KR101060272B1 - 광기전력 장치와 이의 제조 방법 - Google Patents

광기전력 장치와 이의 제조 방법 Download PDF

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명승엽
박준형
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한국철강 주식회사
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Abstract

본 발명의 광기전력 장치의 제조 방법은, 기판 위에 제1 전극, 광전변환층 및 제2 전극을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제2 전극을 덮는 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계; 상기 제2 전극 위의 상기 절연층에 상기 제2 전극이 노출되도록 제1 및 제2 트랜치 라인을 형성하되, 상기 제1 트랜치 라인과 상기 제2 트랜치 라인 사이에 적어도 둘 이상의 광기전력 셀이 포함되도록 하는 트랜치 라인 형성 단계; 및 상기 제1 및 제2 트랜치 라인에 도전 물질을 채워 제1 및 제2 도전성 버스바를 형성하는 도전성 버스바 형성 단계를 포함한다.

Description

광기전력 장치와 이의 제조 방법{Photovoltaic Apparatus and Manufacturing Thereof}
본 발명은 광기전력 장치와 이의 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 pin 접합에 빛이 입사되어 흡수되면 빛의 에너지가 반도체 내부에서 전자와 홀을 발생시키고 내부 전계에 의해 이들이 분리됨으로써 pin 접합 양단에 광기전력이 발생된다. 이 때 접합 양단에 전극을 형성하고 도선을 연결하면 전극 및 도선을 통하여 외부로 전류가 흐르게 된다.
본 발명은 광기전력 장치의 제조 시, 인건비와 장비료를 낮출 수 있는 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 광기전력 장치의 완성 시간을 단축할 수 있는 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 제공한다.
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 위에 제1 전극, 광전변환층 및 제2 전극을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제2 전극을 덮는 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계; 상기 제2 전극 위의 상기 절연층에 상기 제2 전극이 노출되도록 제1 및 제2 트랜치 라인을 형성하되, 상기 제1 트랜치 라인과 상기 제2 트랜치 라인 사이에 적어도 둘 이상의 광기전력 셀이 포함되도록 하는 트랜치 라인 형성 단계; 및 상기 제1 및 제2 트랜치 라인에 도전 물질을 채워 제1 및 제2 도전성 버스바를 형성하는 도전성 버스바 형성 단계;를 포함한다.
또한 본 발명의 광기전력 장치는 기판 위에 제1 전극, 광전변환층 및 제2 전극이 순차적으로 형성된 광기전력 기판; 상기 광기전력 기판 위에 형성되고, 상기 제2 전극의 표면까지의 깊이를 갖는 제1 및 제2 트랜치 라인을 포함하는 절연층; 및 상기 제1 및 제2 트랜치 라인에 도전물질이 채워져 형성된 제1 및 제2 도전성 버스바;를 포함하되, 상기 제1 트랜치 라인과 상기 제2 트랜치 라인 사이에는 적어도 둘 이상의 광기전력 셀이 포함된다.
본 발명에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 사용하면, 광기전력 장치의 제조 시의 인건비와 장비료를 낮출 수 있는 이점이 있다.
또한, 광기전력 장치의 완성 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시 예에 따른 광기전력 장치에서 광기전력 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시 예에 따른 광기전력 장치에서, 절연층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 당업자에게 자명한 부분에 대하여는 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략하기로 한다. 또한 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시 예에 따른 광기전력 장치에서 광기전력 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 먼저 기판(111)이 준비된다. 기판(111)은 절연성 투명기판(111)일 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(111) 상에 제1 전극(113)을 형성한다. 본 발명의 실시예에서 제1 전극(113)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, 레이저를 제1 전극(113) 측이나 기판(111)측으로 조사하여 제1 전극(113)을 스크라이브(scribe)한다. 이에 의하여 제1 전극(113)에 제1 분리홈(210)이 형성된다. 즉, 제1 분리홈(210)은 제1 전극(113)을 관통하므로 인접한 제1 전극들(113) 사이의 단락을 방지할 수 있다.
도 1d에 도시된 바와 같이, 제1 전극(113)과 제1 분리홈(210)을 덮도록 광전변환층(115)을 CVD법으로 적층한다. 이 때 광전변환층(115)은 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층 순으로 적층될 수 있다. p 타입 반도체층의 형성을 위하여 모노 실란(SiH4)과 같이 실리콘을 포함하는 원료 가스와 B2H6와 같이 3족 원소를 포함하는 도핑 가스가 반응실에 혼입되면 CVD법에 따라 p 타입 반도체층이 적층된다. 이후 실리콘을 포함하는 원료 가스만이 반응실에 유입되면 CVD법에 따라 진성 반도체층이 p 타입 반도체층 상에 형성된다. 마지막으로 PH3와 같이 5족 원소를 포함하는 도핑 가스와 실리콘을 포함하는 원료 가스가 혼입되면 CVD법에 따라 n 타입 반도체층이 진성 반도체층 상에 적층된다. 이에 따라 제1 전극(113) 상에 위치하는 광전변환층(115)은 p 타입 반도체층, 진성 반도체층 및 n 타입 반도체층 순으로 적층된 비정질 반도체층을 포함한다.
도 1e에 도시된 바와 같이, 대기중에서 레이저가 기판(111)측이나 광전변환층(115)측으로 조사되어 광전변환층(115)을 스크라이브(scribe)한다. 이에 의하여 광전변환층(115)에 제2 분리홈(220)이 형성된다.
도 1f에 도시된 바와 같이, CVD나 스퍼터링 방법으로 광전변환층(115) 및 제2 분리홈(220)을 덮는 제2 전극(117)을 형성한다. 제2 전극(117)은 Al이나 Ag와 같은 금속 전극일 수 있다.
도 1g에 도시된 바와 같이, 대기 중에서 레이저를 조사하여 광전변환층(115) 및 제2 전극(117)을 스크라이브한다. 이에 따라 광전변환층(115), 및 제2 전극(117)에 대하여 제3 분리홈(230)이 형성된다.
상술한 도 1a 내지 도 1g에 도시된 제조 방법에 의하여, 기판(111), 제1 전극(113), 광전변환층(115) 및 제2 전극(117)을 포함하는 광기전력 기판(110)이 준비된다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시 예에 따른 광기전력 장치에서, 절연층(120)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하의 도면들(도 2a 내지 도 9g)에서 광기전력 기판(110)과 다른 층들이 측면에서 볼 때, 외부에 노출되어 있는 형태로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이고 실제 제작된 광기전력 장치에서는 외부에 노출되지 않음을 유의해야 한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 준비된 광기전력 기판(110)의 양 측에 제4 분리홈들(240-1, 240-2)을 각각 형성한다. 제4 분리홈(240-1, 240-2)은 대기 중에서 레이저를 조사하여 제2 전극(117), 광전변환층(115) 및 제1 전극(113)을 스크라이브함으로써 형성할 수 있다. 제4 분리홈(240-1, 240-2)에 의하여 광기전력 기판에는 유효영역(R)과 무효영역이 결정된다. 유효영역(R)에서는 광기전력이 발생하고, 무효영역에서는 광기전력이 발생하지 않는다.
제4 분리홈(240-1, 240-2)을 형성한 후, 제2 전극(117), 제3 분리홈 및 제4 분리홈(240)을 덮는 절연층(120)을 라미네이션 공법에 의하여 형성한다. 이러한 절연층(120)은 광기전력 기판(110)을 보호하기 위한 것으로, EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 포함할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 전극(117)이 노출되도록 절연층(120)에 두 개의 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)을 형성한다. 여기서 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)은 제4 분리홈(240-1, 240-2)과 인접한 유효영역(R)의 제2 전극(117) 위에 형성되는 것이 바람직하며, 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2) 사이에는 적어도 둘 이상의 광기전력 셀(PVC1, PVC2, PVC3)이 포함되도록 하는 것이 바람직하다. 제1 광기전력 셀(PVC1)에는 제4 분리홈(240)이 형성되기 때문에, 제1 광기전력 셀(PVC1)에서는 광기전력이 발생하지 못하고, 제1 광기전력 셀(PVC1)의 제1 전극과 제2 전극은 등전위가 된다. 제2 및 제3 광기전력 셀(PVC2, PVC3)에는 제4 분리홈(240)이 형성되지 않기 때문에, 광기전력이 발생한다. 따라서, 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2) 사이에는 적어도 둘 이상의 광기전력 셀이 포함되는 것이 바람직하다.
여기서, 제2 전극(117)을 노출시키는 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)을 도 2c 및 도 2d에 도시된 바와 같이 형성할 수 있다. 이하에서 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 절연층(120)에 제2 전극(117)이 노출되지 않도록제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)을 형성한다. 즉, 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)의 깊이를 절연층(120)의 두께보다 작도록 형성한다.
제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)를 형성한 후, 제2 전극(117)이 노출되도록 복수의 트랜치(H2)들을 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)의 바닥면에 형성한다. 트랜치(H2)의 형성방법을 구체적으로 설명하기 위해, 도 2d를 참조하도록 한다.
도 2d는 도 2c에 도시된 A-A’의 단면 확대도이다. 도 2d를 참조하면, 대기 중에서 레이저를 조사하여 복수의 트랜치(H2)들을 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1)의 바닥면에 서로 이격되도록 형성한다. 여기서, 복수의 트랜치(H2)들간 이격거리는 1.0 ~ 10 센티미터(cm)인 것이 바람직하다. 1.0cm 보다 작으면 가공이 어려우며 가공에 따른 시간이 오래 걸린다. 10cm 보다 크면 트랜치(H2)에 채워지는 도전물질과 제2 전극(117)의 접점수가 작아져서 저항이 증가하며 이에 따라 열이 발생하는 문제가 있다.
한편, 도 2b와 도 2c를 설명함에 있어서, 절연층(120)을 형성한 후, 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)과 트랜치(H2)를 형성한다고 하였지만, 3차원 프린팅 기술을 이용하여 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)과 트랜치(H2)를 절연층(120)과 함께 형성할 수 있다.
여기서, 3차원 프린팅 기술이란 3차원 프린터의 카트리지에 액체 상태인 고분자 물질을 넣은 후, 상기 고분자 물질을 층층이 인쇄하거나 분사해 3차원 구조물을 만드는 기술을 말한다. 이러한 3차원 프린팅 기술은 기존에 단순한 종이 인쇄에서 벗어나 최근 전자산업과 생명공학에서 응용되고 있으며, 대량 생산이 가능하면 제조시 과정의 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 3차원 프린팅 기술을 사용하여 절연층(120)을 형성하는 방법을 설명하면, 절연층(120)의 구성물질인 액체 상태의 경화성 고분자 폴리머를 3차원 프린터의 카트리지에 넣은 후, 광기전력 기판(110) 위에 뿌린다. 이 때, 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)과 복수의 트랜치(H2)들이 형성되도록 3차원으로 절연층(120)을 형성한다.
이하에서는 설명의 편의상 도 2c에 도시된 광기전력 장치를 기반으로 본 발명의 광기전력 장치들을 설명하도록 한다. 따라서, 이하에서 설명될 본 발명의 실시 예들은 도 2b에 도시된 절연층(120)을 기반으로 할 수 있다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 절연층(120)에 형성된 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)과 복수의 트랜치(H2)들에 도전물질을 채워 제1 및 제2 도전성 버스바(busbar)(130-1, 130-2)를 형성한다. 따라서 제2 전극(117)과 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2)는 접촉하므로 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2)의 수직 단면의 면적은 0.3 ~ 1.0 제곱밀리미터(mm2)인 것이 바람직하다. 0.3 mm2 보다 작으면 저항증가로 열이 발생하여 효율 및 수명을 감소시키고, 1.0 mm2 보다 크면 도전물질의 사용량이 증가하여 제조단가가 상승하기 때문이다.
제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2)를 형성한 후, 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2)와 접속함(Junction box, 150)을 전기적으로 연결하기 위한 제1 및 제2 도전성 배선(wire)(140-1, 140-2)을 형성한다. 제1 도전성 배선(140-1)의 일 측을 제1 도전성 버스바(130-1)과 접촉시키고, 타 측을 절연층(120) 위에 형성하고, 제2 도전성 배선(140-2)의 일 측을 제2 도전성 버스바(130-2)와 접촉시키고, 타 측을 절연층(120) 위에 형성한다. 여기서, 제1 도전성 배선(140-1)의 타 측과 제2 도전성 배선(140-2)의 타 측이 서로 연결되지 않도록 이격 배치한다. 제1 및 제2 도전성 배선(140-1, 140-2)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cupper) 또는 알루미늄(Al)과 같은 도전성 금속 페인트, 혹은 산화아연(ZnO), 탄소나노튜브(CNT) 또는 그라핀(Graphene)을 포함하는 전도성 페인트를 인쇄한 후, 드라잉(drying) 공정 또는 큐어링(curing) 공정을 사용하여 형성할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 도전성 배선(140-1, 140-2)의 수직 단면의 면적은 0.3 ~ 1.0 제곱밀리미터(mm2)인 것이 바람직하다. 0.3 mm2 보다 작으면 저항증가로 열이 발생하여 효율 및 수명을 감소시키고, 1.0 mm2 보다 크면 도전물질의 사용량이 증가하여 제조단가가 상승하기 때문이다.
도 3b를 참조하면, 제1 및 제2 도전성 배선(140-1, 140-2)을 형성한 후, 커버층(122)을 형성한다. 여기서, 커버층(122)에 접속함이 삽입될 접속홀(124)이 형성되도록 한다. 접속홀(124)은 제1 및 제2 도전성 배선(140-1, 140-2)의 타 측을 외부에 노출시킨다. 따라서, 상기 접속홀(124)에 추후 접속함이 삽입되면 접속함의 두 단자가 제1 및 제2 도전성 배선(140-1, 140-2)에 각각 전기적으로 연결된다.
접속홀(124)은 커버층(122)을 형성 시 마스크를 사용하여 형성할 수 있으며, 상술한 바와 같이, 절연층(120) 형성 시에 사용하였던 3차원 프린팅 기술을 사용하여 접속홀(124)을 갖는 커버층(122)을 형성할 수도 있다. 제조상의 시간과 대량 생산을 위해 3차원 프린팅 기술을 사용하는 것이 바람직하다.
커버층(122)은 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2)와 제1 및 제2 도전성 배선(140-1, 140-2)이 공기나 수분에 의해 부식되는 것을 방지한다.
절연층(120)과 커버층(122)의 두께는 0.3 ~ 5 밀리미터(mm)인 것이 바람직하다. 0.3 보다 작으면 제1 및 제2 도전성 버스바와 제1 및 제2 도전성 배선의 부식을 막기 어렵고 내구성이 떨어진다. 5 보다 크면 절연층(120)과 커버층(122)을 구성하는 절연물질의 사용량이 증가하여 제조단가가 높아진다.
도 3c를 참조하면, 커버층(122)에 형성된 접속홀(124)에 접속함(150)을 삽입한다.
한편, 도 3c에 도시된 접속함(150)은 2단자 방식의 접속함이다. 이는 일 예로서, 접속함(150)이 1단자 방식일 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광기전력 장치는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 제1 실시 예에 따른 광기전력 장치의 제1 도전성 배선(140-1)이 복수개이며, 제2 도전성 배선(140-2)이 복수개이다. 그리고 복수개의 제1 및 제2 도전성 배선(140-1, 140-2)들은 서로 병렬 연결된다. 이렇게 복수의 제1 도전성 배선(140-1)들이 병렬 연결되면, 제1 도전성 배선(140-1)들의 전체 저항값이 하나의 도전성 배선(140-1)의 저항값보다 작아진다. 따라서 하나의 도전성 배선(140-1)을 사용할 경우보다 열의 발생이 줄어들어 모듈의 효율향상 및 장기 내구성이 향상된다.
이와 같이, 복수개의 도전성 배선을 형성한 후, 도 3b 내지 도 3c의 과정을 수행하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광기전력 장치를 형성할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광기전력 장치는 절연층(120)에 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)과 복수의 트랜치(H2)들을 형성한 후, 제1 및 제2 연장 트랜치 라인(H3-1, H3-2)을 형성한다.
여기서, 제1 연장 트랜치 라인(H3-1)의 일 측은 제1 트랜치 라인(H1-1)과 연결되도록 형성하고, 타 측은 절연층(120)에 형성되도록 한다. 그리고 제2 연장 트랜치 라인(H3-2)의 일 측은 제2 트랜치 라인(H1-2)과 연결되도록 형성하고, 타 측은 절연층(120)에 형성되도록 한다. 그리고 제1 연장 트랜치 라인(H3-1)의 타 측과 제2 연장 트랜치 라인(H3-2)의 타 측은 서로 연결되지 않도록 이격 배치한다.
제1 및 제2 연장 트랜치 라인(H3-1, H3-2)의 깊이(d2)는 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)의 깊이와 동일하게 형성할 수 있고, 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)의 깊이와 다르게 형성할 수도 있다. 다만, 제1 및 제2 연장 트랜치 라인(H3-1, H3-2)의 깊이(d2)는 절연층(120)의 두께(d1)보다 작도록 형성하는 것이 바람직하다.
도 5b를 참조하면, 제1 및 제2 연장 트랜치 라인(H3-1, H3-2)을 형성한 후, 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2), 트랜치(H2)들 및 제1 및 제2 연장 트랜치 라인(H3-1, H3-2)에 도전물질을 채워 도전성 배선(145-1)을 형성한다.
그런 후, 절연층(120) 위에 커버층(122)을 형성한다. 그리고, 커버층(122)에 접속함이 삽입될 접속홀(124)을 형성한다. 접속홀(124)은 제1 및 제2 연장 트랜치 라인의 타 측을 외부에 노출시킨다.
접속홀(124)의 형성 방법은 마스크를 이용한 2차원 프린팅 방법이 있을 수 있고, 상술한 바와 같이 3차원 프린팅 기술로 접속홀(124)을 갖는 커버층(122)을 형성할 수 있다.
다음으로, 접속홀(124)에 접속함을 설치한다. 접속함의 설치는 앞서 도 3의 (c)에서 설명하였으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광기전력 장치는 도 5a 내지 도 5b에 도시된 제3 실시 예에 따른 광기전력 장치의 제1 연결 트랜치 라인(H3-1)이 복수개이며, 제2 연결 트랜치 라인(H3-2)이 복수개이다.
이렇게 복수의 제1 및 제2 연결 트랜치 라인(H3-1, H3-2)들을 형성하면, 도 4에서 설명하였던 효과와 동일 또는 유사한 효과를 얻을 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 도전물질을 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2), 트랜치(H2)들에 채우기 전에 절연층(120)에 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)를 형성한다. 여기서, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)를 광기전력 기판(110)의 유효영역(R) 위에 형성시키는 것이 바람직하다.
도 7a 내지 도 7b에 도시된 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)는 T자 형태를 가지며, 일 측이 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)과 연결된다. 여기서, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)가 꼭 T자형일 필요는 없으며, 다른 광기전력 장치의 접속함의 케이블과 전기적으로 연결시키기 위한 접합 패턴의 형상을 가지고 있어도 무방하다.
제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)의 깊이(d3)는 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)의 깊이와 동일하거나 서로 차이가 나도록 형성될 수 있다. 다만, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)의 깊이는 절연층(120)의 두께보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)는 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)으로부터 소정 거리(L3)만큼의 길이를 갖는다. 여기서, 소정 거리(L3)는 광기전력 기판(110)의 단변 길이(L)의 1/3 이하인 것이 바람직하다. 1/3 이하이면, 태양광 어레이 형성 시 전선의 길이를 효과적으로 줄여서 설치비용을 줄일 수 있다.
그리고 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2), 트랜치(H2) 및 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)에 도전물질을 채워 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)를 형성한다.
도 7c를 참조하면, 절연층(120)과 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2, 130-3, 130-4) 위에 커버층(122)을 형성한다. 커버층(122) 형성 시 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)에 채워진 제1 및 제2 도전성 버스바(130-3, 130-4)를 노출시키는 접속홀(124-1, 124-2)을 형성한다.
도 7d를 참조하면, 접속홀(124-1, 124-2)을 통해 접속함(150-1, 150-2)을 설치하여 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)가 접속함(150-1, 150-2)과 전기적으로 접속되도록 한다.
도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)에 도전물질이 채워져 형성된 패드(130-3, 130-4)는 이웃하는 광기전력 장치와 접속함과 케이블을 통해 연결됨으로써, 도 7d에 도시된 광기전력 장치를 복수개 연결할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 도전물질을 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2), 트랜치(H2)에 채우기 전, 절연층(120)에 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)를 형성한다. 여기서, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)는 도 7a 내지 도 7b에 도시된 광기전력 장치와 달리 광기전력 기판(110)의 무효영역 위에 형성된다.
형성된 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)는 T자 형태를 가지며, 일 측이 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)과 연결된다. 여기서, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)가 꼭 T자형일 필요는 없으며, 다른 광기전력 장치의 접속함의 케이블과 전기적으로 연결시키기 위한 접합 패턴의 형상을 가지고 있어도 무방하다.
제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)의 깊이(d4)는 제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2)의 깊이와 동일하거나 서로 차이가 나도록 형성될 수 있다. 다만, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)의 깊이는 절연층(120)의 두께보다 작은 것이 바람직하다.
제1 및 제2 트랜치 라인(H1-1, H1-2), 트랜치(H2)들 및 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)에 도전물질을 채워 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2)를 형성한다.
도 8c를 참조하면, 절연층(120)과 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2, 130-3, 130-4) 위에 커버층(122)을 형성한다. 커버층(122) 형성 시 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)에 채워진 제1 및 제2 도전성 버스바(130-3, 130-4)를 노출시키는 접속홀(124-1, 124-2)을 형성한다.
도 8d를 참조하면, 접속홀(124-1, 124-2)을 통해 접속함(150-1, 150-2)을 설치하여 제1 및 제2 도전성 버스바(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)가 접속함(150-1, 150-2)과 전기적으로 접속되도록 한다.
도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 패드 트랜치(H4)에 도전물질이 채워져 형성된 패드(130-3, 130-4)는 이웃하는 광기전력 장치와 접속함과 케이블을 통해 연결됨으로써, 도 8d에 도시된 광기전력 장치를 복수개 연결할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d 및 도 8a 내지 도 8d에 도시된 본 발명의 제 5 및 제 6 실시 예에 따른 광기전력 장치를 사용하면, 복수의 광기전력 장치들을 용이하게 직병렬로 연결할 수 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 제 5 또는 제 6 실시 예에 따른 광기전력 장치의 제1 및 제2 패드 트랜치(H4-1, H4-2)에 도전물질을 채워 패드(130-4, 130-4)를 형성한 후, 1 단자 1 케이블 형태의 접속함을 연결하고, 상기 케이블을 사용하여 인접하는 광기전력 장치의 접속함과 연결한다면 태양광 어레이 형성 시 전선의 길이를 효과적으로 줄여서 설치비용을 줄일 수 있다.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 제7 실시 예에 따른 광기전력 장치와 이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 도 1a 내지 도 1e와 같은 제조 방법에 의해 광기전력 기판(110)을 준비한 후, 광기전력 기판(110)의 가로 방향으로 복수개의 제4 분리홈들(240-1, 240-2, 240-3, 240-4)을 동일 간격만큼씩 이격시켜 형성한다. 그리고, 광기전력 기판(110)의 세로 방향으로 양 측에 2개의 제4 분리홈들(240-5, 240-6)을 형성한다. 이렇게 형성된 6개의 제4 분리홈들(240-1, 240-2, 240-3, 240-4, 240-5, 240-6)에 의해 광기전력 기판(110)은 세 개의 유효영역들(R1, R2, R3)과 나머지 무효영역으로 나뉜다.
다음으로, 광기전력 기판(110) 위에 제1 절연층(120)을 형성한 후, 제1 절연층(120)에 제1 내지 제3 트랜치 라인들(H1-1, H1-2, H1-3)을 형성한다. 제1 내지 제3 트랜치 라인들(H1-1, H1-2, H1-3)은 세 개의 유효영역들(R1, R2, R3) 당 하나씩 배당되도록 형성한다.
다음으로, 제1 및 제3 트랜치 라인들(H1-1, H1-2, H1-3) 각각에 복수의 트랜치(H2)들을 형성한다. 그리고, 제1 절연층(120)의 무효 영역에서, 제1 내지 제3 트랜치 라인들(H1-1, H1-2, H1-3)을 서로 연결하는 제1 연결 트랜치 라인(H3-1)을 형성한다. 여기서, 제1 및 제3 트랜치 라인들(H1-1, H1-2, H1-3)과 제1 연결 트랜치 라인(H3-1)을 갖는 제1 절연층(120)을 3차원 프린팅 기술로 형성할 수 있음에 유의해야 한다. 그리고, 제1 연결 트랜치 라인(H3-1)을 무효 영역이 아닌 세 개의 유효영역(R1, R2, R3)에 걸쳐 형성할 수도 있다. 도면에서 굳이 제1 연결 트랜치 라인(H3-1)을 무효 영역에 형성하도록 한 것은 무효 영역은 광기전력 장치에서 불필요한 부분이기 때문이다.
도 9b를 참조하면, 제1 내지 제3 트랜치 라인들(H1-1, H1-2, H1-3), 복수의 트랜치(H2)들 및 제1 연결 트랜치 라인(H3-1)에 도전물질을 채워 제1 도전성 버스바(130)를 형성한다. 따라서, 제1 도전성 버스바(130)는 음(-)극이 될 세 개의 제2 전극(117-1a, 117-1b, 117-1c)들과 전기적으로 연결된다. 그리고 세 개의 제2 전극(117-1a, 117-1b, 117-1c)들은 병렬 연결된다.
도 9c를 참조하면, 제1 절연층(120) 상에 제2 절연층(125)을 형성한다.
제2 절연층(125)을 형성한 후, 제2 절연층(125)에 제4 내지 제6 트랜치 라인들(H1-4, H1-5, H1-6)을 각각 형성한다. 여기서, 제4 내지 제6 트랜치 라인들(H1-4, H1-5, H1-6)은 세 개의 유효영역들(R1, R2, R3) 당 하나씩 배당되도록 한다. 그리고 제4 내지 제6 트랜치 라인들(H1-4, H1-5, H1-6)은 제1 절연층(120)에 형성된 제1 도전성 버스바(130) 위에 형성되지 않도록 한다.
다음으로, 제4 내지 제6 트랜치 라인들(H1-4, H1-5, H1-6) 각각에 복수의 트랜치(H2)들을 형성한다. 여기서, 복수의 트랜치(H2)들은 제2 절연층(125)과 제1 절연층(120)을 관통하여 제2 전극(117-2a, 117-2b, 117-2c)이 외부에 노출되도록 형성된다.
그리고, 제2 절연층(125)의 무효 영역에 제4 내지 제6 트랜치 라인들(H1-4, H1-5, H1-6)을 서로 연결하는 제2 연결 트랜치 라인(H3-2)을 형성한다. 여기서, 제2 연결 트랜치(H3-2)를 무효 영역이 아닌 유효 영역에도 형성할 수 있음에 유의해야 한다.
다음으로, 제2 절연층(125)에 제1 패드 트랜치(H4)와 제2 패드 트랜치(H5)를 형성한다. 제1 패드 트랜치(H4)가 도면에서는 T자 형태를 갖는다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니고, 다양한 형태를 가질 수 있음에 유의해야 한다.
또한, 제2 패드 트랜치(H5)가 도면에서는 일자 형태이지만, 역시 이에 한정하지 않고 다양한 형태를 가질 수 있음에 유의해야 한다.
또한, 제1 패드 트랜치(H4)가 광기전력 기판(110)의 무효 영역 위에 형성될 수 있다. 예를 들면, 제4 트랜치 라인(H1-4)에 일 측이 연결되면서, 무효 영역 위에 형성될 수 있다. 그리고, 제2 패드 트랜치(H5)도 광기전력 기판(110)의 무효 영역 위에 형성될 수 있다. 예를 들면, 무효 영역 위에 형성된 제1 연결 트랜치 라인(H3-1) 위에 형성될 수 있다. 이렇게 제1 및 제2 패드 트랜치(H4)가 무효 영역에 형성되는 경우에는 두 접속패드(135)의 거리에 따라 2 단자 방식의 접속함을 사용할 수 있고, 1 단자 방식의 접속함 두 개를 사용할 수도 있다.
T자형의 제1 패드 트랜치(H4)의 일 측을 제2 절연층(125)에 형성된 제5 트랜치 라인(H1-5)과 연결되도록 형성한다.
그리고 제2 패드 트랜치(H5)를 제1 절연층(120)의 제1 도전성 버스바(130) 위에 형성하되 제2 절연층(125)을 관통하도록 형성한다. 따라서 제2 패드 트랜치(H5)에 의해 제1 도전성 버스바(130)의 일부는 외부에 노출된다. 여기서, 주의할 점은, 제2 패드 트랜치(H5)는 제2 절연층(125)에 형성된 제4 내지 제6 트랜치 라인들(H1-4, H1-5, H1-6)과 연결되지 않도록 형성해야 한다.
도 9d를 참조하면, 제2 절연층(125)에 형성된 제4 내지 제6 트랜치 라인들(H1-4, H1-5, H1-6), 복수의 트랜치(H2)들, 제2 연결 트랜치 라인(H3-2), 제1 및 제2 패드 트랜치(H4, H5)에 도전물질을 채워 제2 도전성 버스바(135)를 형성한다.
따라서, 제2 도전성 버스바(135)는 양(+)극이 될 세 개의 제2 전극(117-2a, 117-2b, 117-2c)들과 전기적으로 연결된다.
그리고 일자형의 제2 패드 트랜치(H5)에 채워진 도전물질은 제1 도전성 버스바(130)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로 도 9e 내지 도 9f를 참조하여 설명하도록 한다.
도 9e는 도 9d의 B-B’의 단면도이고, 도 9f는 도 9d의 C-C’의 단면도이다.
도 9e를 참조하면, 제1 절연층(120)에 형성된 제1 도전성 버스바(130)는 제2 전극(117-1a, 117-1b)와 전기적으로 연결되고, 제2 절연층(125)에 형성된 제2 도전성 버스바(135)는 제2 전극(117-2a, 117-2b)와 전기적으로 연결된다.
도 9f를 참조하면, 제1 절연층(120)에 형성된 제1 도전성 버스바(130)는 제2 전극(117-1b)와 전기적으로 연결되고, 제2 절연층(125)에 형성된 일자형의 제2 패드 트랜치(H5)에 채워진 도전물질은 제1 도전성 버스바(130)와 전기적으로 연결된다. 그리고, 제2 절연층(125)의 T자형의 제1 패드 트랜치(H4)에 채워진 도전물질은 제2 전극(117-2b)와 전기적으로 연결된다.
도 9g를 참조하면, 제2 도전성 버스바(135)를 형성한 후, 제2 절연층(125) 위에 커버층(122)과 접속함(150)을 형성한다. 커버층(122)과 접속함(150)의 형성방법은 도 3b와 도 3c를 설명한 부분으로 대체하도록 한다.
도 9g에 도시된 본 발명의 제7 실시 예에 따른 광기전력 장치는 2 단자 방식인 접속함(150)의 양(+)극은 제1 패드 트랜치(H4)에 채워진 도전물질과 전기적으로 연결되고, 음(-)극은 제2 패드 트랜치(H5)에 채워진 도전물질과 전기적으로 연결된다. 따라서, 제2 패드 트랜치(H5)에 채워진 도전물질은 제1 도전성 버스바(130)와 전기적으로 연결되므로 접속함(150)의 음극은 제1 도전성 버스바(130)와 전기적으로 연결된다.
결국, 접속함(150)의 양(+)극은 제2 절연층(125)에 형성된 제2 도전성 버스바(135)와 전기적으로 연결되고, 음(-)극은 제1 절연층(120)에 형성된 제1 도전성 버스바(130)와 전기적으로 연결된다.
도 9a 내지 도 9g에 도시된 제조 방법에 의해 형성된 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 광기전력 장치는 하나의 광기전력 기판(110)이 세 개의 유효영역들(R1, R2, R3)과 무효영역으로 나뉜다.
세 개의 유효영역(R1, R2, R3) 각각에는 제1 도전성 버스바(130)와 제2 도전성 버스바(135)가 하나씩 형성된다. 여기서, 세 개의 제1 도전성 버스바(130)들은 제1 절연층(120)에 형성되며, 접속함(150)의 음극과 전기적으로 연결된다. 세 개의 제2 도전성 버스바(135)들은 제2 절연층(125)에 형성되며, 접속함(150)의 양극과 전기적으로 연결된다.
광기전력 기판(110)의 무효영역에는 세 개의 제1 도전성 버스바(130)들이 제1 절연층(120)에서 병렬 연결되며, 세 개의 제2 도전성 버스바(135)들이 제2 절연층(125)에서 병렬 연결된다.
그리고, 제1 및 제2 절연층(120, 125)에 형성된 일자형의 제2 패드 트랜치(H5)에 의해 접속함(150)의 음극이 제1 도전성 버스바(130)들과 전기적으로 연결된다.
이러한 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 광기전력 장치는 하나의 광기전력 기판을 이용하여 서로 병렬 연결된 세 개의 광기전력 장치를 얻을 수 있다. 이는 광기전력 장치의 개방 전압을 낮춰서 인버터에 연결될 수 있는 광기전력 모듈의 개수를 늘려서 태양광 발전소에서 인버터의 수를 줄여 설치 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다. 즉, 종래에는 하나의 광기전력 기판을 여러 개 직렬로 연결하여 사용하였기 때문에 인버터에 직렬로 연결할 수 있는 광기전력 모듈의 개수가 작아서 인버터가 여러 개가 필요하였다. 하지만, 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 광기전력 장치를 복수개 사용한다면, 어레이된 형태가 직병렬을 구성하기 때문에 종래의 직렬로만 연결된 경우보다 개방 전압이 낮다. 따라서, 인버터의 부담을 줄여줄 수 있는 것이다.
추가적으로 도 9g를 참조하면, 본 발명의 제8 실시 예에 따른 광기전력 장치는 제 7 실시 예에 따른 광기전력 장치에서, 절연층(120)이 형성된 광기전력 기판(110), 제1 및 제2 절연층(120, 125) 및 커버층(122)의 각 모서리에 보호부(160)가 형성할 수 있다.
보호부(160)는 광기전력 장치를 보호하는 역할을 한다. 이러한 보호부(160)의 재질은 상기 광기전력 장치의 모서리의 파손을 방지할 수 있는 강도의 플라스틱 소재가 바람직하며, 광기전력 장치의 측면에서의 제1 및 제2 절연층(120, 125)의 박리현상을 방지하여 수분침투를 막아주는 역할을 할 수 있다.
여기서, 이러한 보호부(160)는 본 발명의 제1 내지 제 6 실시 예에 따른 광기전력 장치에서도 장착될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 광기전력 기판,
111: 기판,
113: 제1 전극,
115: 광전변환층,
117: 제2 전극,
120: 절연층,
130: 도전성 버스바,
140: 도전성 배선,
150: 접속함,
160: 보호부.

Claims (33)

  1. 기판 위에 제1 전극, 광전변환층 및 제2 전극을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 제2 전극을 덮는 절연층을 형성하는 절연층 형성 단계;
    상기 제2 전극 위의 상기 절연층에 상기 제2 전극이 노출되도록 제1 및 제2 트랜치 라인을 형성하되, 상기 제1 트랜치 라인과 상기 제2 트랜치 라인 사이에 적어도 둘 이상의 광기전력 셀이 포함되도록 하는 트랜치 라인 형성 단계; 및
    상기 제1 및 제2 트랜치 라인에 도전 물질을 채워 제1 및 제2 도전성 버스바를 형성하는 도전성 버스바 형성 단계;
    를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜치 라인 형성 단계는
    상기 절연층에 상기 제2 전극이 노출되지 않도록 상기 제1 및 제2 트랜치 라인을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 트랜치 라인들 각각의 바닥면에 상기 제2 전극이 노출되도록 복수의 트랜치들을 형성하는 단계
    를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 트랜치들간 간격은 1 센티미터(cm) 이상 10 센티미터(cm) 이하인 광기전력 장치의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 버스바를 형성한 후, 상기 절연층 위에 제1 및 제2 도전성 배선을 형성하되, 상기 제1 도전성 배선의 일 측은 상기 제1 도전성 버스바에 접촉되도록 형성하고, 상기 제2 도전성 배선의 일 측은 상기 제2 도전성 버스바에 접촉되도록 형성하는 단계;
    상기 절연층, 상기 제1 및 제2 도전성 버스바 및 상기 제1 및 제2 도전성 배선위에 커버층을 형성하되, 제1 및 제2 도전성 배선 각각의 타 측을 외부에 노출시키는 접속홀을 형성하는 단계; 및
    상기 접속홀을 통해 접속함과 상기 제1 및 제2 도전성 버스바를 전기적으로 접속시키는 단계;
    를 더 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 배선을 각각 복수개 형성하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 배선의 수직 단면의 면적은 0.3 제곱밀리미터(mm2)이상 1.0 제곱밀리미터(mm2) 이하인 광기전력 장치의 제조 방법.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 배선은 금속성 페인트 또는 산화아연(ZnO), 탄소나노튜브(CNT) 또는 그라핀(Graphene) 중 어느 하나를 포함하는 전도성 페인트인 광기전력 장치의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜치 라인 형성 단계는
    일 측이 상기 제1 트랜치 라인과 연결되고 깊이가 상기 절연층의 두께보다 작은 제1 연장 트랜치 라인을 상기 절연층에 형성하고, 일 측이 상기 제2 트랜치 라인과 연결되고 깊이가 상기 절연층의 두께보다 작은 제2 연장 트랜치 라인을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 절연층과 상기 제1 및 제2 도전성 버스바 위에 커버층을 형성하되, 상기 도전물질이 채워진 상기 제1 및 제2 연장 트랜치 라인의 타 측을 외부에 노출시키는 접속홀을 형성하는 단계; 및
    상기 접속홀을 통해 접속함과 상기 제1 및 제2 도전성 버스바를 전기적으로 접속시키는 단계;
    를 더 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연장 트랜치 라인을 각각 복수개 형성하는 것을 특징으로 하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜치 라인 형성 단계는
    상기 절연층에 일 측이 상기 제1 트랜치 라인과 연결되고 깊이가 상기 절연층의 두께보다 작은 제1 패드 트랜치를 형성하고, 상기 절연층에 일 측이 상기 제2 트랜치 라인과 연결되고 깊이가 상기 절연층의 두께보다 작은 제2 패드 트랜치를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 절연층과 상기 제1 및 제2 도전성 버스바 위에 커버층을 형성하되, 상기 도전물질이 채워진 상기 제1 및 제2 패드 트랜치를 외부에 노출시키는 접속홀을 형성하는 단계; 및
    상기 접속홀을 통해 접속함과 상기 제1 및 제2 도전성 버스바를 전기적으로 접속시키는 단계;
    를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층 형성 단계, 상기 트랜치 라인 형성 단계 및 상기 도전성 버스바 형성 단계는,
    상기 제1 전극, 상기 광전변환층 및 상기 제2 전극에 적어도 둘 이상의 유효영역들과 나머지 무효영역을 형성하는 단계;
    상기 제2 전극을 덮는 제1 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연층에 상기 제1 트랜치 라인을 상기 복수의 유효영역들 각각에 형성하고, 상기 복수의 제1 트랜치 라인들을 연결하는 제1 연결 트랜치 라인을 상기 유효영역들 또는 무효영역 위의 상기 제1 절연층에 형성하는 단계;
    상기 제1 절연층에 형성된 상기 복수의 제1 트랜치 라인들과 상기 제1 연결 트랜치 라인에 상기 도전물질을 채워 제1 도전성 버스바를 형성하는 단계;
    상기 제1 절연층과 상기 제1 도전성 버스바를 덮는 제2 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제2 절연층에 상기 제2 트랜치 라인을 상기 복수의 유효영역들 각각에 형성하고, 상기 제2 절연층에 형성된 복수의 제2 트랜치 라인들을 연결하는 제2 연결 트랜치 라인을 상기 유효영역들 또는 무효영역 위의 상기 제2 절연층에 형성하는 단계;
    상기 복수의 제2 트랜치 라인들 중 하나의 제2 트랜치 라인에 일 측이 연결되도록 상기 제2 절연층에 제1 패드 트랜치를 형성하고, 상기 제1 도전성 버스바 위의 상기 제2 절연층에 상기 제2 절연층과 상기 제1 절연층을 관통하는 제2 패드 트랜치를 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 제2 트랜치 라인들, 상기 제2 연결 트랜치 라인, 상기 제1 및 제2 패드 트랜치에 상기 도전물질을 채워 제2 도전성 버스바를 형성하는 단계;
    를 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 절연층과 제2 도전성 버스바 위에 커버층을 형성하되, 상기 도전물질이 채워진 상기 제1 및 제2 패드 트랜치를 외부에 노출시키는 접속홀을 형성하는 단계; 및
    상기 접속홀을 통해 접속함과 상기 제1 및 제2 도전성 버스바를 전기적으로 접속시키는 단계;
    를 더 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  13. 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층은 경화성 고분자 폴리머인 광기전력 장치의 제조 방법.
  14. 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층과 상기 커버층의 두께의 합은 0.3 밀리미터(mm) 이상 5 밀리미터(mm) 이하인 광기전력 장치의 제조 방법.
  15. 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 버스바의 수직 단면의 면적은 0.3 제곱밀리미터(mm2) 이상 1.0 제곱밀리미터(mm2) 이하인 광기전력 장치의 제조 방법.
  16. 제 4 항, 제 8 항, 제 10 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광기전력 기판, 상기 절연층 및 상기 커버층의 각 모서리에 보호부를 형성하는 단계를 더 포함하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절연층 및 상기 트랜치 라인 형성 단계는
    3차원 프린팅 기술을 이용하여 상기 제1 및 제2 트랜치 라인과 상기 절연층을 함께 형성하는 광기전력 장치의 제조 방법.
  18. 기판 위에 제1 전극, 광전변환층 및 제2 전극이 순차적으로 형성된 광기전력 기판;
    상기 광기전력 기판 위에 형성되고, 상기 제2 전극의 표면까지의 깊이를 갖는 제1 및 제2 트랜치 라인을 포함하는 절연층; 및
    상기 제1 및 제2 트랜치 라인에 도전물질이 채워져 형성된 제1 및 제2 도전성 버스바;
    를 포함하되,
    상기 제1 트랜치 라인과 상기 제2 트랜치 라인 사이에는 적어도 둘 이상의 광기전력 셀이 포함되는 광기전력 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 트랜치 라인은 상기 절연층의 두께보다 작은 깊이를 가지며, 상기 제1 및 제2 트랜치 라인의 바닥면에 상기 제2 전극의 표면까지의 깊이를 갖는 복수의 트랜치들을 포함하는 광기전력 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 트랜치들간 간격은 1 센티미터(cm) 이상 10 센티미터(cm) 이하인 광기전력 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    일 측은 상기 제1 도전성 버스바에 접촉되고, 타 측은 상기 절연층 위에 형성된 제1 도전성 배선;
    일 측은 상기 제2 도전성 버스바에 접촉되고, 타 측은 상기 상기 절연층 위에 형성된 제2 도전성 배선;
    상기 절연층, 상기 제1 및 제2 도전성 버스바 및 상기 제1 및 제2 도전성 배선 위에 형성되고, 상기 제1 및 제2 도전성 배선의 타 측 위에 형성된 접속홀을 갖는 커버층; 및
    상기 커버층의 접속홀을 통해 상기 제1 및 제2 도전성 배선과 전기적으로 접속되는 접속함
    을 더 포함하는 광기전력 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제1 도전성 배선은 복수개이고, 상기 복수의 제1 도전성 배선들은 병렬 연결되고,
    상기 제2 도전성 배선은 복수개이고, 상기 복수의 제2 도전성 배선들은 병렬 연결된 광기전력 장치.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 배선의 수직 단면의 면적은 0.3 제곱밀리미터(mm2) 이상 1.0 제곱밀리미터(mm2) 이하인 광기전력 장치.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 배선은 금속성 페인트 또는 산화아연(ZnO), 탄소나노튜브(CNT) 또는 그라핀(Graphene) 중 어느 하나를 포함하는 전도성 페인트인 광기전력 장치.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 트랜치 라인은 상기 절연층에 형성되고, 일 측이 상기 제1 트랜치 라인과 연결되고, 깊이가 상기 절연층의 두께보다 작은 제1 연장 트랜치 라인을 더 포함하고,
    상기 제2 트랜치 라인은 상기 절연층에 형성되고, 일 측이 상기 제2 트랜치 라인과 연결되고, 깊이가 상기 절연층의 두께보다 작은 제2 연장 트랜치 라인을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 도전성 버스바는 상기 제1 및 제2 트랜치 라인과 상기 제1 및 제2 연장 트랜치 라인에 상기 도전물질이 채워져 형성되고,
    상기 절연층과 상기 제1 및 제2 도전성 버스바 위에 형성되고, 상기 제1 및 제2 연장 트랜치 라인의 타 측 위에 형성된 접속홀을 갖는 커버층; 및
    상기 커버층의 접속홀을 통해 상기 제1 및 제2 도전성 버스바와 전기적으로 접속되는 접속함
    을 더 포함하는 광기전력 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 연장 트랜치 라인이 복수개인 광기전력 장치.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 트랜치 라인은 상기 절연층에 형성되고, 일 측이 상기 제1 트랜치 라인과 연결되고, 깊이가 상기 절연층의 두께보다 작은 제1 패드 트랜치를 더 포함하고,
    상기 제2 트랜치 라인은 상기 절연층에 형성되고, 일 측이 상기 제2 트랜치 라인과 연결되고, 깊이가 상기 절연층의 두께보다 작은 제2 패드 트랜치를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 도전성 버스바는 상기 제1 및 제2 트랜치 라인과 상기 제1 및 제2 패드 트랜치에 상기 도전물질이 채워져 형성되고,
    상기 절연층과 상기 제1 및 제2 도전성 버스바 위에 형성되고, 상기 제1 및 제2 패드 트랜치 위에 형성된 접속홀을 갖는 커버층; 및 상기 커버층의 접속홀을 통해 상기 제1 및 제2 도전성 버스바와 전기적으로 접속되는 접속함
    을 더 포함하는 광기전력 장치.
  28. 제 18 항에 있어서,
    상기 광기전력 기판은 적어도 둘 이상의 유효 영역들과 무효 영역을 가지며,
    상기 절연층은 제1 절연층과 상기 제1 절연층 위에 형성된 제2 절연층을 포함하고,
    상기 제1 트랜치 라인은 상기 유효 영역들의 수만큼 상기 유효 영역들 위의 상기 제1 절연층에 형성되며, 상기 제2 트랜치 라인은 상기 유효 영역들의 수만큼 상기 유효 영역들 위의 상기 제2 절연층에 형성되고,
    상기 복수의 제1 트랜치 라인들을 연결하는 제1 연결 트랜치 라인이 상기 제1 절연층에 형성되며, 상기 복수의 제2 트랜치 라인들을 연결하는 제2 연결 트랜치 라인이 상기 제2 절연층에 형성되고,
    상기 제1 도전성 버스바는 상기 제1 트랜치 라인과 상기 제1 연결 트랜치 라인에 상기 도전물질이 채워져 형성되며, 상기 제2 도전성 버스바는 상기 제2 트랜치 라인과 상기 제2 연결 트랜치 라인에 상기 도전물질이 채워져 형성된 광기전력 장치
  29. 제 28 항에 있어서,
    제2 트랜치 라인은 상기 제2 절연층에 형성되며, 상기 복수의 제2 트랜치 라인들 중 어느 하나에 일 측이 연결된 제1 패드 트랜치; 및 상기 제2 절연층을 관통하여 상기 제1 도전성 버스바의 표면까지의 깊이를 갖는 제2 패드 트랜치를 더 포함하고,
    상기 제2 절연층과 상기 제2 도전성 버스바 위에 형성되고, 상기 제1 및 제2 패드 트랜치 위에 형성된 접속홀을 갖는 커버층; 및 상기 접속홀을 통해 상기 제1 및 제2 도전성 버스바와 전기적으로 접속되는 접속함을 더 포함하는 광기전력 장치.
  30. 제 21 항, 제 25 항, 제 27 항 또는 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층은 경화성 고분자 폴리머인 광기전력 장치.
  31. 제 21 항, 제 25 항, 제 27 항 또는 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층과 상기 커버층의 두께의 합은 0.3 밀리미터(mm) 이상 5 밀리미터(mm) 이하인 광기전력 장치.
  32. 제 21 항, 제 25 항, 제 27 항 또는 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전성 버스바의 수직 단면의 면적은 0.3 제곱밀리미터(mm2) 이상 1.0 제곱밀리미터(mm2) 이하인 광기전력 장치.
  33. 제 21 항, 제 25 항, 제 27 항 또는 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광기전력 기판, 상기 절연층 및 상기 커버층의 각 모서리 형성된 보호부를 더 포함하는 광기전력 장치.
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