KR101026189B1 - 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치 및 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치 및 형성 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴의 형상이 음각된 요부(凹部)를 구비하는 그라비아 롤; 상기 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지부재; 상기 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 페이스트 공급장치; 및 상기 요부 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 1 전극 패턴의 형상 및 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 닥터 블레이드를 포함하고, 상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄되는 것을 특징으로 하고 있다.
롤 프린팅, 태양 전지, 전극 패턴
Description
본 발명은 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치 및 형성 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 태양전지의 전면에 형성되는 버스 바(bus bars) 및 핑거 바(finger bars)로 이루어지는 전극 패턴을 롤 프린팅 방식을 사용하여 형성함으로써, 실리콘 웨이퍼 손상 또는 파손이 방지되고, 전극 패턴이 규칙적인 형상을 가지며, 미세 선폭의 전극 패턴의 형성이 가능하고, 전극 패턴의 두께 조절 및 두께 증대가 용이하며, 초대형 실리콘 웨이퍼 기판 상에 전극 패턴의 구현도 가능하여 재료 절감, 제조 시간 단축, 태양전지의 효율성 증가, 및 생산성 증대 등의 효과를 갖는 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치 및 형성 방법에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목 받고 있다. 태양전지는 통상적으로 반도체의 성질을 이용하여 태양광(photons) 에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치를 지칭한다.
도 1은 일반적인 태양전지의 기본적인 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 태양전지는 다이오드와 같이 p형 반도체(101)와 n형 반도체(102)의 접합 구조를 가지며, 태양전지에 빛이 입사되면 빛과 태양전지의 반도체를 구성하는 물질과의 상호작용으로 (-) 전하를 띤 전자와 전자가 빠져나가 (+) 전하를 띤 정공(holes)이 발생한다. 이들 전자와 정공이 이동하면 전류가 흐르게 되는데, 이를 광기전력효과(光起電力效果, photovoltaic effect)라 한다. 태양전지를 구성하는 p형 반도체(101) 및 n형 반도체(102) 중 전자는 n형 반도체(102) 쪽으로, 정공은 p형 반도체(101) 쪽으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체(101) 및 p형 반도체(102)와 접합된 전극(103, 104)으로 이동하게 된다. 이 때 이들 전극(103, 104)을 전선으로 연결하면 전기가 흐르므로 전력을 얻을 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 단결정 실리콘 태양전지를 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 실리콘 태양전지는 제 1 도전형 실리콘 기판(201), 제 2 도전형 도전층(202), 반사방지막(205), 전면전극(203), 및 후면전극(204)을 포함한다. 실리콘 기판(201)에 이와 다른 도전형의 층인 제 2 도전형 도전층(202)을 형성하면 p-n 접합이 형성되고, 이를 통해 p-n 구조가 구성된다. 상기 실리콘 기판(201)으로는 p형 실리콘 기판 및 n형 실리콘 기판이 모두 사용될 수 있으며, 그 중 전자가 소수 캐리어인 p형 실리콘 기판은 소수 캐리어(carriers)의 수 명 및 모빌리티(mobility)가 커서 가장 바람직하게 사용될 수 있다. p형 실리콘 기판에는 대표적으로 B, Ga, In 등의 3족 원소들이 도핑되어 있는데, p형 실리콘 기판에 P, As, Sb 등의 5족 원소들을 도핑함으로써 n형 도전층을 형성하고 이를 통해 p-n 접합을 형성할 수 있다.
한편, 제 2 도전형 도전층(202) 및 p-n 접합 형성 단계는 다양한 방식으로 수행될 수 있는데, 대표적으로 실리콘 기판을 확산로에 넣고 제 2 도전형 도전층(202)을 형성할 수 있는 도펀트를 함유하는 가스를 주입한 후 확산로를 가열하는 방법과 반도체 기판의 일면에 도펀트를 함유하는 조성물을 도포하고 이를 확산로에 넣은 후 가열하는 방법이 사용된다. 전자의 방법은 실리콘 기판의 전 표면에 제 2 도전형 도전층(202)이 형성되므로, 실리콘 기판의 측단 가장자리 부분을 잘라내는 에지 아이솔레이션(edge isolation) 공정이 요구된다. 이를 통해 전면전극(203) 및 후면전극(204)의 전기적 연결을 막을 수 있다.
또한, 반사방지막(205)은 태양광에 대한 반사율을 낮추기 위한 것으로, 실리콘 기판(201)에 형성된 제 2 도전형 도전층(202) 상에 형성된다. 반사방지막(205)은 대표적으로 플라즈마 화학기상증착법(PECVD), 화학기상증착법(CVD) 및 스퍼터링으로 이루어지는 군에서 선택되는 방법에 의해 형성될 수 있다. 반사방지막(205)과 제 2 도전형 도전층(202) 사이에는 부동층(미도시)이 추가로 형성될 수 있으며, 이러한 부동층은 대표적으로 실리콘옥사이드를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 전면전극(203)은 복수의 핑거 바(finger bar) 및 이러한 복수의 핑거 바를 전기적으로 연결하는 하나 이상의 버스 바(bus bar)를 포함하는 전극 패턴을 구비한다. 이러한 전면전극(203)은 반사방지막(205) 상에 형성되어 반사방지막(205)을 관통하면서 제 2 도전형 도전층(202)과 연결된다. 전면전극(203)의 핑거 바(303a) 및 버스 바(303b)(후술하는 도 3 참조)는 대표적으로 은(Ag) 및 글래스프릿(glass frit)을 포함하는 페이스트로 이루어질 수 있으며, 후면전극(204)은 대표적으로 알루미늄 및 글래스프릿을 포함하는 페이스트로 이루어질 수 있다.
상술한 전면전극(203) 및 후면전극(204)은 예를 들어, 전극 형성용 페이스트를 소정 패턴에 따라 도포한 후 열처리 공정에 의해 형성될 수 있다. 열처리를 통해 전면전극(203)은 반사방지막(205)을 뚫고 들어가 제 2 도전형 도전층(202)과 연결되고(punch through), 실리콘 기판(201)에는 실리콘 기판(201)이 후면전극(204)과 접하는 면으로부터 소정 깊이까지 BSF(Back surface field)층(206)이 형성된다. 전면전극(203)의 형성 및 후면전극(204)의 형성은 그 순서가 제한되지 않으므로 어느 것을 먼저 형성하거나 또는 각각의 페이스트를 도포한 후 동시에 열처리하는 것도 가능하다.
상기 도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술의 따른 실리콘 태양전지는 2007년 4월 12일자에 "단결정 실리콘 태양전지 및 단결정 실리콘 태양전지의 전면전극 패턴"이라는 발명의 명칭으로 대한민국 특허출원 제 10-2007-0036077호로 출원되어, 2008년 10월 16일자에 공개된 대한민국 특허 공개 제 10-2008-0092583호에 상세히 기술되어 있다.
도 3a는 종래 기술에 따른 실리콘 태양전지의 복수의 핑거 바 및 하나 이상의 버스 바로 이루어진 전극 패턴을 형성하기 위한 스크린 프린팅 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3b는 종래 기술에 따른 스크린 프린팅 방법의 단계를 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 종래 기술에 따른 스크린 프린팅 방법에서는, 테이블(T) 상에 위치된 실리콘 웨이퍼(W), 및 실리콘 웨이퍼(W) 상에 위치되며 복수의 패턴 개구부(312)를 구비한 스크린(310)이 사용된다. 스크린(310)은 실리콘 웨이퍼(W) 상에서 갭(G) 높이만큼 이격되어 위치된다. 스크린(310)의 양단은 일정한 장력을 유지하기 위한 한 쌍의 프레임(314)에 고정 장착된다.
도 3b를 참조하면, 종래 기술에 따른 스크린 프린팅 방법의 단계 (1)에서 스크린(310) 상에 페이스트(P)가 제공되고, 스퀴지(squeegee: 316)가 페이스트(P)를 슬라이딩 방식으로 수평방향(A 방향)으로 밀어낸다. 그 후, 단계 (2)에서 스퀴지(316)가 제 1 패턴 개구부(312a)를 통과하면서 페이스트(P)를 실리콘 웨이퍼(W) 상으로 프린팅한다. 이 경우, 스퀴지(316)는 아랫방향(B 방향)으로 힘을 받아, 스크린(310)을 실리콘 웨이퍼(W)에 접촉시킨다. 그 후, 단계 (3)에서 스퀴지(316)가 제 2 패턴 개구부(312b)를 통과하면서 페이스트(P)를 실리콘 웨이퍼(W) 상으로 프린팅한다. 그 후, 단계 (4)에서 스퀴지(316)가 제 3 패턴 개구부(312c)를 통과하면서 페이스트(P)를 실리콘 웨이퍼(W) 상으로 프린팅한다. 한편, 단계 (2) 내지 단계 (4)에서는 스퀴지(316)가 계속 수평 방형으로 이동하면서 제 1 내지 제 3 패턴 개구부(312a,312b,312c)가 순차적으로 실리콘 웨이퍼(W)로부터 이격되어 스크린(310)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에서 일정한 갭(G)(도 3a 참조)을 유지한 상태로 된다. 그 결과, 실리콘 웨이퍼(W) 상에 프린팅된 페이스트(P)가 전극 패턴(303)(즉, 복수의 핑거 바(303a) 또는 하나 이상의 버스 바(303b))을 형성한다. 그 후, 도 3a에 도시된 스크레이퍼(scraper: 318)를 사용하여 스크린(310) 상에 잔류하는 페이스트(P)가 제거된다.
상술한 바와 같이, 스크린(310)과 스퀴지(316)를 이용한 종래 기술의 스크린 프린팅 방법은 다음과 같은 문제가 발생한다.
1. 스퀴지(316)는 스크린(310) 상에서 슬라이딩 방식으로 이동하면서 실리콘 웨이퍼(W) 상에 압력을 가한다. 이 경우, 스퀴지(316)가 이동하므로 실리콘 웨이퍼(W) 상에서 압력을 받는 부분의 위치도 계속 변하게 된다. 또한, 스퀴지(316)가 복수의 패턴 개구부(312) 상을 지날 때는 실리콘 웨이퍼(W)가 순간적으로 압력을 받지 않으므로, 실리콘 웨이퍼(W)의 상부면은 전체적으로 압력 편차가 발생하게 된다. 실리콘 웨이퍼(W)는 대략 0.2mm 정도의 매우 얇은 두께를 갖는다. 따라서, 종래 기술의 스크린 프린팅 방법을 사용하여 전극 패턴(303)(즉, 핑거 바(303a) 또는 버스 바(303b))을 형성할 때 실리콘 웨이퍼(W)가 상술한 압력 편차에 의해 손상되거나 또는 파손될 수 있다.
2. 페이스트(P)가 실리콘 웨이퍼(W) 상으로 프린팅된 후, 스크린(310) 상에 잔류된 페이스트(P)가 스크레이퍼(318)에 의해 제거되어야 한다. 따라서, 잔류 페이스트(P)에 따른 재료가 소모되므로 비용이 증가하고, 잔류 페이스트(P)의 제거에 따른 공정 시간이 증가한다.
3. 또한, 전극 패턴(303)을 형성할 때, 복수의 핑거 바(303a)가 먼저 형성된 후, 복수의 핑거 바(303a)를 가로지르는 방향으로 하나 이상의 버스 바(303b))가 형성되어야 한다. 따라서, 전극 패턴(303)을 형성하는 공정 시간이 증가한다.
4. 스크린(310)을 사용하여 전극 패턴(303)을 형성하므로, 페이스트(P)와 스크린(310)의 복수의 패턴 개구부(312) 부분 간의 부착력에 의해 실리콘 웨이퍼(W) 상에 형성된 전극 패턴(303)의 형상이 불규칙하다. 도 3c를 참조하면, 종래 기술의 스크린 프린팅 방법을 사용하여 실리콘 웨이퍼(W) 상에 형성된 전극 패턴(303)의 양 측면부(303s)의 형상이 불규칙할 뿐만 아니라, 전극 패턴(303)의 폭 방향(즉, W1 방향)으로 퍼진 상태를 갖는 것을 알 수 있다. 전극 패턴(303)이 불규칙한 형상을 갖는 경우, 복수의 전극 패턴(303)이 서로 상이한 저항값을 갖게 되어 복수의 전극 패턴(303)에 흐르는 전류값도 상이하게 된다, 그 결과, 저항값이 낮은 전극 패턴(303)에 과도한 전류가 흐르게 되어 쇼트(short)가 발생하면 태양전지의 고장 발생 원인이 될 수 있다. 또한, 전극 패턴(303)이 폭 방향으로 퍼진 상태를 갖는 경우, 도 2에 도시된 반사방지막(205)을 통해 흡수되는 태양광 에너지의 값이 줄어든다. 따라서, 태양전지의 효율이 낮아진다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점 중 적어도 하나 이상을 해결하기 위한 것으로, 태양전지의 전면에 형성되는 버스 바(bus bars) 및 핑거 바(finger bars)로 이루어지는 전극 패턴을 롤 프린팅 방식을 사용하여 형성함으로써, 실리콘 웨이퍼 손상 또는 파손이 방지되고, 전극 패턴이 규칙적인 형상을 가지며, 미세 선폭의 전극 패턴의 형성이 가능하고, 전극 패턴의 두께 조절 및 두께 증대가 용이하며, 초대형 실리콘 웨이퍼 기판 상에 전극 패턴의 구현도 가능하여 재료 절감, 제조 시간 단축, 태양전지의 효율성 증가, 및 생산성 증대 등의 효과를 갖는 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치 및 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴의 형상이 음각된 요부(凹部)를 구비하는 그라비아 롤; 상기 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지부재; 상기 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 페이스트 공급장치; 및 상기 요부 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 1 전극 패턴의 형상 및 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 닥터 블레이드를 포함하고, 상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 형성하기 위한 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴의 형상이 양각된 철부(凸部)를 구비하는 그라비아 롤; 상기 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지부재; 및 상기 철부 상에 페이스트(P)를 공급하는 페이스트 공급장치를 포함하고, 상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 전극 패턴의 형상이 음각된 제 1 요부(凹部)를 구비하는 제 1 그라비아 롤; 상기 제 1 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 1 지지부재; 상기 제 1 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 1 페이스트 공급장치; 상기 제 1 요부 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 1 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 제 1 닥터 블레이드; 상기 전면 전극을 구성하는 제 2 전극 패턴의 형상이 음각된 제 2 요부를 구비하는 제 2 그라비아 롤; 상기 제 2 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 2 지지부재; 상기 제 2 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 2 페이스트 공급장치; 및 상기 제 2 요부 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 제 2 닥터 블레이드를 포함하고, 상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 순차적으로 인쇄되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 형성하기 위한 제 1 전극 패턴의 형상이 양각된 제 1 철부(凸部)를 구비하는 제 1 그라비아 롤; 상기 제 1 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 1 지지부재; 상기 제 1 철부 상에 페이스트(P)를 공급하는 제 1 페이스트 공급장치; 상기 전면 전극을 구성하는 제 2 전극 패턴의 형상이 양각된 제 2 요부를 구비하는 제 2 그라비아 롤; 상기 제 2 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 2 지지부재; 및 상기 제 2 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 2 페이스트 공급장치를 포함하고, 상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 순차적으로 인쇄되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 5 특징에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법은 a) 하나의 그라비아 롤 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상을 음각 또는 양각으로 형성하는 단계; b) 상기 음각 또는 양각으로 형성된 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상에 페이스트(P)를 공급하는 단계; c) 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 상기 페이스트(P)를 제거하는 단계; 및 d) 상기 그라비아 롤과 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)를 상대 이동시켜 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴을 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제 6 특징에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법은 a) 제 1 및 제 2 그라비아 롤 상에 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상을 각각 음각 또는 양각으로 형성하는 단계; b) 상기 음각 또는 양각으로 형성된 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상에 페이스트(P)를 공급하는 단계; c) 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 상기 페이스트(P)를 제거하는 단계; d) 상기 제 1 그라비아 롤과 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)를 상대 이동시켜 상기 제 1 전극 패턴을 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄하는 단계; e) 상기 스테이지(S)를 90° 회전시키는 단계; 및 f) 상기 제 2 그라비아 롤과 상기 스테이지(S)를 상대 이동시켜 상기 제 2 전극 패턴을 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 태양전지의 롤 프린팅을 이용한 전극 패턴 형성 장치 및 형성 방법을 사용하면 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 스퀴지 대신 롤 프린팅 방법을 사용하여 태양전지의 전극 패턴을 형성하므로, 전극 패턴 형성시 실리콘 웨이퍼(W) 상에 가해지는 압력이 최소화되며, 또한 실리콘 웨이퍼(W)의 상부면에 가해지는 전체적으로 압력 편차가 발생하지 않는다. 따라서, 전극 패턴 형성시 실리콘 웨이퍼(W)의 손상 또는 파손이 최소화되거나 실질적으로 방지된다.
2. 종래 기술에 비해 재료(즉, 페이스트(P))의 낭비가 줄어들어 비용이 절감되며, 종래 기술과는 달리 잔류 페이스트(P)의 제거 공정이 불필요하다.
3. 실리콘 웨이퍼(W) 상에 복수의 핑거 바와 하나 이상의 버스 바로 이루어진 전극 패턴을 동시에 형성할 수 있으므로 공정 시간이 현저하게 감소된다.
4. 롤 프린팅 방식이 사용되므로 최종 형성된 전극 패턴이 균일하게 형성된다. 따라서, 복수의 전극 패턴이 실질적으로 동일한 저항값을 갖게 되어 쇼트(short)가 발생 가능성 및 그에 따른 태양전지의 고장 발생 가능성이 최소화된다. 또한, 전극 패턴의 폭 방향이 균일하게 형성되므로 반사방지막의 면적이 증가된다. 따라서, 태양전지의 전기 전도성이 향상되어 고효율의 태양전지 제조가 가능하다.
5. 롤 프린팅 방법을 사용하여 태양전지의 전극 패턴을 형성하므로, 전극 패턴 형성의 공정수 및 시간이 현저하게 줄어들어 생산성이 증대된다.
6. 롤 프린팅 방법을 사용하므로, 전극 패턴의 선폭 및 높이 조절이 용이하고 또한 초대형 실리콘 웨이퍼(W) 상에 전극 패턴을 형성하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기술한다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치의 측단면도를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴을 구비한 그라비아 롤의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치(400)는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 전극 패턴(403a) 및 제 2 전극 패턴(403b)의 형상이 음각된 요부(凹部: 412)를 구비하는 그라비아 롤(410); 상기 그라비아 롤(410)을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지부재(416); 상기 요부(412) 내에 페이스트(P)를 공급하는 페이스트 공급장치(420); 및 상기 요부(412) 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 1 전극 패턴(403a)의 형상 및 제 2 전극 패턴(403b)의 형상만을 남기고 제거하는 닥터 블레이드(430)를 포함한다. 여기서, 제 2 전극 패턴(403b)은 제 1 전극 패턴(403a)에 대해 수직 방향으로 형성되므로, 그라비아 롤(410)이 회전할 때 닥터 블레이드(430)가 제 2 전극 패턴(403b)의 형상이 형성된 요부(412)에 걸리는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 제 2 전극 패턴(403b)의 형상이 형성될 요부(412a)를 메쉬(mesh) 형상으로 형성한다. 이 경우, 닥터 블레이드(430)는 제 2 전극 패턴(403b)이 형성된 메쉬 형상의 요부(412a)와 접촉하더라도 걸림 문제가 발생하지 않는다.
상술한 도 4a 내지 도 4c의 실시예에서, 한 쌍의 지지부재(416)는 그라비아 롤(410)의 전진 및 후진 이동을 가능하게 하는 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448) 상에 장착된다. 또한, 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448)는 테이블(T) 상에 위치된다. 여기서, 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448)의 사용은 선택 사양이다. 실리콘 웨이퍼(W)는 전진 및 후진 이동이 가능한 스테이지(S) 상에 장착된다. 스테이지(S)는 테이블(T) 상에서 이동 가능하게 장착되는 본 발명의 전극 패턴 형성 장치(400)(구체적으로는, 그라비아 롤(410))와 상대적으로 이동이 가능하다.
한편, 상술한 도 4a 내지 도 4c에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에서는 전극 패턴 형성 장치(400)가 하나의 음각 그라비아 롤(410)을 사용하는 경우를 도시하고 있지만, 당업자라면 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)가 하나의 양각 그라비아 롤(410)을 사용하여 구현될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이 경우, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치(400)는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 태양전지의 전면 전극을 형성하기 위한 제 1 전극 패턴(403a) 및 제 2 전극 패턴(403b)의 형상이 양각된 철 부(凸部: 412)를 구비하는 그라비아 롤(410); 상기 그라비아 롤(410)을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지부재(416); 및 상기 철부(412) 상에 페이스트(P)를 공급하는 페이스트 공급장치(420)를 포함한다. 즉, 하나의 양각 그라비아 롤(410)로 구현되는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치(400)에서는 닥터 블레이드(430)의 사용이 불필요하다. 따라서, 닥터 블레이드(430)에 의한 걸림 문제가 발생하지 않으므로 제 2 전극 패턴(403b)의 형상이 형성될 철부(412a)를 메쉬(mesh) 형상으로 형성할 필요가 없다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)에서는, 하나의 그라비아 롤(410)의 표면 상에 태양 전지의 전면 전극용 전극 패턴(403)이 음각 또는 양각 형상으로 형성되어 있다. 전극 패턴(403)을 구성하는 제 1 전극 패턴(403a) 및 제 2 전극 패턴(403b)은 서로 수직하게 형성된다. 제 1 전극 패턴(403a) 및 제 2 전극 패턴(403b)은 각각 복수의 핑거 바이거나 또는 하나 이상의 버스 바일 수 있다. 즉, 제 1 전극 패턴(403a)이 복수의 핑거 바인 경우 제 2 전극 패턴(403b)은 하나 이상의 버스 바이며, 제 1 전극 패턴(403a)이 하나 이상의 버스 바인 경우 제 2 전극 패턴(403b)은 복수의 핑거 바이다.
다시 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 도 4b에 도시된 페이스트 공급장치(420)로부터 페이스트(P)가 그라비아 롤(410) 상에 공급된다. 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)이 음각 형상인 경우, 그라비아 롤(410)이 회전하면 페이스트(P)는 닥터 블레이드(430)에 의해 그라비아 롤(410) 상에 형성된 요부(412) 내로 채워진다. 그러나, 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)이 양각 형상인 경우, 닥터 블레이 드(430)는 사용되지 않는다. 이 경우, 그라비아 롤(410)이 회전하면 페이스트(P)는 그라비아 롤(410)의 상에 형성된 철부(412) 상에 도포된다.
그 후, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 스테이지(S)가 테이블(T) 상에서 이동한다. 스테이지(S)가 수평방향(도 4b의 A 방향)을 따라 그라비아 롤(410)의 하부를 가로질러 이동하면, 그라비아 롤(410)이 실리콘 웨이퍼(W)와 접촉한 상태로 회전한다. 그 결과, 그라비아 롤(410)의 요부(412) 내에 또는 철부(412) 상에 형성된 제 1 전극 패턴(403a) 및 제 2 전극 패턴(403b)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄된다. 따라서, 상술한 제 1 실시예에서는 후술하는 제 2 실시예의 경우와는 달리 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)의 90° 회전이 불필요하다. 또한, 본 발명의 전극 패턴 형성 장치(400)의 그라비아 롤(410)은 테이블(T) 상에서 고정 장착되므로, 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448)는 사용이 불필요하다.
한편, 스테이지(S)가 정지하는 경우, 테이블(T) 상의 본 발명의 전극 패턴 형성 장치(400)의 그라비아 롤(410)은 테이블(T) 상에 제공되는 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448)를 따라 이동하면서 정지된 스테이지(S) 상에 장착된 실리콘 웨이퍼(W) 상에 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)을 동시에 인쇄한다. 이 경우에도 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)는 회전이 불필요하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)에서는 그라비아 롤(410)과 스테이지(S) 간의 상대 운동을 통해 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)에서는 후술하는 제 2 실시예에 비해 전 극 패턴 형성의 공정수 및 시간이 현저하게 줄어든다.
도 4d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4e는 도 4d에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치의 측단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4d 및 도 4e를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치(400)는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 전극 패턴(미도시)의 형상이 음각된 제 1 요부(凹部: 412a)를 구비하는 제 1 그라비아 롤(410a); 상기 제 1 그라비아 롤(410a)을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 1 지지부재(416a); 상기 제 1 요부(412a) 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 1 페이스트 공급장치(420a); 상기 제 1 요부(412a) 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 1 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 제 1 닥터 블레이드(430a: doctor blade); 상기 전면 전극을 구성하는 제 2 전극 패턴(미도시)의 형상이 음각된 제 2 요부(412b)를 구비하는 제 2 그라비아 롤(410b); 상기 제 2 그라비아 롤(410b)을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 2 지지부재(416b); 상기 제 2 요부(412b) 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 2 페이스트 공급장치(420b); 및 상기 제 2 요부(412b) 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 제 2 닥터 블레이드(430b)를 포함한다.
상술한 도 4d 및 도 4e에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에서는 전극 패턴 형성 장치(400)가 한 쌍의 음각 그라비아 롤(410a,410b)을 사용하는 경우를 도시하고 있지만, 당업자라면 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)가 한 쌍의 양각 그라비아 롤(410a,410b)을 사용하여 구현될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. 이 경우, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)는 실리콘 웨이퍼(W) 상에 태양전지의 전면 전극을 형성하기 위한 제 1 전극 패턴(미도시)의 형상이 양각된 제 1 철부(凸部: 412a)를 구비하는 제 1 그라비아 롤(410a); 상기 제 1 그라비아 롤(410a)을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 1 지지부재(416a); 상기 제 1 철부(412a) 상에 페이스트(P)를 공급하는 제 1 페이스트 공급장치(420a); 상기 전면 전극을 구성하는 제 2 전극 패턴(미도시)의 형상이 양각된 제 2 요부(412b)를 구비하는 제 2 그라비아 롤(410b); 상기 제 2 그라비아 롤(410b)을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 2 지지부재(416b); 및 상기 제 2 요부(412b) 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 2 페이스트 공급장치(420b)를 포함한다. 즉, 한 쌍의 양각 그라비아 롤(410a,410b)로 구현되는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)에서는 제 1 및 제 2 닥터 블레이드(430a,430b)의 사용이 불필요하다.
상술한 도 4d 및 도 4e의 실시예에서, 한 쌍의 지지부재(416)는 제 1 및 제 2 그라비아 롤(410a,410b)의 전진 및 후진 이동을 가능하게 하는 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448) 상에 장착된다. 또한, 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448)는 테이블(T) 상에 위치된다. 여기서, 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448)의 사용은 선택 사양이다. 실리콘 웨이퍼(W)는 전진 및 후진 이동과 회전 이동이 가능한 스테이지(S) 상에 위치된다. 스테이지(S)는 테이블(T) 상에 이동 가능하게 장착되는 본 발명의 전극 패턴 형성 장치(400)와 상대적으로 이동이 가능하다.
도 4f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴을 구비한 그라비아 롤의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4f를 도 4c 및 도 4e와 함께 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)에서는, 제 1 및 제 2 그라비아 롤(410a,410b)의 표면 상에 태양 전지의 전면 전극용 전극 패턴(403)이 음각 또는 양각 형상으로 형성되어 있다. 전극 패턴(403)을 구성하는 제 1 전극 패턴(403a) 및 제 2 전극 패턴(403b)은 서로 수직하게 형성된다. 제 1 전극 패턴(403a) 및 제 2 전극 패턴(403b)은 각각 복수의 핑거 바이거나 또는 하나 이상의 버스 바일 수 있다. 즉, 제 1 전극 패턴(403a)이 복수의 핑거 바인 경우 제 2 전극 패턴(403b)은 하나 이상의 버스 바이며, 제 1 전극 패턴(403a)이 하나 이상의 버스 바인 경우 제 2 전극 패턴(403b)은 복수의 핑거 바이다. 상술한 본 발명의 제 1 실시예에서는 제 1 그라비아 롤(410a) 상에 제 1 전극 패턴(403a)이 형성되어 있고, 제 2 그라비아 롤(410b) 상에는 전극 패턴(403b)이 형성되어 있다.
다시 도 4d 내지 도 4f를 참조하면, 도 4e에 도시된 제 1 페이스트 공급장치(420a)로부터 페이스트(P)가 제 1 그라비아 롤(410a) 상에 공급된다. 제 1 전극 패턴(403)이 음각 형상인 경우, 제 1 그라비아 롤(410a)이 회전하면 페이스트(P)는 제 1 닥터 블레이드(430a)에 의해 제 1 그라비아 롤(410a) 상에 형성된 제 1 요부(412a) 내로 채워진다. 그러나, 제 1 전극 패턴(403)이 양각 형상인 경우, 제 1 닥터 블레이드(430a)는 사용되지 않는다. 이 경우, 제 1 그라비아 롤(410a)이 회전 하면 페이스트(P)는 제 1 그라비아 롤(410a) 상에 형성된 제 1 철부(412a) 상에 도포된다.
그 후, 도 4d 및 도 4f에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전극 패턴 형성 장치(400)의 제 1 및 제 2 그라비아 롤(410a,410b)은 테이블(T) 상에서 고정 장착되는 경우, 스테이지(S)가 테이블(T) 상에서 이동한다. 스테이지(S)가 수평방향(도 4b의 A 방향)을 따라 제 1 그라비아 롤(410a)의 하부를 가로 질러 이동하면, 제 1 그라비아 롤(410a)이 실리콘 웨이퍼(W)와 접촉한 상태로 회전한다. 그 결과, 제 1 그라비아 롤(410a)의 제 1 요부(412a) 내에 또는 제 1 철부(412a) 상에 형성된 제 1 전극 패턴(403a)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄된다. 제 1 전극 패턴(403a)은 제 2 전극 패턴(403b)과 서로 수직하게 형성되어야 한다. 이를 위해, 제 1 그라비아 롤(410a)에 의해 제 1 패턴 전극(403a)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에 형성된 다음, 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)가 90° 회전한다. 그 후, 스테이지(S)가 제 2 그라비아 롤(410b)의 하부를 가로 질러 이동하면, 제 2 그라비아 롤(410b)이 실리콘 웨이퍼(W)와 접촉한 상태로 회전한다. 그 결과, 제 2 그라비아 롤(410b)의 제 2 요부(412b) 내에 또는 제 2 철부(412b) 상에 형성된 제 2 전극 패턴(403b)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄된다. 이러한 방식으로, 최종적으로 형성된 제 1 패턴 전극(403a)과 제 2 패턴 전극(403b)은 서로 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 이 경우, 제 1 및 제 2 그라비아 롤(410a,410b)이 테이블(T) 상에서 고정 장착되므로, 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448)는 사용이 불필요하다.
한편, 스테이지(S)가 정지하는 경우, 테이블(T) 상의 본 발명의 전극 패턴 형성 장치(400)의 제 1 및 제 2 그라비아 롤(410a,410b)은 테이블(T) 상에 제공되는 한 쌍의 리니어 모션 가이드(448)를 따라 이동하면서 정지된 스테이지(S) 상에 장착된 실리콘 웨이퍼(W) 상에 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)을 각각 인쇄한다. 이 경우에도 제 1 그라비아 롤(410a)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에 제 1 패턴 전극(403a)을 인쇄한 다음, 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)가 90° 회전한다. 그 후, 제 2 그라비아 롤(410b)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에 제 2 패턴 전극(403b)을 인쇄한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 장치(400)에서는 제 1 및 제 2 그라비아 롤(410a,410b)과 스테이지(S) 간의 상대 운동을 통해 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)이 실리콘 웨이퍼(W) 상에 순차적으로 인쇄된다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 5a를 도 4a 내지 도 4c와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법(500)은 a) 하나의 그라비아 롤(410) 상에 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)의 형상을 음각 또는 양각으로 형성하는 단계(510); b) 상기 음각 또는 양각으로 형성된 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)의 형상에 페이스트(P)를 공급하는 단계(520); c) 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)의 형상만을 남기고 상기 페이스트(P)를 제거하는 단계(530); 및 d) 상기 그라비아 롤(410)과 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)를 상대 이동시켜 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)을 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄하는 단계(540)를 포함한다.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 5b를 도 4d 내지 도 4f와 함께 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법(500)은 a) 제 1 및 제 2 그라비아 롤(410a,410b) 상에 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)의 형상을 각각 음각 또는 양각으로 형성하는 단계(510); b) 상기 음각 또는 양각으로 형성된 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)의 형상에 페이스트(P)를 공급하는 단계(520); c) 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴(403a,403b)의 형상만을 남기고 상기 페이스트(P)를 제거하는 단계(530); d) 상기 제 1 그라비아 롤(410a)과 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)를 상대 이동시켜 상기 제 1 전극 패턴(403a)을 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄하는 단계(540); e) 상기 스테이지(S)를 90° 회전시키는 단계(550); 및 f) 상기 제 2 그라비아 롤(410b)과 상기 스테이지(S)를 상대 이동시켜 상기 제 2 전극 패턴(403b)을 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄하는 단계(560)를 포함한다.
상술한 도 5a 및 도 5b의 실시예에서, 제 1전극 패턴(403a) 및 제 2 전극 패턴(403b)은 각각 복수의 핑거 바이거나 또는 하나 이상의 버스 바일 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 도 5a의 실시예가 도 5b의 실시예에 비해 전극 패 턴 형성의 공정수 및 시간이 현저하게 줄어든다는 것은 자명하다.
다양한 예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
도 1은 일반적인 태양전지의 기본적인 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 단결정 실리콘 태양전지를 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 3a는 종래 기술에 따른 실리콘 태양전지의 복수의 핑거 바 및 하나 이상의 버스 바로 이루어진 전극 패턴을 형성하기 위한 스크린 프린팅 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3b는 종래 기술에 따른 스크린 프린팅 방법의 단계를 도시한 도면이다.
도 3c는 종래 기술의 스크린 프린팅 방법을 사용하여 실리콘 웨이퍼(W) 상에 형성된 전극 패턴의 사진을 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태양전지의 전극 패턴 형성 장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태양전지의 전극 패턴 형성 장치의 측단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태양전지의 전극 패턴을 구비한 그라비아 롤의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양전지의 전극 패턴 형성 장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4e는 도 4d에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양전지의 전극 패턴 형성 장치의 측단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양전지의 전극 패턴을 구비한 그라비아 롤의 사시도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
Claims (21)
- 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치에 있어서,실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴의 형상이 음각된 요부(凹部)를 구비하는 그라비아 롤;상기 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지부재;상기 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 페이스트 공급장치; 및상기 요부 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 1 전극 패턴의 형상 및 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 닥터 블레이드를 포함하고,상기 그라비아 롤과 상기 실리콘 웨이퍼(W)는 서로 상대 운동하며,상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄되는태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 전극 패턴의 형상이 형성될 상기 요부가 메쉬(mesh) 형상으로 형성되는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴은 각각 복수의 핑거 바(finger bar) 또는 하나 이상의 버스 바(bus bar)인 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 삭제
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는상기 그라비아 롤의 전진 및 후진 이동시키는 한 쌍의 리니어 모션 가이드;상기 한 쌍의 리니어 모션 가이드가 장착되는 테이블(T); 및상기 실리콘 웨이퍼(W)를 전진 및 후진 이동시키는 스테이지(S)를 추가로 포함하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치에 있어서,실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 형성하기 위한 제 1 전극 패턴 및 제 2 전극 패턴의 형상이 양각된 철부(凸部)를 구비하는 그라비아 롤;상기 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지부재; 및상기 철부 상에 페이스트(P)를 공급하는 페이스트 공급장치를 포함하고,상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 동시에 인쇄되는태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 6항에 있어서,상기 제 1전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴은 각각 복수의 핑거 바(finger bar) 또는 하나 이상의 버스 바(bus bar)인 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 6항 또는 제 7항에 있어서,상기 그라비아 롤과 상기 실리콘 웨이퍼(W)는 서로 상대 운동하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 8항에 있어서,상기 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는상기 그라비아 롤의 전진 및 후진 이동시키는 한 쌍의 리니어 모션 가이드;상기 한 쌍의 리니어 모션 가이드가 장착되는 테이블(T); 및상기 실리콘 웨이퍼(W)를 전진 및 후진 이동시키는 스테이지(S)를 추가로 포함하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치에 있어서,실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 전극 패 턴의 형상이 음각된 제 1 요부(凹部)를 구비하는 제 1 그라비아 롤;상기 제 1 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 1 지지부재;상기 제 1 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 1 페이스트 공급장치; 상기 제 1 요부 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 1 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 제 1 닥터 블레이드;상기 전면 전극을 구성하는 제 2 전극 패턴의 형상이 음각된 제 2 요부를 구비하는 제 2 그라비아 롤;상기 제 2 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 2 지지부재;상기 제 2 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 2 페이스트 공급장치; 및상기 제 2 요부 내에 공급된 상기 페이스트(P)를 상기 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 제거하는 제 2 닥터 블레이드를 포함하고,상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 순차적으로 인쇄되는태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 10항에 있어서,상기 제 1전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴은 각각 복수의 핑거 바(finger bar) 또는 하나 이상의 버스 바(bus bar)인 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 10항 또는 제 11항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 그라비아 롤과 상기 실리콘 웨이퍼(W)는 서로 상대 운동하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 12항에 있어서,상기 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는상기 제 1 및 제 2 그라비아 롤의 전진 및 후진 이동시키는 한 쌍의 리니어 모션 가이드;상기 한 쌍의 리니어 모션 가이드가 장착되는 테이블(T); 및상기 실리콘 웨이퍼(W)를 전진 및 후진 이동시키는 스테이지(S)를 추가로 포함하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 13항에 있어서,상기 제 1전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄된 후 그리고 상기 제 2전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄되기 전에 상기 스테이지(S)가 90° 회전하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 장치에 있어서,실리콘 웨이퍼(W) 상에 상기 태양전지의 전면 전극을 형성하기 위한 제 1 전극 패턴의 형상이 양각된 제 1 철부(凸部)를 구비하는 제 1 그라비아 롤;상기 제 1 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 1 지지부재;상기 제 1 철부 상에 페이스트(P)를 공급하는 제 1 페이스트 공급장치;상기 전면 전극을 구성하는 제 2 전극 패턴의 형상이 양각된 제 2 요부를 구비하는 제 2 그라비아 롤;상기 제 2 그라비아 롤을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 제 2 지지부재; 및상기 제 2 요부 내에 페이스트(P)를 공급하는 제 2 페이스트 공급장치를 포함하고,상기 제 1 전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 순차적으로 인쇄되는태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 15항에 있어서,상기 제 1전극 패턴 및 상기 제 2 전극 패턴은 각각 복수의 핑거 바(finger bar) 또는 하나 이상의 버스 바(bus bar)인 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 15항 또는 제 16항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 그라비아 롤과 상기 실리콘 웨이퍼(W)는 서로 상대 운동하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 17항에 있어서,상기 태양전지의 전극 패턴 형성 장치는상기 제 1 및 제 2 그라비아 롤의 전진 및 후진 이동시키는 한 쌍의 리니어 모션 가이드;상기 한 쌍의 리니어 모션 가이드가 장착되는 테이블(T); 및상기 실리콘 웨이퍼(W)를 전진 및 후진 이동시키는 스테이지(S)를 추가로 포함하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 제 18항에 있어서,상기 제 1전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄된 후 그리고 상기 제 2전극 패턴이 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄되기 전에 상기 스테이지(S)가 90° 회전하는 태양전지의 전극 패턴 형성 장치.
- 삭제
- 롤 프린팅을 이용한 태양전지의 전극 패턴 형성 방법에 있어서,a) 제 1 및 제 2 그라비아 롤 상에 태양전지의 전면 전극을 구성하는 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상을 각각 음각 또는 양각으로 형성하는 단계;b) 상기 음각 또는 양각으로 형성된 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상에 페이스트(P)를 공급하는 단계;c) 상기 제 1 및 제 2 전극 패턴의 형상만을 남기고 상기 페이스트(P)를 제거하는 단계;d) 상기 제 1 그라비아 롤과 실리콘 웨이퍼(W)가 장착된 스테이지(S)를 상대 이동시켜 상기 제 1 전극 패턴을 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄하는 단계;e) 상기 스테이지(S)를 90° 회전시키는 단계; 및f) 상기 제 2 그라비아 롤과 상기 스테이지(S)를 상대 이동시켜 상기 제 2 전극 패턴을 상기 실리콘 웨이퍼(W) 상에 인쇄하는 단계를 포함하는 태양전지의 전극 패턴 형성 방법.
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