 둑을, 상기 제1 전극층 패턴의 소정 영역에 대응되는 태양전지층 상에 제2 절연 둑을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계; 및

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 29 항에 있어서,

상기 제2 및 3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 29 항에 있어서,

상기 제1 및 2 절연 둑은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 29 항에 있어서,

상기 제1 전극층 패턴은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 29 항에 있어서,

상기 제1 도전성물질은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐주석(ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐주석(ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 29 항에 있어서,

상기 제1 및 2 절연 둑은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 29 항에 있어서,

상기 (e) 단계는 상기 (d) 단계에서 형성된 상기 제2 전극층을 마스크로 사용하여 상기 태양전지층을 식각하는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 제1 전극층 패턴 상에 절연 둑을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계; 및

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질로 도전체를 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 도전체는 인쇄(printing)법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 제2 및 3 도전성물질은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 절연 둑은 잉크젯(ink jet), 스크린 인쇄(screen printing), 요판 인쇄, 평판 인쇄, 철판 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 나노 임프린트(nano imprint) 또는 스탬핑(stamping) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 제1 전극층 패턴은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 제1 도전성물질은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 또는 산화인듐주석(ITO)으로 이루어지거나, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 및 산화인듐주석(ITO) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 절연 둑은 무기계 세라믹인 금속 산화물, 질화물, 실리콘 산화물, 질화물, 탄화물 및 에나멜(enamel) 또는 유기계 폴리머, 유무기 복합계인 하이브리머(hybrimer)이거나, 상기 물질 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 36 항에 있어서,

상기 (e) 단계는 상기 (d) 단계에서 형성된 상기 제2 전극층을 마스크로 사용하여 상기 태양전지층을 식각하는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 하나의 절연 둑과 이와 이웃하는 타 절연 둑이 소정 간격 이격되도록 복수개의 절연 둑 패턴들을 형성하는 단계;

(b)상기 소정 간격 상에 제1 도전성물질로 제1 전극층을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계;

(f)하나의 소정 간격 상에 형성된 제1 전극층과 이와 이웃하는 타 소정 간격 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 및

(g)상기 절연 둑 패턴 중 상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 각 절연 둑과 인접한 타 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 44 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 44 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트의 매립은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 44 항에 있어서,

상기 외곽은 최외곽인 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 소정 간격 상 및 상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 상기 제1 전극층 패턴 상에 절연 둑을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계;

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접한 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 및

(g)상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 상기 제1 전극층 패턴 상의 절연 둑과 인접한 타 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 48 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 48 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트의 매립은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 48 항에 있어서,

상기 외곽은 최외곽인 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 제1 전극층 패턴 상에 절연 둑을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계;

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 및

(g)상기 절연 둑 중 상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 각 절연 둑과 인접한 타 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 52 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 52 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트의 매립은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 52 항에 있어서,

상기 외곽은 최외곽인 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 소정 간격 상에 제1 절연 둑을, 상기 제1 전극층 패턴 상에 제2 절연 둑을 형성하는 단계;

(c)상기 (b)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계;

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성 물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 및

(g)상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 제1 절연 둑 및 제2 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 56 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 56 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트의 매립은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 56 항에 있어서,

상기 외곽은 최외곽인 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
(a)기판 상에 제1 도전성물질로 소정 간격 이격된 다수의 제1 전극층 패턴을 형성하는 단계;

(b)상기 (a)단계에 의한 기판 상의 전면에 태양전지층을 형성하는 단계;

(c)상기 소정 간격에 대응되는 태양전지층 상에 제1 절연 둑을, 상기 제1 전 극층 패턴의 소정 영역에 대응되는 태양전지층 상에 제2 절연 둑을 형성하는 단계;

(d)상기 태양전지층 상에 제2 도전성물질을 일측과 타측에서 비스듬히 증착하여 제2 전극층을 형성하는 단계;

(e)상기 제1 전극층 패턴의 일부가 노출되도록 상기 태양전지층을 식각하는 단계;

(f)하나의 제1 전극층 패턴과 상기 하나의 제1 전극층 패턴에 인접하는 하나의 타 제1 전극층 패턴 상에 형성된 제2 전극층이 전기적으로 연결되도록 제3 도전성물질을 비스듬히 증착하여 도전층을 형성하는 단계; 및

(g)상기 기판 상의 양측 외곽에 형성된 제1 절연 둑 및 제2 절연 둑 사이에 도전성 페이스트를 매립하여 버스바 영역을 형성하는 단계; 를 포함하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 60 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)으로 이루어지거나 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 아연(Zn) 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 중 적어도 2개 이상을 포함하는 조합으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 60 항에 있어서,

상기 도전성 페이스트 매립은 인쇄(printing)법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 60 항에 있어서,

상기 외곽은 최외곽인 것을 특징으로 하는 집적형 박막 태양전지의 제조방법.
제 1 항 내지 제 63 항 중 어느 한 항에 의해 제조된 집적형 박막 태양전지.