KR101338831B1 - 태양전지 및 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

실시예는 태양전지 및 태양전지 모듈을 제공한다. 실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되는 P형 산화물 전극; 상기 P형 산화물 전극 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함한다.
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 다수개의 태양전지 셀들이 소정 간격으로 이격 되어 배치되고, 상기 태양전지 셀들의 이격 공간으로 태양광이 투과될 수 있는 씨스루형 태양전지 모듈로서, 상기 태양전지 셀들 각각은 P형 산화물 전극을 포함한다.

Description

태양전지 및 태양전지 모듈{SOLAR CELL AND SOLAR CELL MODULE}
실시예는 태양전지, 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
태양전지는 p-n 접합 다이오드에 빛을 쪼이면 전자가 생성 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 소자로 정의할 수 있다. 태양전지는 접합 다이오드로 사용되는 물질에 따라, 실리콘 태양전지, I-III-VI족 또는 III-V족 화합물로 대표되는 화합물 반도체 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기물 태양전지로 나눌 수 있다.
I-III-VI족 Chalcopyrite계 화합물 반도체 중 하나인 CIGS(CuInGaSe) 태양전지는 광 흡수가 뛰어나고, 얇은 두께로도 높은 광전 변환효율을 얻을 수 있으며, 전기 광학적 안정성이 매우 우수하여 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 태양전지로 부각되고 있다.
일반적으로 CIGS 박막 태양전지는 나트륨을 포함하는 기판, P형 산화물 전극(200), 광 흡수층, 버퍼층 및 전면 전극층을 순차적으로 형성시켜 제조된다. CIGS 박막 태양전지 중 광 흡수층에서는 입사광에 의해 광 생성 캐리어 즉, 전자와 정공을 형성하고, 형성된 광 생성 캐리어는 내부 전기장에 의한 드래프트에 의해 각각 n 층과 p 층으로 수집되어 전류를 발생하게 된다.
이러한 태양 전지의 효율을 높이기 위해서는 광 흡수층 내부에서 가능한 많은 광 생성 캐리어를 생성하는 것도 중요하지만, 생성된 전하를 손실됨 없이 외부로 끌어내는 것 또한 중요하다.
전하가 손실되는 원인 중의 하나는 전자와 정공이 재결합(recombination)에 의해 소멸되는 것이다. 즉, 전기장에 의해 유동되는 전자-전공쌍은 유동되는 과정에서 여러 원인에 의해 재결합(recombination)된다. 재결합 비율이 높을수록 에너지 변환 효율은 낮아지는 문제가 있다.
실시예는 P형 산화물 전극을 포함하는, 태양전지 및 씨스루(see-through)형 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지는 지지기판 상에 배치되는 P형 산화물 전극; 상기 P형 산화물 전극 상에 배치되는 광 흡수층; 및 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층을 포함한다.
실시예에 따른 씨스루형 태양전지 모듈은 다수개의 태양전지 셀들이 소정 간격으로 이격 되어 배치되고, 상기 태양전지 셀들의 이격 공간으로 태양광이 투과될 수 있는 씨스루형 태양전지 모듈로서, 상기 태양전지 셀들 각각은 P형 산화물 전극을 포함한다.
실시예에 따른 씨스루형 태양전지 모듈의 제조방법은 지지기판 상에 제 1 분리패턴을 포함하는 P형 산화물 전극을 형성하는 단계; 상기 P형 산화물 전극 상에 제 2 분리 패턴을 포함하는 광 흡수층을 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수층 상에 제 3 분리 패턴을 포함하는 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지는 P형 산화물 전극을 P형 산화물 전극으로 사용한다. P형 산화물 전극은 내부 전계를 향상시키고, 공핍층을 증가시켜 광 생성 캐리어(전자-정공)의 재결합을 최대한 방지할 수 있을 뿐만 아니라 광 생성 캐리어의 생성을 촉진할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지의 광전 효율은 향상될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 P형 산화물 전극은 투명 전극이다. 따라서, 실시예는 태양전지 셀들을 분리하는 패턴의 폭을 달리함으로써, 다양한 범위의 개구율을 가지는 씨스루형(see-through) 태양전지 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 태양전지의 밴드갭 에너지를 나타내는 그래프이다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 씨스루형 태양전지 모듈의 제조방법을 도시하는 단면도들이다.
실시예의 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.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지는 지지기판(100), P형 산화물 전극(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500) 및 전면 전극층(600)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 P형 산화물 전극(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500) 및 상기 전면 전극층(600)을 지지한다.
상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판 또는 금속기판일 수 있다. 더 자세하게, 상기 지지기판(100)은 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
상기 P형 산화물 전극(200)은 도전층이다. 실시예에 따른 태양전지는 종래 사용되던 몰리브덴(Mo) 등의 금속 전극이 아닌 P형 산화물을 후면 전극으로 사용한다. 도 2에서와 같이 P형 산화물 전극(200)은 증가된 밴드갭 에너지(Eg)를 가지고, 이에 따라 내부 전계 또한 증가될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지는 공핍층을 증가시켜 광 생성 캐리어(전자-정공)의 재결합을 최대한 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 공간 전하 영역(space charge region; SCR)을 증가시켜 광 생성 캐리어의 생성을 촉진할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양전지의 광전 효율은 향상될 수 있다.
상기 P형 산화물 전극(200)은 P형 반도체 물질의 특성을 가지고 내부 전계를 향상시킬 수 있는 물질이라면, 특별히 제한없이 사용 가능하다. 일 구현예로, 상기 P형 산화물 전극(200)은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. 하기 화학식 1에서 A는 Cu, Ag, Pd, 및 Pt 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 B는 B, Al, Ga, In, Co, 및 Y 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 1]
ABO2
이와는 다르게, 상기 P형 산화물 전극(200)은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다. 하기 화학식 1에서 A는 Cu, Ag, Pd, 및 Pt 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 B는 B, Al, Ga, In, Co, 및 Y 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 2]
AB2O4
예를 들어, 상기 P형 산화물 전극(200)은 CuO, Cu2O, Ag2O, SrO, B2O3, Al2O3, Ga2O3, In2O3, Ti2O3, Mn2O3, Y2O3, La2O3, Fe2O3, Cr2O3, Sb2O3, Sc2O3, Nd2O3, 및 Bi2O3 를 사용하여 구성된 화합물 ABO2 또는 AB2O4 를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때, 상기 A 및 B 는 각각 상기 언급한 성분들 중 금속 성분인 것을 특징으로 할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 P형 산화물 전극(200)은 P형 도펀트가 도핑된 산화아연(ZnO)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 P형 도펀트는 질소를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기와 같은 물질에 의해 제조되는 P형 산화물 전극(200)의 밴드갭 에너지는 종래 금속 후면 전극의 밴드갭 에너지보다 큰 값을 가진다. 더 자세하게, 상기 P형 산화물 전극(200)의 밴드갭 에너지는 약 2.2 eV 내지 약 3.4 eV 의 값을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 P형 산화물 전극(200)이 높은 밴드갭 에너지를 가짐에 따라, 상기 P형 산화물 전극(200)은 투명할 수 있다. 즉, 상기 P형 산화물 전극(200)은 투명 전극(TRANSPARENT ELECTRODE)이다. 이와 관련하여서는 하기에서 언급할 실시예에 따른 태양전지 모듈에서 보다 상세히 서술하도록 한다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 P형 산화물 전극(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 I-III-VI족 계 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 황화 카드뮴, ZnS, InXSY 및 InXSeYZn(O, OH) 등을 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다.
상기 전면 전극층(600)은 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 배치된다. 상기 전면 전극층(600)은 투명하며, 도전층이다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(600)은 붕소가 도핑된 징크 옥사이드(ZnO:B, BZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 전면 전극층(600)은 상기 버퍼층(400)과의 밴드갭 및 컨택을 고려하여 붕소가 도핑된 징크 옥사이드(ZnO:B, BZO)를 사용할 수 있다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 씨스루형 태양전지 모듈의 제조방법을 나타내는 단면도들이다. 이하에서는, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 씨스루형 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 대해 상세 서술한다. 또한, 본 태양전지 모듈 및 이의 제조방법에 관한 설명은 앞서 설명한 태양전지에 대한 설명과 본질적으로 결합될 수 있다.
도 3을 참조하면, 지지기판(100) 상에 P형 산화물 전극(200)이 형성된다. 상기 P형 산화물 전극(200)은 투명 전극(TRANSPARENT ELECTRODE)이다. 또한, 상기 P형 산화물 전극(200)은 내부 전계를 향상시키고, 공핍층을 증가시켜 광 생성 캐리어(전자-정공)의 재결합을 최대한 방지할 수 있을 뿐만 아니라 광 생성 캐리어의 생성을 촉진할 수 있다.
상기 P형 산화물 전극(200)은 제 1 분리패턴(P1)을 포함한다. 상기 제 1 분리패턴(P1)은 상기 지지기판(100)의 상면을 노출하는 오픈 영역이다. 상기 제 1 분리패턴(P1)의 폭은 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 일 수 있다. 이에 따라서, 상기 지지기판(100) 상에 다수 개의 후면전극들이 형성된다. 상기 P형 산화물 전극(200)은 레이저에 의해서 패터닝될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 4를 참조하면, 상기 P형 산화물 전극(200) 상에 광 흡수층(300), 버퍼층(400) 및 고저항 버퍼층(500)이 순차적으로 형성된다.
상기 광 흡수층(300)은 스퍼터링 공정 또는 증발법 등에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)을 형성하기 위해서 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄을 동시 또는 구분하여 증발시키면서 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)을 형성하는 방법과 금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션(Selenization) 공정에 의해 형성시키는 방법이 폭넓게 사용되고 있다.
금속 프리커서 막을 형성시킨 후 셀레니제이션 하는 것을 세분화하면, 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정에 의해서, 상기 이면전극(200) 상에 금속 프리커서 막이 형성된다. 이후, 상기 금속 프리커서 막은 셀레이제이션(selenization) 공정에 의해서, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In,Ga)Se2;CIGS계)의 광 흡수층(300)이 형성된다.
이와는 다르게, 상기 구리 타겟, 인듐 타겟, 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 상기 셀레니제이션 공정은 동시에 진행될 수 있다.
이와는 다르게, 구리 타겟 및 인듐 타겟 만을 사용하거나, 구리 타겟 및 갈륨 타겟을 사용하는 스퍼터링 공정 및 셀레니제이션 공정에 의해서, CIS계 또는 CIG계 광 흡수층(300)이 형성될 수 있다.
상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치된다. 상기 버퍼층(400)은 상기 광 흡수층(300) 상에 황화 카드뮴이 화학 용액 증착법(chemical bath deposition; CBD)에 의해서 증착 되어 형성될 수 있다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해 증착 되어 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400) 및 상기 고저항 버퍼층(500)의 일부가 제거되어 제 2 분리패턴(P2)이 형성된다. 상기 광 흡수층(300)은 상기 제 2 분리패턴(P2)에 의해서 다수개의 광 흡수부들로 구분될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 투명한 도전물질을 증착하여 전면 전극층(600)을 형성한다. 상기 전면 전극층(600)을 증착하는 과정에서, 투명한 도전물질은 상기 제 2 분리패턴(P2)에도 갭필된다. 상기 제 2 분리패턴(P2)에 갭필된 투명 도전물질은 상기 전면 전극층(600)과 상기 P형 산화물 전극(200)을 전기적으로 연결하는 접속 배선의 기능을 할 수 있다.
상기 전면 전극층(600)은 붕소가 도핑된 징크 옥사이드(ZnO:B, BZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Al doped zinc oxide;AZO) 또는 갈륨 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped zinc oxide;GZO) 등을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 전면 전극층(600)은 상기 버퍼층(400)과의 밴드갭 및 컨택을 고려하여 붕소가 도핑된 징크 옥사이드(ZnO:B, BZO)를 사용할 수 있다.
상기 전면 전극층(600)은 스퍼터링 또는 화학기상증착법(chemical vapor deposition)에 의하여 제조될 수 있다. 더 자세하게, 상기 스퍼터링에 의하여 전면 전극층(600)을 형성하기 위하여, RF 스퍼터링방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링 등이 사용될 수 있다
도 6을 참조하면, 상기 전면 전극층(600)을 분리하는 제 3 분리패턴(P3)을 형성한다. 상기 제 3 분리패턴(P3)은 상기 전면 전극층(600), 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 버퍼층(400) 및 상기 광 흡수층(300)을 관통하여 P형 산화물 전극(200)의 일부를 노출시킨다. 즉, 상기 제 3 분리패턴(P3)에 의하여, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 다수개의 태양전지 셀들(C1, C2..)로 구분될 수 있다.
상기 제 3 분리패턴(P3)에 의해 노출되는 P형 산화물 전극(200)은 상기 언급한 바와 같이 투명 전극이다. 이에 따라, 도 7에서와 같이 상기 제 3 분리패턴(P3)으로 입사되는 태양광(L1)은 상기 제 3 분리패턴(P3)에 의해 노출되는 P형 산화물 전극(200)을 용이하게 투과할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 씨스루형 태양전지 모듈의 제조방법은, 상기 제 3 분리패턴(P3)의 폭을 달리하는 간단한 방법에 의하여 태양전지 모듈의 개구율을 조절할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 씨스루형 태양전지 모듈의 개구율은 약 20% 내지 약 60% 일 수 있으나, 이에 제한되는 것이 아니다. 또한, 상기 제 3 분리패턴(P3)의 폭은 상기와 같은 범위의 개구율을 얻을 수 있다면, 특정 수치로 제한되지 않는다.
이에 따라, 실시예에 따른 씨스루형 태양전지 모듈은 태양전지 셀(C1, C2, C3..)간의 간격(P3)을 넓혀 태양전지 모듈의 개구율을 높임으로써 건축물 외장재, 특히 창문 등에 사용하였을 때 외부 빛의 실내 유입량을 높여 실내 거주자에게 쾌적함을 선사하여 주거 환경을 개선하는 효과를 가질 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 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.

Claims (15)

  1. 지지기판 상에 배치되고,제 1 분리 패턴을 포함하는 P형 산화물 전극;
    상기 P형 산화물 전극 상에 배치되고, 제 2 분리 패턴을 포함하는 광 흡수층; 및
    상기 광 흡수층 상에 배치되고, 제 3 분리 패턴을 포함하는 전면 전극층을 포함하고,
    상기 제 3 분리 패턴은 상기 전면 전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하여, 상기 P형 산화물 전극의 일부를 노출시키는 태양전지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 P형 산화물 전극은 하기 화학식 1로 표시되는 태양전지.
    [화학식 1]
    ABO2
    (상기 A는 Cu, Ag, Pd, 및 Pt 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 B는 B, Al, Ga, In, Co, 및 Y 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다)
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 P형 산화물 전극은 하기 화학식 1로 표시되는 태양전지.
    [화학식 2]
    AB2O4
    (상기 A는 Cu, Ag, Pd, 및 Pt 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 B는 B, Al, Ga, In, Co, 및 Y 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다)
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 P형 산화물 전극은 P형 도펀트가 도핑된 산화아연(ZnO)을 포함하는 태양전지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 P형 도펀트는 질소인 포함하는 태양전지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 P형 산화물 전극의 밴드갭 에너지는 2.2 내지 3.4 인 태양전지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 P형 산화물 전극은 투명 전극인 태양전지.
  8. 다수개의 태양전지 셀들이 소정 간격으로 이격 되어 배치되고, 상기 태양전지 셀들의 이격 공간으로 태양광이 투과될 수 있는 씨스루형 태양전지 모듈로서,
    상기 태양전지 셀들 각각은,
    지지기판 상에 배치되고 제 1 분리 패턴을 포함하는 P형 산화물 전극;
    상기 P형 산화물 전극 상에 배치되고 제 2 분리 패턴을 포함하는 광 흡수층; 및
    상기 광 흡수층 상에 배치되고 제 3 분리 패턴을 포함는 전면 전극층을 포함하고,
    상기 제 3 분리 패턴은 상기 전면 전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하여, 상기 P형 산화물 전극의 일부를 노출시키는 씨스루형 태양전지 모듈.


  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 P형 산화물 전극은 하기 화학식 1로 표시되는 씨스루형 태양전지 모듈.
    [화학식 1]
    ABO2
    (상기 A는 Cu, Ag, Pd, 및 Pt 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 B는 B, Al, Ga, In, Co, 및 Y 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다)
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 P형 산화물 전극은 하기 화학식 1로 표시되는 씨스루형 태양전지 모듈.
    [화학식 2]
    AB2O4
    (상기 A는 Cu, Ag, Pd, 및 Pt 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 B는 B, Al, Ga, In, Co, 및 Y 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다)
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 P형 산화물 전극은 P형 도펀트가 도핑된 산화아연(ZnO)을 포함하는 씨스루형 태양전지 모듈.
  13. 지지기판 상에 제 1 분리패턴을 포함하는 P형 산화물 전극을 형성하는 단계;
    상기 P형 산화물 전극 상에 제 2 분리 패턴을 포함하는 광 흡수층을 형성하는 단계; 및
    상기 광 흡수층 상에 제 3 분리 패턴을 포함하는 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 3 분리 패턴은 상기 전면 전극층 및 상기 광 흡수층을 관통하여, 상기 P형 산화물 전극의 일부를 노출시키는 씨스루형 태양전지 모듈의 제조방법.


  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 3 분리 패턴을 통하여 태양광이 투과되는 씨스루형 태양전지 모듈의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100073811A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 엘지이노텍 주식회사 태양전지
KR20110038968A (ko) * 2009-10-09 2011-04-15 엘지이노텍 주식회사 Ｐ형 반도체 조성물 및 이를 이용한 태양전지 및 그 제조 방법
JP2011171699A (ja) * 2010-01-22 2011-09-01 Sharp Corp 光透過型太陽電池モジュール及びその製造方法ならびに光透過型太陽電池モジュールを搭載した移動体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007317885A (ja) 2006-05-25 2007-12-06 Honda Motor Co Ltd 太陽電池およびその製造方法
KR20100073811A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 엘지이노텍 주식회사 태양전지
KR20110038968A (ko) * 2009-10-09 2011-04-15 엘지이노텍 주식회사 Ｐ형 반도체 조성물 및 이를 이용한 태양전지 및 그 제조 방법
JP2011171699A (ja) * 2010-01-22 2011-09-01 Sharp Corp 光透過型太陽電池モジュール及びその製造方法ならびに光透過型太陽電池モジュールを搭載した移動体

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