KR101015824B1 - 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 광기전력 장치의 제조 방법은 기판 상에 형성되며 빛을 전기로 변환하는 광기전력 셀을 형성하는 단계, 상기 광기전력 셀의 테두리에 뱅크를 형성하는 단계 및 상기 광기전력 셀에 충진재를 도포하는 단계를 포함한다.
광기전력, 뱅크, 충진재
Description
본 발명은 광기전력 장치 및 광기전력 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지원에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양광 에너지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다.
태양광 에너지를 전기 에너지로 직접 변환시켜주는 장치가 광기전력 장치, 즉 태양전지이다. 광기전력 장치는 주로 반도체 접합의 광기전력 현상을 이용한다. 즉, p형과 n형 불순물로 각각 도핑된 반도체 pn 접합에 빛이 입사되어 흡수되면 빛의 에너지가 반도체 내부에서 전자와 홀을 발생시키고 내부 전계에 의해 이들이 분리됨으로써 pn 접합 양단에 광기전력이 발생된다. 이 때 접합 양단에 전극을 형성하고 도선을 연결하면 전극 및 도선을 통하여 외부로 전류가 흐르게 된다.
본 발명의 광기전력 장치 및 이의 제조 방법은 충진재로부터의 오염을 방지하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 광기전력 장치의 제조 방법은 기판 상에 형성되며 빛을 전기로 변환하는 광기전력 셀을 형성하는 단계, 상기 광기전력 셀의 테두리에 뱅크를 형성하는 단계 및 상기 광기전력 셀에 충진재를 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명의 광기전력 장치는 기판 상에 형성되며 빛을 전기로 변환하는 광기전력 셀, 상기 광기전력 셀의 테두리에 형성된 뱅크 및 상기 광기전력 셀에 도포된 충진재를 포함한다.
본 발명은 충진재로 인한 광기전력 셀 및 기판의 오염이 방지되고 광기전력 장치의 외관이 악화되는 것이 방지한다.
다음으로 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명된다.
도 1a 내지 도 1m는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법을 나타낸다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 먼저 기판(100)이 준비된다. 기판(100)은 유리와 같은 투광성 절연 기판일 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 제1 전극(210)이 형성된다. 본 발명의 실시예에서 제1 전극(210)은 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 형성될 수 있으며, 산화주석(SnO2)이나 산화아연(ZnO)과 같은 투명 전도성 산화물(TCO : Transparent Conductive Oxide)로 이루어질 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 레이저가 제1 전극(210) 측이나 기판(100)측으로 조사되어 제1 전극(210)이 스크라이브(scribe)된다. 이에 의하여 제1 전극(210)에 제1 분리홈(220)이 형성된다. 즉, 제1 분리홈(220)은 제1 전극(210)을 관통하므로 인접한 제1 전극들(210) 사이의 단락이 방지된다.
도 1d에 도시된 바와 같이, 제1 전극(210)과 제1 분리홈(220)을 덮도록 광전변환층(230)이 CVD법으로 적층된다. 이 때 광전변환층(230)은 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층 순으로 적층될 수 있다. p 타입 반도체층의 형성을 위하여 모노 실란(SiH4) 및 수소와 같은 원료 가스와 B2H6와 같이 3족 원소를 포함하는 도핑 가스가 반응실에 혼입되면 CVD법에 따라 수소화된 p 타입 반도체층이 적층된다. 이후 원료 가스만이 반응실에 유입되면 CVD법에 따라 수소화된 진성 반 도체층이 수소화된 p 타입 반도체층 상에 형성된다. 마지막으로 PH3와 같이 5족 원소를 포함하는 도핑 가스와 원료 가스가 혼입되면 CVD법에 따라 수소화된 n 타입 반도체층이 진성 반도체층 상에 적층된다. 이에 따라 제1 전극(210) 상에 위치하는 광전변환층(230)은 수소화된 p 타입 반도체층, 수소화된 진성 반도체층 및 수소화된 n 타입 반도체층을 포함한다.
도 1e에 도시된 바와 같이, 대기중에서 레이저가 기판(100)측이나 광전변환층(230)측으로 조사되어 광전변환층(230)이 스크라이브된다. 이에 의하여 광전변환층(230)에 대하여 제2 분리홈(240)이 형성된다.
도 1f에 도시된 바와 같이, CVD나 스퍼터링 방법으로 광전변환층(230) 및 제2 분리홈(240)을 덮는 제2 전극(250)이 형성된다. 제2 전극(250)은 Al이나 Ag와 같은 금속 전극일 수 있다.
도 1g에 도시된 바와 같이, 대기 중에서 레이저가 조사되어 광전변환층(230) 및 제2 전극(250)이 스크라이브된다. 이에 따라 광전변환층(230), 및 제2 전극(250)에 대하여 제3 분리홈(270)이 형성된다.
도 1h에 도시된 바와 같이, 광전변환층(230), 제1 전극(210) 및 제2 전극(250)을 포함하는 광기전력 셀(200)의 테두리에 충진재가 흘러내리는 것을 방지하기 위한 뱅크(300)가 형성된다. 도 1h의 우측 도면은 뱅크(300)가 형성된 광기전력 셀(200)의 평면도이다.
도 1i에 도시된 바와 같이, 충진재(400)가 광기전력 셀(200) 상에 도포된다. 이 때 충진재(400)의 도포 두께(t)는 뱅크(300)의 두께(T)와 같거나 작을 수 있다.
광기전력 셀(200)을 보호하기 위하여 일반적으로 사용되는 EVA (Ethylene Vinyl Acetate)와 백 쉬트(back sheet)는 고가여서 광기전력 장치의 제조 비용을 증가시킨다. 따라서 최근에는 EVA 쉬트(Ethylene Vinyl Acetate sheet)와 백 쉬트(back sheet)를 대체하기 위하여 값이 싸고 유동성을 지닌 충진재(400)가 사용된다.
이 때 충진재(400)는 유동성을 지니므로 광기전력 셀(200) 및 기판(100)의 측면을 따라 흘러내릴 수 있으며, 흘러내린 충진재(400)는 광기전력 셀(200) 및 기판(100)을 오염시키거나 광기전력 장치의 외관에 악영향을 끼칠 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예와 같이 충진재(400)의 도포 전에 뱅크(300)가 광기전력 셀(200)의 테두리에 형성되면, 뱅크(300)가 충진재(400)가 흘러내리는 것을 방지한다. 이에 따라 충진재(400)로 인한 광기전력 셀(200) 및 기판(100)의 오염이 방지되고 광기전력 장치의 외관이 악화되는 것이 방지된다.
뱅크(300)는 충진재(400)가 흘러내리는 것을 방지해야 하므로 앞서 설명된 바와 같이 뱅크(300)의 두께(T)는 충진재(400)의 도포 두께(t)와 같거나 클 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용될 수 있는 충진재(400)는 도포시 유동성을 갖는 에폭시 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 또는 에폭시 아크릴레리이트 중 하나일 수 있다. 이 때 뱅크(300)는 충진재(400)의 흘러내림을 방지해야 하므로 뱅크(300)의 점도는 충진재(400)의 점도보다 높다. 뱅크(300)는 충진재(400)의 점도 보다 높은 열경화성 수지, 실리콘 수지(silicone resin) 또는 광경화성 수지일 수 있다. 이와 같은 수지 계열뿐만 아니라 뱅크(300)는 광기전력 셀(200)에 부착될 수 있는 테이프나 PET(PolyEthylene Terephthalate)일 수도 있다. 이와 같은 뱅크(300)는 자동화가 가능한 디스펜싱(dispensing) 공법이나 인쇄법에 의하여 형성될 수 있다.
일반적으로 EVA 쉬트 및 백 쉬트의 두께의 합은 0.5 mm 이상 2 mm 이하이며, 뱅크(300)에 의하여 흘러내림이 방지되는 충진재(400)는 EVA 쉬트 및 백 쉬트를 대체하므로 충진재(400)의 두께(t)는 0.5 mm 이상 2 mm 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 p-i-n 타입 박막 광기전력 셀을 포함하는 광기전력 장치에 대하여 설명되었으나, 본 발명은 n-i-p 타입 박막 광기전력 셀, 단결정 또는 다결정 실리콘으로 이루어진 벌크 타입 광기전력 셀 등과 같이 다양한 광기전력 셀을 포함하는 광기전력 장치에 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 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.
도 1a 내지 도 1i는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 장치의 제조 방법을 나타낸다.
Claims (14)
- 기판 상에 형성되며 빛을 전기로 변환하는 광기전력 셀을 형성하는 단계;상기 광기전력 셀의 테두리에 뱅크를 형성하는 단계; 및상기 광기전력 셀에 충진재를 도포하는 단계를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 충진재의 도포 두께는 상기 뱅크의 두께와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 충진재는 에폭시 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 또는 에폭시 아크릴레이트 중 하나인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 뱅크의 점도는 상기 충진재의 점도보다 높은 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
- 제1항 또는 제4항에 있어서,상기 뱅크는 열경화성 수지, 실리콘 수지(silicone resin) 또는 광경화성 수지인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 뱅크는 테이프나 PET인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 뱅크는 디스펜싱 공법이나 인쇄법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 충진재의 두께는 0.5 mm 이상 2 mm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
- 기판 상에 형성되며 빛을 전기로 변환하는 광기전력 셀;상기 광기전력 셀의 테두리에 형성된 뱅크; 및상기 광기전력 셀에 도포된 충진재를 포함하는 광기전력 장치.
- 제9항에 있어서,상기 충진재의 두께는 상기 뱅크의 두께와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
- 제9항에 있어서,상기 충진재는 에폭시 수지, 열경화성 수지, 광경화성 수지 또는 에폭시 아크릴레이트 중 하나인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
- 제9항에 있어서,상기 뱅크는 열경화성 수지, 실리콘 수지(silicone resin) 또는 광경화성 수지인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
- 제9항에 있어서,상기 뱅크는 테이프나 PET인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
- 제9항에 있어서,상기 충진재의 두께는 0.5 mm 이상 2 mm 이하인 것을 특징으로 하는 광기전력 장치.
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