KR101101277B1 - 집광형 태양광 발전모듈 제작방법 - Google Patents
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Abstract
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, (a) 실리콘 기판 위로 태양전지 구조체를 제작하는 공정; (b) 상기 실리콘 기판 저면을 연마하는 공정; (c) 양극과 음극으로 이루어진 전극을 플립칩 본딩 방식을 이용하여 유연성 기판에 본딩하는 공정; (d) 상기 실리콘 기판을 렌즈 형태로 식각하는 공정; (e) 상기 (d) 공정을 통해 식각된 실리콘 렌즈에 AR 코팅층을 증착함으로써 태양전지를 형성하는 공정; 및 (f) 상기 (a) 공정 내지 (e) 공정을 통해 다수개의 태양전지를 형성하여 각 태양전지간의 전극을 연결하되, n번째 태양전지의 전극은, n-1번째 태양전지의 전극 및 n+1번째 태양전지의 전극과 병렬 또는 직렬로 연결함으로써 태양광 발전모듈을 제작하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지 구조체를 제작하는 공정에 관한 세부 흐름도.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 집광형 태양광 발전모듈(200)의 구조를 보여주는 도면.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 기판 위에 GaAs 성장시 시간에 따른 반응관의 성장온도절차 및 실험결과에 대한 SEM 사진도.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 기판위에 고품위 III-V 화합물 성장에 대한 (a) 측면성장 개략도 및 (b) SEM 사진도.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 기판위에 성장된 적층형 Inverted 태양전지 구조에 대한 개략도.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 유연성 기판 전극에 부착을 위한 전극용 패턴 및 플립칩 본딩 개략도.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘 기판을 렌즈 형태로 식각하는 공정에 관한 세부 흐름도.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 집광용 렌즈화 하기 위한 실리콘 기판의 반실린더 공정화 개략도 및 실리콘 기판의 렌즈화를 위한 반구형 형태의 공정 및 이 구조에 대한 설계 개략도.
S(um) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.80 | 0.90 | 1.00 |
R(um) | 1.22 | 2.45 | 3.67 | 4.90 | 6.12 | 7.35 | 8.57 | 9.80 | 11.02 | 12.25 |
f(um) | 0.44 | 0.87 | 1.31 | 1.75 | 2.19 | 2.62 | 3.06 | 3.50 | 3.94 | 4.37 |
10: 실리콘 기판 20: seed 층
30: SiO2 층 40: 태양전지 구조체
50: 전극 60: 유연성 기판
70: Au-Sn solder 층
Claims (6)
- 집광형 태양광 발전모듈 제작방법에 있어서,
(a) 실리콘 기판(10) 위로 태양전지 구조체를 제작하는 공정;
(b) 상기 실리콘 기판(10) 저면을 연마하는 공정;
(c) 양극과 음극으로 이루어진 전극(50)을 플립칩 본딩 방식을 이용하여 유연성 기판에 본딩하는 공정;
(d) 상기 실리콘 기판(10)을 렌즈 형태로 식각하는 공정;
(e) 상기 (d) 공정을 통해 식각된 실리콘 렌즈에 AR 코팅층을 증착함으로써 태양전지(100)를 형성하는 공정; 및
(f) 상기 (a) 공정 내지 (e) 공정을 통해 다수개의 태양전지(100)를 형성하여 각 태양전지(100)간의 전극을 연결하되,
n번째 태양전지(100)의 전극은, n-1번째 태양전지의 전극 및 n+1번째 태양전지의 전극과 병렬 또는 직렬로 연결함으로써 태양광 발전모듈을 제작하는 공정; 을 포함하는 집광형 태양광 발전모듈 제작방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (a) 공정은,
(a-1) 실리콘 기판(10)을 HF로 2분 이상 표면을 에칭 세척하는 단계;
(a-2) 유기 금속 화학 증착법(MOCVD)을 이용하여 소정 온도에서 자연 산화막을 제거하는 단계;
(a-3) 갈륨비소(GaAs) 또는 갈륨인(GaP) seed 층(20)을 수십 nm 성장시키는 단계;
(a-4) 스퍼터(sputter) 장비를 이용하여 소정 두께의 SiO2 층(30)을 증착하는 단계;
(a-5) 포토 레지스트(Photo Resist: PR)를 이용하여 집광하고자 하는 부분만을 정렬(Photo mask align) 작업을 통해 패턴 노광하여 PR을 제거한 후, SiO2 층(30)을 선택적 에칭하고 acetone 또는 EKC830으로 PR을 제거하고 린스하는 단계; 및
(a-6) 상기 SiO2 층(30)으로 선택 패턴된 갈륨비소 GaAs seed/SiO2 위 영역에 적층형 태양전지 구조체(40)를 성장시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광 발전모듈 제작방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 (a-6) 단계에서,
Flip-chip ready를 위하여 n형 오믹 전극이 놓일 부분은, 전극간의 영향을 받지 않도록 passivation 층을 형성한 후 에칭을 통해 개방을 한 다음 e-beam evaporator를 통해 전극을 증착시키는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광 발전모듈 제작방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (c) 공정은,
상기 유연성 기판(60) 위의 전극을 접합할 자리에 Au-Sn solder 층(70)을 올리고, Au-Sn solder 층(70)에 전극(50)을 플립칩(Flip-chip) 본딩하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광 발전모듈 제작방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (d) 공정은,
(d-1) 상기 태양전지 구조체(40)를 유연성 기판(60)에 결합부착하는 단계; 및
(d-2) 상기 태양전지 구조체(40)가 부착된 실리콘 기판(10) 면을 Dry 및 wet 에칭을 이용하여 실리콘 렌즈 형태로 식각함으로써 하나의 태양전지(100)를 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광 발전모듈 제작방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 태양전지(100)는,
Inverted 적층형 구조인 것을 특징으로 하는 집광형 태양광 발전모듈 제작방법.
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