KR101114018B1 - Solar cell and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 태양전지는 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수개의 후면전극 패턴; 상기 기판 상의 상기 후면전극 패턴 사이에 배치된 절연 패턴; 및 상기 후면전극 패턴 및 절연 패턴이 배치된 상기 기판 상에 배치된 광 흡수층을 포함한다. The solar cell according to the embodiment includes a plurality of back electrode patterns spaced apart from each other on a substrate; An insulation pattern disposed between the back electrode patterns on the substrate; And a light absorbing layer disposed on the substrate on which the back electrode pattern and the insulating pattern are disposed.

실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수개의 후면전극 패턴 및 상기 기판 상의 상기 후면전극 패턴 사이에 배치된 절연 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 후면전극 패턴 및 절연 패턴이 배치된 상기 기판 상에 광 흡수층 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment may include forming a plurality of back electrode patterns spaced apart from each other on a substrate and an insulation pattern disposed between the back electrode patterns on the substrate; And forming a light absorbing layer pattern on the substrate on which the back electrode pattern and the insulating pattern are disposed.

태양전지 Solar cell

Description

태양전지 및 이의 제조방법{SOLAR CELL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}SOLAR CELL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME

실시예는 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.An embodiment relates to a solar cell and a manufacturing method thereof.

최근 에너지의 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지들에 대한 개발이 진행되고 있다.Recently, as the demand for energy increases, development of solar cells for converting solar energy into electrical energy is in progress.

특히, 유리 기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS계 광 흡수층, 고 저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.In particular, CIGS-based solar cells, which are pn heterojunction devices having a substrate structure including a glass substrate, a metal back electrode layer, a p-type CIGS-based light absorbing layer, a high resistance buffer layer, an n-type window layer, and the like, are widely used.

이때, 유리기판 및 금속 후면 전극층 사이의 결합력이 약하여, 유리기판 및 금속 후면 전극층이 박리될 수 있다.At this time, the bonding force between the glass substrate and the metal back electrode layer is weak, so that the glass substrate and the metal back electrode layer may be peeled off.

실시예는 기판 및 후면전극 사이의 결합력을 향상시킬 수 있으며, 누설전류를 최소화할 수 있는 태양전지 및 이의 제조방법을 제공한다.The embodiment can improve the bonding force between the substrate and the back electrode, and provides a solar cell and a method of manufacturing the same that can minimize leakage current.

실시예에 따른 태양전지는 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수개의 후면전극 패턴; 상기 기판 상의 상기 후면전극 패턴 사이에 배치된 절연 패턴; 및 상기 후면전극 패턴 및 절연 패턴이 배치된 상기 기판 상에 배치된 광 흡수층을 포함한다.The solar cell according to the embodiment includes a plurality of back electrode patterns spaced apart from each other on a substrate; An insulation pattern disposed between the back electrode patterns on the substrate; And a light absorbing layer disposed on the substrate on which the back electrode pattern and the insulating pattern are disposed.

실시예에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수개의 후면전극 패턴 및 상기 기판 상의 상기 후면전극 패턴 사이에 배치된 절연 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 후면전극 패턴 및 절연 패턴이 배치된 상기 기판 상에 광 흡수층 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a solar cell according to an embodiment may include forming a plurality of back electrode patterns spaced apart from each other on a substrate and an insulation pattern disposed between the back electrode patterns on the substrate; And forming a light absorbing layer pattern on the substrate on which the back electrode pattern and the insulating pattern are disposed.

실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법은 후면전극 패턴 사이에 절연 패턴이 배치되어, 후면전극 패턴과 절연 패턴의 결합력을 증대시킬 수 있다.In the solar cell and the method of manufacturing the same according to the embodiment, an insulating pattern is disposed between the rear electrode patterns, thereby increasing the bonding force between the rear electrode pattern and the insulating pattern.

즉, 후면전극 패턴과 절연 패턴의 결합력이 증대되어, 후면전극 패턴이 기판에서 박리되는 현상을 방지할 수 있다.That is, the bonding force between the back electrode pattern and the insulation pattern is increased, thereby preventing the back electrode pattern from being peeled off the substrate.

또한, 후면전극 패턴을 형성하기 위해, 레이저로 패터닝하는 경우 후면전극 패턴의 엣지(edge)영역이 들뜨거나, 박리되는 현상이 발생하지만, 본 실시예에서는 후면전극 패턴을 형성하기 위해서는 레이저를 사용하지 않아, 레이저 패터닝에 대한 후면전극 패턴의 변형을 방지할 수 있다.In addition, in the case of patterning with a laser to form a back electrode pattern, an edge region of the back electrode pattern is lifted or peeled off, but in this embodiment, a laser is not used to form the back electrode pattern. Therefore, it is possible to prevent deformation of the back electrode pattern with respect to laser patterning.

또한, 후면전극 패턴이 들뜨지 않아, 이후 광 흡수층이 안정적으로 형성되어 태양전지의 품질 및 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the rear electrode pattern does not float, the light absorbing layer is stably formed, thereby improving the quality and efficiency of the solar cell.

또한, 후면전극 패턴 사이에 절연 패턴이 형성되어, 각각의 후면전극 패턴 사이로 발생하는 누설전류를 방지할 수 있다.In addition, an insulating pattern is formed between the rear electrode patterns, thereby preventing leakage current generated between the rear electrode patterns.

실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 막 또는 전극 등이 각 기판, 층, 막, 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.In the description of the embodiments, where each substrate, layer, film, or electrode is described as being formed "on" or "under" of each substrate, layer, film, or electrode, etc. , "On" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through other components. In addition, the upper or lower reference of each component is described with reference to the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for the sake of explanation and does not mean the size actually applied.

도 1 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도이다.1 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 절연 패턴(110)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1, the insulating pattern 110 is formed on the substrate 100.

상기 기판(100)은 유리(glass)가 사용되고 있으며, 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 티타늄기판 또는 폴리머 기판 등도 사용될 수 있다.The substrate 100 may be glass, and a ceramic substrate such as alumina, stainless steel, a titanium substrate, or a polymer substrate may also be used.

유리 기판으로는 소다라임 유리(sodalime glass)를 사용할 수 있다.Soda lime glass may be used as the glass substrate.

또한, 상기 기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다.In addition, the substrate 100 may be rigid or flexible.

상기 절연 패턴(110)은 상기 기판(100) 상에 절연막을 형성한 후, 상기 절연막을 패터닝(patterning)하여 형성할 수 있으며, 상기 절연 패턴(110) 사이의 기판(100)이 노출되도록 형성될 수 있다.The insulating pattern 110 may be formed by forming an insulating layer on the substrate 100 and then patterning the insulating layer, and the substrate 100 between the insulating patterns 110 may be exposed. Can be.

이때, 상기 절연막은 포토레지스트(photoresist)로 형성될 수 있으며, 상기 포토레지스트(photoresist)에 포토리소그라피(photolithography) 공정을 진행하여 상기 절연 패턴(110)을 형성할 수 있다.In this case, the insulating layer may be formed of a photoresist, and the insulating pattern 110 may be formed by performing a photolithography process on the photoresist.

그러나, 상기 절연 패턴(110)을 형성하는 방법은 이에 한정되지 않고, 상기 기판(100)에 포토레지스트 또는 절연물질을 스크린 프린팅(screen printing) 방식을 진행하거나, 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 또는 그라비아 프린팅(gravure printing) 방식을 진행하여 형성할 수 있다.However, the method of forming the insulating pattern 110 is not limited thereto, and a screen printing method of a photoresist or an insulating material is performed on the substrate 100, or inkjet printing or gravure printing. It can be formed by going through a (gravure printing) method.

또한, 상기 기판(100)에 직접 포토리소그라피 공정을 진행하여, 상기 기판(100)의 일부를 제거함으로써 상기 절연 패턴(110)을 형성할 수 있다.In addition, the insulating pattern 110 may be formed by performing a photolithography process directly on the substrate 100 to remove a portion of the substrate 100.

즉, 상기 절연 패턴(110)은 상기 기판(100)과 동일한 물질로 형성되거나, 포토레지스트 또는 절연물질로 형성될 수 있다.That is, the insulating pattern 110 may be formed of the same material as the substrate 100 or may be formed of a photoresist or an insulating material.

그리고, 상기 절연 패턴(110)은 이후 형성될 후면전극 패턴의 위치를 고려하여, 상기 후면전극 패턴의 사이에 배치될 수 있도록 형성한다.The insulating pattern 110 is formed to be disposed between the rear electrode patterns in consideration of the position of the rear electrode pattern to be formed later.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 절연 패턴(110)이 형성된 상기 기판(100) 상에 후면전극막(201)을 형성한다.As shown in FIG. 2, a back electrode film 201 is formed on the substrate 100 on which the insulating pattern 110 is formed.

상기 후면전극막(201)은 금속 등의 도전체로 형성될 수 있다.The back electrode film 201 may be formed of a conductor such as metal.

예를 들어, 상기 후면전극막(201)은 몰리브덴(Mo) 타겟을 사용하여, 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 형성될 수 있다. For example, the back electrode film 201 may be formed by a sputtering process using a molybdenum (Mo) target.

이는, 몰리브덴(Mo)이 가진 높은 전기전도도, 광 흡수층과의 오믹(ohmic) 접합, Se 분위기 하에서의 고온 안정성 때문이다.This is because of high electrical conductivity of molybdenum (Mo), ohmic bonding with the light absorbing layer, and high temperature stability under Se atmosphere.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 후면전극막(201)은 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.In addition, although not shown, the back electrode film 201 may be formed of at least one layer.

상기 후면전극막(201)이 복수개의 층으로 형성될 때, 상기 후면전극막(201)을 이루는 층들은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.When the back electrode film 201 is formed of a plurality of layers, the layers constituting the back electrode film 201 may be formed of different materials.

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 절연 패턴(110) 사이의 상기 기판(100) 상에 후면전극 패턴(200)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 3, a back electrode pattern 200 is formed on the substrate 100 between the insulating patterns 110.

상기 후면전극 패턴(200)은 상기 절연 패턴(110)이 노출되도록 상기 후면전극막(201)의 일부를 제거하여 형성될 수 있다.The back electrode pattern 200 may be formed by removing a portion of the back electrode layer 201 so that the insulating pattern 110 is exposed.

이때, 화학기계적연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP), 습식식각(wet etch), 건식식각(dry etch) 및 샌드블라스트(sand blast) 중 어느 하나의 공정으로 상기 후면전극막(201)의 일부를 제거할 수 있다.In this case, a portion of the back electrode film 201 is removed by any one of chemical mechanical polishing (CMP), wet etching, dry etching, and sand blast. can do.

이때, 상기 절연 패턴(110)과 상기 후면전극 패턴(200)의 높이는 동일하게 형성될 수 있다.In this case, the height of the insulating pattern 110 and the back electrode pattern 200 may be the same.

즉, 상기 절연 패턴(110)의 상면과 상기 후면전극 패턴(200)의 상면은 동일 수평면상에 배치될 수 있다.That is, the top surface of the insulating pattern 110 and the top surface of the back electrode pattern 200 may be disposed on the same horizontal surface.

그러나, 상기 절연 패턴(110)과 후면전극 패턴(200)의 높이는 이에 한정되지 않고, 상기 후면전극 패턴(200)의 높이는 상기 절연 패턴(110)의 높이보다 낮게 형성될 수 있다.However, the height of the insulating pattern 110 and the back electrode pattern 200 is not limited thereto, and the height of the back electrode pattern 200 may be lower than the height of the insulating pattern 110.

즉, 상기 절연 패턴(110)이 노출되도록 상기 후면전극막(201)의 일부를 제거하는 공정 중, 상기 후면전극막(201)에 과식각(over etch)을 하여 상기 후면전극 패턴(200)의 높이를 상기 절연 패턴(110)의 높이보다 낮게 형성할 수 있다.That is, during the process of removing a portion of the back electrode film 201 so that the insulating pattern 110 is exposed, the back electrode film 201 is overetched to over-etch the back electrode film 200. The height may be lower than the height of the insulating pattern 110.

이때, 상기 후면전극 패턴(200) 사이에 상기 절연 패턴(110)이 배치되어 있으며, 절연 패턴(110)은 후면전극 패턴(200)의 양측을 지지하게 된다.In this case, the insulating pattern 110 is disposed between the rear electrode patterns 200, and the insulating pattern 110 supports both sides of the rear electrode pattern 200.

이로 인해 상기 후면전극 패턴(200)의 고정력에 의해 유리 기판(110)과의 결합력이 증대되어, 상기 후면전극 패턴(200)이 상기 기판(100)에서 박리되는 현상을 방지할 수 있다.Accordingly, the bonding force with the glass substrate 110 is increased by the fixing force of the back electrode pattern 200, thereby preventing the back electrode pattern 200 from being peeled off from the substrate 100.

그리고, 상기 절연 패턴(110)의 폭은 상기 후면전극 패턴(200)의 폭보다 좁게 형성될 수 있다.In addition, the width of the insulating pattern 110 may be smaller than the width of the back electrode pattern 200.

또한, 상기 후면전극 패턴(200)은 스트라이프(stripe) 형태 또는 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있으며, 각각의 셀에 대응할 수 있다.In addition, the back electrode pattern 200 may be arranged in a stripe form or a matrix form and may correspond to each cell.

그러나, 상기 후면전극 패턴(200)은 상기의 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다.However, the back electrode pattern 200 is not limited to the above form and may be formed in various forms.

이때, 상기 절연 패턴(110)이 형성된 후, 상기 절연 패턴(110) 사이에 상기 후면전극 패턴(200)을 형성하여, 상기 후면전극 패턴(200)을 따로 패터닝하지 않아도 된다.In this case, after the insulating pattern 110 is formed, the rear electrode pattern 200 may be formed between the insulating patterns 110 so that the rear electrode pattern 200 may not be separately patterned.

즉, 상기 후면전극 패턴(200)을 형성하기 위해, 레이저로 패터닝하는 경우 후면전극 패턴의 엣지(edge)영역이 들뜨거나, 박리되는 현상이 발생하지만, 본 실시예에서는 후면전극 패턴을 형성하기 위해서는 레이저를 사용하지 않아, 레이저 패터닝에 대한 상기 후면전극 패턴(200)의 변형을 방지할 수 있다.That is, in order to form the back electrode pattern 200, an edge region of the back electrode pattern is lifted or peeled off when patterning with a laser. However, in this embodiment, the back electrode pattern is formed. Since the laser is not used, deformation of the back electrode pattern 200 with respect to laser patterning can be prevented.

또한, 상기 후면전극 패턴(200)이 들뜨지 않아, 이후 광 흡수층이 안정적으로 형성되어 태양전지의 품질 및 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the back electrode pattern 200 is not lifted, the light absorbing layer is stably formed, thereby improving quality and efficiency of the solar cell.

그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 후면전극 패턴(200)을 형성한 후, 상기 절연 패턴(110)을 제거할 수도 있다.Although not shown in the drawing, after the back electrode pattern 200 is formed, the insulating pattern 110 may be removed.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 후면전극 패턴(200) 및 절연 패턴(110)이 형성된 상기 기판(100) 상에 광 흡수층(300), 제1버퍼층(400) 및 제2버퍼층(500)을 형성한다.As illustrated in FIG. 4, the light absorbing layer 300, the first buffer layer 400, and the second buffer layer 500 are formed on the substrate 100 on which the back electrode pattern 200 and the insulating pattern 110 are formed. ).

상기 광 흡수층(300)은 Ⅰb-Ⅲb-Ⅵb계 화합물을 포함한다. The light absorbing layer 300 includes an Ib-IIIb-VIb-based compound.

더 자세하게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)Se2, CIGS계) 화합물을 포함한다.In more detail, the light absorbing layer 300 includes a copper-indium-gallium-selenide-based (Cu (In, Ga) Se 2 , CIGS-based) compound.

이와는 다르게, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-셀레나이드계(CuInSe2, CIS계) 화합물 또는 구리-갈륨-셀레나이드계(CuGaSe2, CIS계) 화합물을 포함할 수 있다.Alternatively, the light absorbing layer 300 may include a copper-indium selenide-based (CuInSe 2 , CIS-based) compound or a copper-gallium-selenide-based (CuGaSe 2 , CIS-based) compound.

예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서, 구리 타겟, 인듐 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하여, 상기 후면전극(130) 상에 CIG계 금속 프리커서(precursor)막이 형성된다. For example, in order to form the light absorbing layer 300, a CIG-based metal precursor film is formed on the back electrode 130 using a copper target, an indium target, and a gallium target.

이후, 상기 금속 프리커서막은 셀레니제이션(selenization) 공정에 의해서, 셀레늄(Se)과 반응하여 CIGS계 광 흡수층(300)이 형성된다.Thereafter, the metal precursor film is reacted with selenium (Se) by a selenization process to form a CIGS-based light absorbing layer 300.

또한, 상기 금속 프리커서막을 형성하는 공정 및 셀레니제이션 공정 동안에, 상기 기판(100)에 포함된 알칼리(alkali) 성분이 상기 후면전극 패턴(200)을 통해서, 상기 금속 프리커서막 및 상기 광 흡수층(300)에 확산된다.In addition, during the process of forming the metal precursor film and the selenization process, an alkali component included in the substrate 100 may pass through the back electrode pattern 200, and the metal precursor film and the light absorbing layer ( 300).

알칼리(alkali) 성분은 상기 광 흡수층(300)의 그레인(grain) 크기를 향상시키고, 결정성을 향상시킬 수 있다.An alkali component may improve grain size and improve crystallinity of the light absorbing layer 300.

상기 광 흡수층(300)은 외부의 광을 입사받아, 전기 에너지로 변환시킨다. 상기 광 흡수층(300)은 광전효과에 의해서 광 기전력을 생성한다.The light absorbing layer 300 receives external light and converts the light into electrical energy. The light absorbing layer 300 generates photo electromotive force by the photoelectric effect.

이때, 상기 후면전극 패턴(200) 사이에 상기 절연 패턴(110)이 형성되어, 각각의 상기 후면전극 패턴(200) 사이로 발생하는 누설전류를 방지할 수 있다.In this case, the insulating pattern 110 is formed between the rear electrode patterns 200 to prevent leakage current generated between the rear electrode patterns 200.

상기 제1버퍼층(400)은 황화 카드뮴(CdS)이 상기 광 흡수층(300) 상에 적층되어 형성될 수 있다.The first buffer layer 400 may be formed by stacking cadmium sulfide (CdS) on the light absorbing layer 300.

이때, 상기 제1버퍼층(400)은 n형 반도체 층이고, 상기 광 흡수층(300)은 p형 반도체 층이다. 따라서, 상기 광 흡수층(300) 및 제1버퍼층(400)은 pn 접합을 형성한다.In this case, the first buffer layer 400 is an n-type semiconductor layer, and the light absorbing layer 300 is a p-type semiconductor layer. Thus, the light absorbing layer 300 and the first buffer layer 400 form a pn junction.

그리고, 상기 제2버퍼층(500)은 산화 아연(ZnO)을 타겟으로하여 스퍼터링 공정을 진행하여 형성될 수 있다.In addition, the second buffer layer 500 may be formed by performing a sputtering process targeting zinc oxide (ZnO).

상기 제1버퍼층(400) 및 제2버퍼층(500)은 상기 광 흡수층(300)과 이후 형성될 전면전극의 사이에 배치된다.The first buffer layer 400 and the second buffer layer 500 are disposed between the light absorbing layer 300 and the front electrode to be formed later.

즉, 상기 광 흡수층(300)과 전면전극은 격자상수와 에너지 밴드 갭의 차이가 크기 때문에, 밴드갭이 두 물질의 중간에 위치하는 상기 제1버퍼층(400) 및 제2버퍼층(500)을 삽입하여 양호한 접합을 형성할 수 있다.That is, since the difference between the lattice constant and the energy band gap is large between the light absorbing layer 300 and the front electrode, the first buffer layer 400 and the second buffer layer 500 having a band gap in between the two materials are inserted. Can form a favorable joint.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300), 제1버퍼층(400) 및 제2버퍼층(500)을 관통하는 콘택패턴(310)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 5, a contact pattern 310 penetrating the light absorbing layer 300, the first buffer layer 400, and the second buffer layer 500 is formed.

상기 콘택패턴(310)은 상기 제1버퍼층(400), 제2버퍼층(500) 및 광 흡수층(300)을 관통하도록 형성될 수 있다.The contact pattern 310 may be formed to penetrate the first buffer layer 400, the second buffer layer 500, and the light absorbing layer 300.

또한, 상기 콘택패턴(310)은 기계적 패터닝으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 레이저(laser)를 조사(irradiate)하여 패터닝 될 수도 있다.In addition, the contact pattern 310 may be formed by mechanical patterning, and the present invention is not limited thereto. The contact pattern 310 may be patterned by irradiating a laser.

이때, 상기 콘택패턴(310)의 형성으로 상기 후면전극 패턴(200)의 일부가 노출된다.In this case, a part of the back electrode pattern 200 is exposed by the formation of the contact pattern 310.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질을 적층하여 전면전극(600) 및 접속배선(700)을 형성한다.As illustrated in FIG. 6, a transparent conductive material is stacked on the second buffer layer 500 to form the front electrode 600 and the connection wiring 700.

상기 투명한 도전물질을 상기 제2버퍼층(500) 상에 적층시킬 때, 상기 투명한 도전물질이 상기 콘택패턴(310)의 내부에도 삽입되어, 상기 접속배선(700)을 형성할 수 있다.When the transparent conductive material is stacked on the second buffer layer 500, the transparent conductive material may also be inserted into the contact pattern 310 to form the connection wiring 700.

상기 후면전극 패턴(200)과 전면전극(600)은 상기 접속배선(700)에 의해 전기적으로 연결된다.The back electrode pattern 200 and the front electrode 600 are electrically connected by the connection wiring 700.

상기 전면전극(600)은 상기 제2버퍼층(500) 상에 스퍼터링 공정을 진행하여 알루미나로 도핑된 산화 아연 또는 산화아연에 전도성 물질이 도핑된 물질로 형성 된다.The front electrode 600 is formed of a material doped with a conductive material in zinc oxide or zinc oxide doped with alumina by a sputtering process on the second buffer layer 500.

상기 전면전극(600)은 상기 광 흡수층(300)과 pn접합을 형성하는 윈도우(window)층으로서, 태양전지 전면의 투명전극의 기능을 하기 때문에 광투과율이 높고 전기 전도성이 좋은 산화 아연(ZnO)으로 형성된다.The front electrode 600 is a window layer forming a pn junction with the light absorbing layer 300. Since the front electrode 600 functions as a transparent electrode on the front of the solar cell, zinc oxide (ZnO) having high light transmittance and good electrical conductivity is provided. Is formed.

이때, 상기 산화 아연에 알루미늄, 알루미나 또는 전도성 물질을 도핑함으로써 낮은 저항값을 갖는 전극을 형성할 수 있다.In this case, an electrode having a low resistance value may be formed by doping the zinc oxide with aluminum, alumina or a conductive material.

상기 전면전극(600)인 산화 아연 박막은 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학증착법 등으로 형성될 수 있다.The zinc oxide thin film, which is the front electrode 600, may be formed by a method of depositing using a ZnO target as a sputtering method, reactive sputtering using a Zn target, and organometallic chemical vapor deposition.

또한, 전기광학적 특성이 뛰어난 ITO(Indium tin Oxide) 박막을 산화 아연 박막 상에 층착한 2중 구조를 형성할 수도 있다.In addition, a double structure in which an indium tin oxide (ITO) thin film having excellent electro-optical properties is laminated on a zinc oxide thin film may be formed.

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광 흡수층(300), 제1버퍼층(400) 및 제2버퍼층(500)을 관통하는 분리패턴(320)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 7, a separation pattern 320 penetrating the light absorbing layer 300, the first buffer layer 400, and the second buffer layer 500 is formed.

상기 분리패턴(320)은 상기 전면전극(600), 광 흡수층(300), 제1버퍼층(400) 및 제2버퍼층(500)관통하도록 형성될 수 있다.The separation pattern 320 may be formed to pass through the front electrode 600, the light absorbing layer 300, the first buffer layer 400, and the second buffer layer 500.

또한, 상기 분리패턴(320)은 기계적 패터닝으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 레이저(laser)를 조사(irradiate)하여 패터닝 될 수도 있다.In addition, the separation pattern 320 may be formed by mechanical patterning, and is not limited thereto. The separation pattern 320 may be patterned by irradiating a laser.

또한, 이때, 상기 분리패턴(320)의 형성으로 상기 후면전극 패턴(200)의 일부가 노출된다.In addition, at this time, a part of the back electrode pattern 200 is exposed by the formation of the separation pattern 320.

상기 제1버퍼층(400), 제2버퍼층(500) 및 전면전극(600)은 상기 분리패 턴(320)에 의해 구분될 수 있으며, 상기 분리패턴(320)에 의해 각각의 셀(C1, C2)은 서로 분리될 수 있다.The first buffer layer 400, the second buffer layer 500, and the front electrode 600 may be separated by the separation pattern 320, and each cell C1 and C2 is separated by the separation pattern 320. ) May be separated from each other.

그리고, 상기 분리패턴(320)에 의해 상기 제1버퍼층(400), 제2버퍼층(500) 및 광 흡수층(300)은 스트라이프 형태 또는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.In addition, the first buffer layer 400, the second buffer layer 500, and the light absorbing layer 300 may be arranged in a stripe form or a matrix form by the separation pattern 320.

상기 분리 패턴(300)은 상기의 형태에 한정되지 않고, 다양한 형태로 형성될 수 있다.The separation pattern 300 is not limited to the above form and may be formed in various forms.

상기 분리패턴(320)에 의해 상기 후면전극 패턴(200), 광 흡수층(300), 제1버퍼층(400), 제2버퍼층(500) 및 전면전극(600)을 포함하는 셀(C1, C2)이 형성된다.Cells C1 and C2 including the back electrode pattern 200, the light absorbing layer 300, the first buffer layer 400, the second buffer layer 500, and the front electrode 600 by the separation pattern 320. Is formed.

이때, 상기 접속배선(700)에 의해 각각의 셀(C1, C2)은 서로 연결될 수 있다. 즉, 상기 접속배선(700)은 제2셀(C2)의 후면전극 패턴(200)과 상기 제2셀(C2)에 인접하는 상기 제1셀(C1)의 전면전극(600)을 전기적으로 연결한다.In this case, each of the cells C1 and C2 may be connected to each other by the connection wiring 700. That is, the connection wiring 700 electrically connects the back electrode pattern 200 of the second cell C2 and the front electrode 600 of the first cell C1 adjacent to the second cell C2. do.

이상에서 설명한 실시예에 따른 태양전지 및 이의 제조방법은 후면전극 패턴 사이에 절연 패턴이 배치되어, 후면전극 패턴과 절연 패턴의 결합력을 증대시킬 수 있다.In the solar cell and the method of manufacturing the same according to the embodiments described above, an insulating pattern is disposed between the rear electrode patterns, thereby increasing the bonding force between the rear electrode pattern and the insulating pattern.

즉, 후면전극 패턴과 절연 패턴의 결합력이 증대되어, 후면전극 패턴이 기판에서 박리되는 현상을 방지할 수 있다.That is, the bonding force between the back electrode pattern and the insulation pattern is increased, thereby preventing the back electrode pattern from being peeled off the substrate.

또한, 후면전극 패턴을 형성하기 위해, 레이저로 패터닝하는 경우 후면전극 패턴의 엣지(edge)영역이 들뜨거나, 박리되는 현상이 발생하지만, 본 실시예에서는 후면전극 패턴을 형성하기 위해서는 레이저를 사용하지 않아, 레이저 패터닝에 대 한 후면전극 패턴의 변형을 방지할 수 있다.In addition, in the case of patterning with a laser to form a back electrode pattern, an edge region of the back electrode pattern is lifted or peeled off, but in this embodiment, a laser is not used to form the back electrode pattern. Therefore, it is possible to prevent deformation of the back electrode pattern for laser patterning.

또한, 후면전극 패턴이 들뜨지 않아, 이후 광 흡수층이 안정적으로 형성되어 태양전지의 품질 및 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the rear electrode pattern does not float, the light absorbing layer is stably formed, thereby improving the quality and efficiency of the solar cell.

또한, 후면전극 패턴 사이에 절연 패턴이 형성되어, 각각의 후면전극 패턴 사이로 발생하는 누설전류를 방지할 수 있다.In addition, an insulating pattern is formed between the rear electrode patterns, thereby preventing leakage current generated between the rear electrode patterns.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

도 1 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지의 제조방법을 도시한 단면도이다.1 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solar cell according to an embodiment.

Claims (12)

기판 상에 서로 이격 배치된 절연 패턴;An insulation pattern spaced apart from each other on the substrate; 상기 절연 패턴 사이에 형성된 후면전극 패턴; 및A back electrode pattern formed between the insulating patterns; And 상기 후면전극 패턴 및 절연 패턴 상에 배치된 광 흡수층을 포함하는 태양전지.A solar cell comprising a light absorbing layer disposed on the back electrode pattern and the insulating pattern. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 후면전극 패턴과 절연 패턴은 동일한 높이로 형성되거나,The back electrode pattern and the insulation pattern are formed at the same height, 상기 후면전극 패턴이 상기 절연 패턴의 높이보다 낮게 형성된 태양전지.The solar cell of which the rear electrode pattern is formed lower than the height of the insulating pattern. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연 패턴은 상기 기판과 동일한 물질로 형성된 태양전지.The insulating pattern is a solar cell formed of the same material as the substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절연 패턴은 포토레지스트 또는 절연물질로 형성된 태양전지.The insulating pattern is a solar cell formed of a photoresist or an insulating material. 기판 상에 서로 이격 배치되도록 절연 패턴을 형성하는 단계;Forming an insulating pattern on the substrate to be spaced apart from each other; 상기 절연 패턴 사이에 후면전극 패턴을 형성하는 단계;Forming a back electrode pattern between the insulating patterns; 상기 후면전극 패턴 및 절연 패턴 상에 광 흡수층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.Forming a light absorption layer pattern on the back electrode pattern and the insulating pattern. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 기판 상에 후면전극 패턴을 형성하는 단계는,Forming a back electrode pattern on the substrate, 상기 절연 패턴이 형성된 상기 기판 상에 후면전극막을 형성하는 단계; 및Forming a back electrode film on the substrate on which the insulating pattern is formed; And 상기 절연 패턴이 노출되도록 상기 후면전극막의 일부를 제거하여, 상기 후면전극 패턴 사이에 절연 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.Removing a portion of the back electrode film to expose the insulation pattern, thereby forming an insulation pattern between the back electrode patterns. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 기판 상에 절연 패턴을 형성하는 단계는,Forming an insulating pattern on the substrate, 기판 상에 포토레지스트를 형성하는 단계; 및Forming a photoresist on the substrate; And 포토 리소그라피(photolithography) 공정으로 상기 포토레지스트를 패터닝(patterning)하여, 절연 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.The method of manufacturing a solar cell comprising the step of patterning the photoresist by a photolithography process to form an insulating pattern. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 기판 상에 절연 패턴을 형성하는 단계는,Forming an insulating pattern on the substrate, 기판을 준비하는 단계; 및Preparing a substrate; And 상기 기판 상에 스크린 프린팅(Screen printing) 방식, 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라비아 프린팅(gravure printing) 중 어느 하나의 공정을 진행하여 절연 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 태양전지의 제조방법.A method of manufacturing a solar cell, the method comprising: forming an insulating pattern by performing one of screen printing, inkjet printing, and gravure printing on the substrate. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 기판 상에 절연 패턴을 형성하는 단계는,Forming an insulating pattern on the substrate, 기판을 준비하는 단계; 및Preparing a substrate; And 포토 리소그라피(photolithography) 공정으로 상기 기판을 패터닝(patterning)하여 절연 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,Patterning the substrate by a photolithography process to form an insulating pattern, 상기 기판을 패터닝할 때, 상기 기판의 일부가 제거됨으로써 상기 절연 패턴이 형성되는 태양전지의 제조방법.When the substrate is patterned, the insulating pattern is formed by removing a portion of the substrate. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 후면전극 패턴과 절연 패턴은 동일한 높이로 형성되거나,The back electrode pattern and the insulation pattern are formed at the same height, 상기 후면전극 패턴이 상기 절연 패턴의 높이보다 낮게 형성된 태양전지의 제조방법.The solar cell manufacturing method of the back electrode pattern is formed lower than the height of the insulating pattern. 삭제delete 삭제delete
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