KR101405018B1 - 박막형 태양전지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체층을 사이에 두고 형성된 하부전극 및 상부전극을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지에 있어서, 상기 박막형 태양전지는 그 일측에 형성된 격리부를 경계로 하여 상기 격리부의 외측에 형성되는 회로연결부 및 상기 격리부의 내측에 형성되는 셀부를 포함하여 이루어지며, 상기 회로연결부는 기판 상에 형성된 하부전극 및 상기 하부전극과 전기적으로 연결되어 상기 하부전극을 외부의 회로와 연결되도록 하는 연결부재를 포함하여 이루어지고, 상기 하부전극과 상기 연결부재 사이에는 투명도전층 및 상부전극 중 적어도 하나로 이루어진 도전물이 형성되어 상기 도전물에 의해 하부전극과 상기 연결부재가 연결된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지, 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면 하부전극과 연결부재를 투명도전층 및/또는 상부전극으로 이루어진 도전물을 이용하여 연결하거나 또는 하부전극과 연결부재를 직접 연결함으로써, 종래와 같이 하부전극과 연결부재를 연결하기 위해서 레이저 스크라이빙법을 이용하여 제2콘택부를 형성할 필요가 없게 되는 효과가 있다.
박막형 태양전지, 회로연결부
Description
본 발명은 박막형 태양전지(Thin film type Solar Cell)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 박막형 태양전지의 하부전극을 외부회로와 연결시키기 위한 회로연결부의 구성에 대한 것이다.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다.
태양전지의 구조 및 원리에 대해서 간단히 설명하면, 태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다.
이와 같은 태양전지는 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있 다.
상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.
상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수하기는 하지만, 공정상 두께를 최소화하는데 한계가 있고 고가의 반도체 기판을 이용하기 때문에 제조비용이 상승되는 단점이 있다.
상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비하여 효율이 다소 떨어지기는 하지만, 얇은 두께로 제조가 가능하고 저가의 재료를 이용할 수 있어 제조비용이 감소되는 장점이 있어 대량생산에 적합하다.
상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 제1전극을 형성하고, 상기 제1전극 위에 반도체층을 형성하고, 상기 반도체층 위에 제2전극을 형성하여 제조된다.
한편 기판이 대면적화됨에 따라 복수 개의 단위셀로 분리된 박막형 태양전지가 고안되었다.
이하, 도면을 참조로 종래 복수 개의 단위셀로 분리된 박막형 태양전지의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1f는 종래 복수 개의 단위셀로 분리된 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 하부전극(20)을 형성한다.
상기 하부전극(20)은 상기 기판(10) 전면에 ZnO와 같은 투명한 도전물질을 형성한 후 소정의 부분을 레이저 스크라이빙(Laser Scribing)법을 이용하여 제거함으로써 형성한다.
다음, 도 1b에서 알 수 있듯이, 상기 하부전극(20)을 포함한 기판(10) 전면에 차례로 반도체층(30) 및 투명도전층(40)을 형성한다.
상기 반도체층(30)은 실리콘과 같은 반도체물질을 이용하여 형성하는데, 일반적으로 P(Positive)형 반도체층, I(Intrinsic)형 반도체층 및 N(Negative)형 반도체층으로 적층한 소위 PIN구조로 형성한다.
상기 투명도전층(40)은 ZnO와 같은 투명한 도전물질을 이용하여 형성한다.
다음, 도 1c에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(40) 및 반도체층(30)의 소정 부분을 레이저 스크라이빙법을 이용하여 제거함으로써 전극간 연결을 위한 제1콘택부(35)를 형성한다.
다음, 도 1d에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(40)을 포함한 기판(10) 전면에 상부전극층(50a)을 형성한다.
상기 상부전극층(50a)은 Al과 같은 금속을 이용하여 형성한다.
다음, 도 1e에서 알 수 있듯이, 상기 상부전극층(50a), 투명도전층(40) 및 반도체층(30)의 소정 부분을 레이저 스크라이빙법을 이용하여 제거함으로써, 단위셀로 나누기 위한 분리부(45), 박막형 태양전지를 회로연결부와 셀부로 나누기 위한 격리부(55), 및 하부전극(20)을 외부 회로와 연결시키기 위한 복수 개의 제2콘택부(57)를 형성한다.
이 공정에 의해 상기 상부전극층(50a)은, 상기 제1콘택부(35)를 통해 상기 하부전극(20)과 연결되며 상기 분리부(45)에 의해 이격되는 복수 개의 상부전극(50)으로 형성된다.
다음, 도 1f에서 알 수 있듯이, 상기 회로연결부의 제2콘택부(57)에 솔더볼 또는 납땜과 같은 도전성 접착제(61)를 충진하고, 상기 도전성 접착제(61) 상에 버스라인(63)을 형성한다.
이와 같이 종래의 박막형 태양전지는, 도 1e 공정에서 다수의 제2콘택부(57)를 형성하고 도 1f공정에서 상기 다수의 제2콘택부(57)에 도전성 접착제(61)를 충진한 후 상기 도전성 접착제(61) 상에 버스라인(63)을 형성함으로써, 하부전극(20)을 상기 버스라인(63)에 의해 외부 회로와 전기적으로 연결시키도록 구성하고 있다.
그러나, 이와 같은 방식에 의해 하부전극(20)을 외부 회로와 전기적으로 연결시키는 종래의 박막형 태양전지는 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 상기 제2콘택부(57)는 좁은 홈이기 때문에 상기 제2콘택부(57)에 도전성 접착체(61)를 충진하는 공정시 상기 도전성 접착제(61)가 상기 제2콘택부(57)의 저면까지 충실히 충진되지 않는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 하부전극(20)과 외부회로 사이에 접촉불량이 발생하는 문제가 있다.
둘째, 도 1e에서와 같이 제2콘택부(57)를 다수개 형성하여 상기 첫째 문제점을 완화시킬 수 있지만, 이 경우 제2콘택부(57) 형성을 위한 레이저 스크라이빙 공정을 여러 번 반복수행하게 되어 공정시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
그와 더불어, 레이저 스크라이빙 공정을 수행하게 되면 파티클(Particle)이 다량으로 발생하게 되어 기판이 오염될 수 있고 또한 파티클로 인해 소자의 단락이 생길 수 있기 때문에, 레이저 스크라이빙 공정은 가급적 적게 수행하는 것이 바람직한데, 상기와 같이 제2콘택부(57) 형성을 위해 여러번 반복적인 레이저 스크라이빙 공정을 수행해야 하기 때문에 기판 오염 문제 및 소자 단락 문제가 증폭된다.
셋째, 회로연결부는 태양전지의 전지로서 기능하지 못하기 때문에 회로연결부의 면적을 최소화하는 것이 바람직한데, 전술한 바와 같이 다수개의 제2콘택부(57)를 형성할 경우 제2콘택부(57) 형성을 위해 회로연결부의 면적이 증가되어야 하므로, 태양전지의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래의 박막형 태양전지의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서,
본 발명은 제2콘택부를 형성하지 않으면서도 하부전극을 외부회로와 전기적으로 연결시키도록 구성함으로써, 종래에 하부전극과 외부 회로간의 전기적 접촉불량이라는 첫째 문제점, 다수의 레이저 스크라이빙 공정으로 인한 공정시간의 장기화, 기판 오염 및 소자 단락의 둘째 문제점, 및 회로연결부의 면적이 증가되어 발생하는 태양전지의 효율저하라는 셋째 문제점을 모두 해결할 수 있는 박막형 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 반도체층을 사이에 두고 형성된 하부전극 및 상부전극을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지에 있어서, 상기 박막형 태양전지는 그 일측에 형성된 격리부를 경계로 하여 상기 격리부의 외측에 형성되는 회로연결부 및 상기 격리부의 내측에 형성되는 셀부를 포함하여 이루어지며, 상기 회로연결부는 기판 상에 형성된 하부전극 및 상기 하부전극과 전기적으로 연결되어 상기 하부전극을 외부의 회로와 연결되도록 하는 연결부재를 포함하여 이루어지고, 상기 하부전극과 상기 연결부재 사이에는 투명도전층 및 상부전극 중 적어도 하나로 이루어진 도전물이 형성되어 상기 도전물에 의해 하부전극과 상기 연결부재가 연결된 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지를 제공한다.
상기 도전물은 상기 하부전극 상에 형성된 투명도전층 및 상기 투명도전층 상에 형성된 상부전극으로 이루어질 수 있다.
상기 도전물은 상기 하부전극 상에 형성된 투명도전층으로 이루어질 수 있다.
상기 도전물은 상기 하부전극 상에 형성된 상부전극으로 이루어질 수 있다.
상기 도전물은 상기 하부전극과 상기 연결부재 사이의 일부분에 형성되어 있고, 상기 하부전극과 상기 연결부재 사이의 나머지 부분에는 반도체층이 형성될 수 있다.
본 발명은 또한 반도체층을 사이에 두고 형성된 하부전극 및 상부전극을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지에 있어서, 상기 박막형 태양전지는 그 일 측변에 형성되는 회로연결부 및 상기 회로연결부의 내측에 형성되는 셀부를 포함하여 이루어지며, 상기 회로연결부는 기판 상에 형성된 하부전극 및 상기 하부전극 상에서 상기 하부전극과 직접 연결되어 상기 하부전극을 외부의 회로와 연결되도록 하는 연결부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지를 제공한다.
상기 회로연결부에는 상기 하부전극 및 상기 연결부재 이외에 다른 구성은 형성되지 않는다.
상기 연결부재는 전도성 접착제 및 상기 전도성 접착제 상에 형성된 버스라인으로 이루어질 수 있다.
상기 연결부재는 전도성 테이프로 이루어질 수 있다.
상기 셀부는 기판 상에 소정의 간격으로 이격된 복수 개의 하부전극; 상기 하부전극 상에 차례로 형성되며, 전극간 연결을 위한 콘택부 및 단위셀로 나누기 위한 분리부를 구비한 반도체층 및 투명도전층; 및 상기 콘택부를 통해 상기 하부전극과 연결되며, 상기 분리부에 의해 이격되는 복수 개의 상부전극을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명은 또한 격리부를 경계로 하여 상기 격리부의 외측에 형성되는 회로연결부 및 상기 격리부의 내측에 형성되는 셀부를 포함하여 이루어진 박막형 태양전지의 제조방법에 있어서, 기판 전면에 소정간격으로 이격되는 복수 개의 하부전극을 형성하는 공정; 상기 복수 개의 하부전극 상에 차례로 반도체층, 투명도전층 및 상부전극을 형성하여 상기 셀부를 형성하는 공정; 상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 도전물을 형성하고 상기 도전물 상에 연결부재를 형성하여 상기 회로연결부를 형성하는 공정; 및 상기 셀부와 회로연결부를 분리하기 위한 격리부를 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법을 제공한다.
상기 셀부를 형성하는 공정은 상기 하부전극 사이 및 상기 하부전극 상에 반도체층을 형성하고, 상기 반도체층 상에 투명도전층을 형성하는 공정; 상기 반도체층 및 투명도전층의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부를 형성하는 공정; 상기 콘택부 및 상기 투명도전층 상에 상부전극층을 형성하는 공정; 상기 상부전극층, 반도체층 및 투명도전층의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부를 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 회로연결부를 형성하는 공정은 상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 차례로 투명도전층 및 상부전극을 형성하여 투명도전층과 상부전극으로 이루어진 도전물을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 회로연결부의 도전물을 구성하는 투명도전층과 상부전극은 상기 셀부의 투명도전층과 상부전극과 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
상기 회로연결부를 형성하는 공정은 상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 투명도전층을 형성하여 투명도전층으로 이루어진 도전물을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 회로연결부의 도전물을 구성하는 투명도전층은 상기 셀부의 투명도전층과 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
상기 회로연결부를 형성하는 공정은 상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 상부전극을 형성하여 상부전극으로 이루어진 도전물을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 회로연결부의 도전물을 구성하는 상부전극은 상기 셀부의 상부전극과 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
상기 회로연결부를 형성하는 공정은 상기 도전물을 형성하는 공정 이전에 상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극의 일부분 상에 반도체층을 형성하는 공정을 추가로 포함하고, 상기 회로연결부의 반도체층은 상기 셀부의 반도체층과 동일한 공정으로 형성할 수 있다.
상기 격리부를 형성하는 공정은 상기 셀부의 분리부를 형성하는 공정과 동일한 공정에서 수행할 수 있다.
본 발명은 또한 일 측변에 형성되는 회로연결부 및 상기 회로연결부의 내측에 형성되는 셀부를 포함하여 이루어진 박막형 태양전지의 제조방법에 있어서, 기 판 전면에 소정간격으로 이격되는 복수 개의 하부전극을 형성하는 공정; 상기 복수 개의 하부전극 상에 차례로 반도체층, 투명도전층 및 상부전극을 형성하여 상기 셀부를 형성하는 공정; 상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 연결부재를 형성하여 상기 회로연결부를 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법을 제공한다.
상기 셀부를 형성하는 공정은 상기 하부전극 사이 및 상기 하부전극 상에 반도체층을 형성하고, 상기 반도체층 상에 투명도전층을 형성하는 공정; 상기 반도체층 및 투명도전층의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부를 형성하는 공정; 상기 콘택부 및 상기 투명도전층 상에 상부전극층을 형성하는 공정; 상기 상부전극층, 반도체층 및 투명도전층의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부를 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 연결부재를 형성하는 공정은 전도성 접착제를 도포하는 공정 및 상기 전도성 접착제 상에 버스라인을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 연결부재를 형성하는 공정은 전도성 테이프를 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 하부전극과 연결부재를 투명도전층 및/또는 상부전극으로 이루어진 도전물을 이용하여 연결하거나 또는 하부전극과 연결부재를 직접 연결함으로써, 종래와 같이 하부전극과 연결부재를 연결하기 위해서 레이저 스크라이빙법을 이용하여 제2콘택부를 형성할 필요가 없게 되며, 그에 따라서 종래에 비 하여 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 좁은 홈인 제2콘택부에 솔더볼 또는 납땜과 같은 전도성 접착제를 충진할 필요가 없고, 넓은 평면인 투명도전층 및/또는 상부전극으로 이루어진 도전물 상에 또는 하부전극 상에 전도성 접착제를 형성하기 때문에 하부전극과 외부회로 간의 전기적 접촉불량이 발생하지 않는다.
둘째, 본 발명은 제2콘택부 형성을 위한 레이저 스크라이빙공정을 적용하지 않기 때문에 공정이 단순화되고, 그와 더불어, 레이저 스크라이빙공정의 이용을 최소화할 수 있어 기판 오염 및 소자 단락의 문제점을 줄일 수 있다.
셋째, 본 발명은 회로연결부에 제2콘택부를 형성하지 않기 때문에 회로연결부의 면적은 최소화하고 셀부의 면적은 최대화할 수 있어 태양전지의 효율을 증진시킬 수 있다.
넷째, 본 발명은 하부전극과 연결부재를 전기적으로 연결하기 위한 도전물을 별도의 공정으로 형성하지 않고 기존의 투명도전층 및/또는 상부전극을 도전물로서 이용하기 때문에, 도전물 형성을 위한 공정이 추가되는 것이 아니다.
다섯째, 본 발명은 투명도전층 및/또는 상부전극으로 이루어진 도전물 또는 하부전극과 같은 넓은 평면 상에 연결부재를 형성하기 때문에, 전도성 접착제와 버스라인의 기능을 동시에 수행할 수 있는 전도성 테이프를 연결부재로 이용할 수 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
<박막형 태양전지>
제1실시예
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 태양전지는 회로연결부와 셀부로 이루어진다.
상기 회로연결부는 전지로서 기능하지 않고 박막형 태양전지를 외부의 회로와 연결시키는 역할을 하는 것이고, 상기 셀부는 전지로서 기능하는 것이다.
상기 회로연결부와 상기 셀부는 격리부(550)를 경계로 하여 분리되며, 구체적으로는 상기 격리부(550)의 외측에 회로연결부가 형성되고, 상기 격리부(550)의 내측에 셀부가 형성된다.
우선, 상기 회로연결부에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 회로연결부는 기판(100) 상에 형성된 하부전극(200), 상기 하부전극(200)의 일부분 상에 형성된 반도체층(300), 상기 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성된 투명도전층(400), 상기 투명도전층(400) 상에 형성된 상부전극(500), 및 상기 상부전극(500) 상에 형성된 연결부재(600)로 이루어진다.
상기 연결부재(600)는 솔더볼 또는 납땜과 같은 전도성 접착제(610) 및 상기 전도성 접착제(610) 상에 형성된 버스라인(630)으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 연결부재(600)는 전도성 접착제(610)와 버스라인(630)의 기능을 동시에 할 수 있는 전도성 테이프(미도시)로 구성할 수도 있다.
이와 같이, 상기 반도체층(300)이 상기 하부전극(200)의 전체 부분 상에 형성되지 않고 일부분 상에 형성되고 상기 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 투명도전층(400)이 형성되기 때문에, 상기 투명도전층(400)과 그 상부의 상부전극(500)이 도전물이 되어, 하부전극(200)과 상기 연결부재(600)가 상기 투명도전층(400)과 상부전극(500)으로 이루어진 도전물에 의해 전기적으로 연결됨으로써, 상기 하부전극(200)을 외부의 회로와 연결되도록 한 것이다.
다음, 상기 셀부에 대해서 설명하면 다음과 같다.
상기 셀부는 기판(100) 상에 소정의 간격으로 이격된 복수 개의 하부전극(200), 상기 하부전극(200) 상에 차례로 형성되며 전극간 연결을 위한 콘택부(350)와 단위셀로 나누기 위한 분리부(450)를 구비한 반도체층(300) 및 투명도전층(400), 상기 콘택부(350)를 통해 상기 하부전극(200)과 연결되며 상기 분리부(450)에 의해 이격되는 복수 개의 상부전극(500)으로 이루어진다.
상기 콘택부(350)는 상기 반도체층(300) 및 투명도전층(400)의 소정 부분이 제거되어 형성된 후 상기 상부전극(500)으로 채워지게 되는 것이고, 상기 분리부(450)는 상기 반도체층(300), 투명도전층(400) 및 상부전극(500)의 소정 부분이 제거되어 형성된다.
다음, 상기 격리부(550)는 박막형 태양전지의 일측에 형성되어 박막형 태양 전지를 회로연결부와 셀부로 분리하는 역할을 하는 것으로서, 상기 분리부(450)와 마찬가지로 상기 반도체층(300), 투명도전층(400) 및 상부전극(500)의 소정 부분이 제거되어 형성된다.
상기 회로연결부에 형성되는 하부전극(200) 및 상기 셀부에 형성되는 하부전극(200)은 동일한 공정으로 형성되며, ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 이용하여 형성된다.
상기 하부전극(200)은 태양광이 입사되는 면을 구성하기 때문에 입사되는 태양광이 태양전지 내부로 최대한 흡수될 수 있도록 하는 것이 중요하며, 이를 위해서 상기 하부전극(200)은 텍스처(texturing) 가공공정 등을 통해 그 표면이 울퉁불퉁한 요철구조로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 회로연결부에 형성되는 반도체층(300) 및 상기 셀부에 형성되는 반도체층(300)은 동일한 공정으로 형성되며, 비정질 실리콘(a-Si:H) 또는 미세결정 실리콘(μc-Si:H)과 같은 실리콘계 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 반도체층(300)은 P형 반도체층, I형 반도체층 및 N형 반도체층이 순서대로 적층된 PIN구조로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 반도체층(300)이 PIN구조로 형성되면, I형 반도체층이 P형 반도체층과 N형 반도체층에 의해 공핍(depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 상기 전기장에 의해 드리프트(drift)되어 각각 P형 반도체층 및 N형 반도체층에서 수집되게 된다. 또한, 상기 반도체층(300)을 PIN구조로 형성할 경우 에는 P형 반도체층을 먼저 형성하고, 그 후에 I형 반도체층 및 N형 반도체층을 순서대로 형성하는 것이 바람직한데, 그 이유는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 의해 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층을 수광면에 가깝게 형성하기 위함이다.
상기 회로연결부에 형성되는 투명도전층(400) 및 상기 셀부에 형성되는 투명도전층(400)은 동일한 공정으로 형성되며, ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, Ag와 같은 투명한 도전물질을 이용하여 형성된다.
상기 투명도전층(400)은 태양전지의 효율을 증진시키는 역할을 하는 것으로서, 구체적으로 설명하면, 상기 반도체층(300)을 투과한 태양광은 상기 투명도전층(400)을 통과하면서 산란을 통해 다양한 각으로 진행하게 되고, 다양한 각으로 진행된 태양광이 상부전극층(500)에서 반사되어 상기 반도체층(300)으로 재입사되는 광의 비율이 증가되고, 그에 따라 태양전지의 효율이 증진되는 것이다.
상기 회로연결부에 형성되는 상부전극(500) 및 상기 셀부에 형성되는 상부전극(500)은 동일한 공정으로 형성되며, Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속을 이용하여 형성된다.
상기 회로연결부에 형성되는 버스라인(630)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속을 이용하여 형성된다.
이하에서 설명하는 도 3, 도 4, 및 도 5에 따른 박막형 태양전지는 격리 부(550)를 경계로 회로연결부 및 셀부로 이루어지며, 상기 회로연결부의 구성을 제외하고 전술한 도 2에 따른 박막형 태양전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제2실시예
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 3에 따른 박막형 태양전지의 회로연결부는 기판(100) 상에 형성된 하부전극(200), 상기 하부전극(200)의 일부분 상에 형성된 반도체층(300), 상기 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성된 투명도전층(400), 및 상기 투명도전층(400) 상에 형성된 연결부재(600)로 이루어진다.
즉, 도 3에 따른 박막형 태양전지는, 회로연결부의 구성에서 투명도전층(400) 상에 상부전극(500)을 형성하지 않고, 상기 투명도전층(400) 상에 직접 연결부재(600)를 형성한 점에서 전술한 도 2에 따른 박막형 태양전지와 상이하다.
이와 같이, 상기 반도체층(300)이 상기 하부전극(200)의 전체 부분 상에 형성되지 않고 일부분 상에 형성되고 상기 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 투명도전층(400)이 형성되기 때문에, 상기 투명도전층(400)이 도전물이 되어, 하부전극(200)과 상기 연결부재(600)가 상기 투명도전층(400)으로 이루어진 도전물에 의해 전기적으로 연결됨으로써, 상기 하부전극(200)을 외부의 회로와 연결되도록 한 것이다.
제3실시예
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 4에 따른 박막형 태양전지의 회로연결부는 기판(100) 상에 형성된 하부전극(200), 상기 하부전극(200)의 일부분 상에 형성된 반도체층(300), 상기 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성된 상부전극(500), 및 상기 상부전극(500) 상에 형성된 연결부재(600)로 이루어진다.
즉, 도 4에 따른 박막형 태양전지는 회로연결부의 구성에서 투명도전층(400)을 형성하지 않고 상부전극(500)을 형성한 후 상기 상부전극(500) 상에 연결부재(600)를 형성한 점에서 전술한 도 2에 따른 박막형 태양전지와 상이하다.
이와 같이, 상기 반도체층(300)이 상기 하부전극(200)의 전체 부분 상에 형성되지 않고 일부분 상에 형성되고 상기 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 상부전극(500)이 형성되기 때문에, 상기 상부전극(500)이 도전물이 되어, 하부전극(200)과 상기 연결부재(600)가 상기 상부전극(500)으로 이루어진 도전물에 의해 전기적으로 연결됨으로써, 상기 하부전극(200)을 외부의 회로와 연결되도록 한 것이다.
제4실시예
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 5에 따른 박막형 태양전지의 회로연결부는 기판(100) 상에 형성된 하부전극(200), 상기 하부전극(200)의 전면 상에 형성된 투명도전층(400), 상기 투명도전 층(400) 상에 형성된 상부전극(500), 및 상기 상부전극(500) 상에 형성된 연결부재(600)로 이루어진다.
즉, 도 5에 따른 박막형 태양전지는 회로연결부의 구성에서 반도체층(300)을 형성하지 않고 상기 하부전극(200)의 전면 상에 투명도전층(400)을 형성한 점에서 전술한 도 2에 따른 박막형 태양전지와 상이하다.
이와 같이, 상기 하부전극(200) 상에 투명도전층(400)이 형성되고 그 위에 상부전극(500)이 형성되기 때문에, 상기 투명도전층(400)과 상부전극(500)이 도전물이 되어, 하부전극(200)과 상기 연결부재(600)가 상기 투명도전층(400)과 상부전극(500)으로 이루어진 도전물에 의해 전기적으로 연결됨으로써, 상기 하부전극(200)을 외부의 회로와 연결되도록 한 것이다.
이하에서 설명하는 도 6 및 도 7에 따른 박막형 태양전지는 격리부(550)를 경계로 회로연결부 및 셀부로 이루어지며, 상기 회로연결부의 구성을 제외하고 전술한 도 5에 따른 박막형 태양전지와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제5실시예
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 6에 따른 박막형 태양전지의 회로연결부는 기판(100) 상에 형성된 하부전극(200), 상기 하부전극(200)의 전면 상에 형성된 투명도전층(400), 및 상기 투명 도전층(400) 상에 형성된 연결부재(600)로 이루어진다.
즉, 도 6에 따른 박막형 태양전지는 회로연결부의 구성에서 투명도전층(400) 상에 상부전극(500)을 형성하지 않고, 상기 투명도전층(400) 상에 직접 연결부재(600)를 형성한 점에서 전술한 도 5에 따른 박막형 태양전지와 상이하다.
이와 같이, 상기 하부전극(200) 상에 투명도전층(400)이 형성되기 때문에, 상기 투명도전층(400)이 도전물이 되어, 하부전극(200)과 상기 연결부재(600)가 상기 투명도전층(400)으로 이루어진 도전물에 의해 전기적으로 연결됨으로써, 상기 하부전극(200)을 외부의 회로와 연결되도록 한 것이다.
제6실시예
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 7에 따른 박막형 태양전지의 회로연결부는 기판(100) 상에 형성된 하부전극(200), 상기 하부전극(200)의 전면 상에 형성된 상부전극(500), 및 상기 상부전극(500) 상에 형성된 연결부재(600)로 이루어진다.
즉, 도 7에 따른 박막형 태양전지는 회로연결부의 구성에서 투명도전층(400)을 형성하지 않고 상부전극(500)을 형성한 후 상기 상부전극(500) 상에 연결부재(600)를 형성한 점에서 전술한 도 5에 따른 박막형 태양전지와 상이하다.
이와 같이, 상기 하부전극(200) 상에 상부전극(500)이 형성되기 때문에, 상기 상부전극(500)이 도전물이 되어, 하부전극(200)과 상기 연결부재(600)가 상기 상부전극(500)으로 이루어진 도전물에 의해 전기적으로 연결됨으로써, 상기 하부전 극(200)을 외부의 회로와 연결되도록 한 것이다.
제7실시예
도 8은 본 발명의 제7실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도이다.
도 8에 따른 박막형 태양전지는 그 일 측변에 형성되는 회로연결부 및 상기 회로연결부의 내측에 형성되는 셀부로 이루어지며, 상기 셀부의 구성은 전술한 도 5에 따른 박막형 태양전지와 동일하고, 상기 회로연결부의 구성은 전술한 도 5에 따른 박막형 태양전지와 상이하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 8에 따른 박막형 태양전지의 회로연결부는 기판(100) 상에 형성된 하부전극(200), 및 상기 하부전극(200) 상에 형성된 연결부재(600)로 이루어진다.
즉, 도 8에 따른 박막형 태양전지는 회로연결부의 구성에서 투명도전층(400) 및 상부전극(500)을 형성하지 않고 상기 하부전극(200) 상에 연결부재(600)를 형성함으로써 상기 하부전극(200)과 연결부재(600)를 직접 연결시킨 점에서 전술한 도 5에 따른 박막형 태양전지와 상이하다.
이와 같이, 상기 하부전극(200)과 연결부재(600)를 별도의 도전물을 이용하지 않고 직접 연결함으로써, 상기 하부전극(200)을 외부의 회로와 연결되도록 한 것이다.
<박막형 태양전지의 제조방법>
제1실시예에
따른 박막형 태양전지의 제조방법
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 9a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 전면에 소정간격으로 이격되는 복수개의 하부전극(200)을 형성한다.
상기 기판(100)은 유리 또는 투명한 플라스틱을 이용할 수 있다.
상기 하부전극(200)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 상기 기판(100) 전면에 형성한 후, 레이저 스크라이빙법을 이용하여 소정 부분을 제거하는 공정으로 형성할 수 있다.
상기 하부전극(200)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 스크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing)을 이용하여 직접 패턴 형성할 수도 있다.
상기 스크린 인쇄법은 스크린과 스퀴즈(squeeze)를 이용하여 대상물질을 작업물에 전이시켜 소정의 패턴을 형성하는 방법이고, 상기 잉크젯 인쇄법은 잉크젯을 이용하여 대상물질을 작업물에 분사하여 소정의 패턴을 형성하는 방법이고, 상기 그라비아 인쇄법은 오목판의 홈에 대상물질을 도포하고 그 대상물질을 다시 작 업물에 전이시켜 소정의 패턴을 형성하는 방법이고, 상기 미세접촉 인쇄법은 소정의 금형을 이용하여 작업물에 대상물질 패턴을 형성하는 방법이다.
상기 하부전극(200)은 텍스처(texturing) 가공공정 등을 통해 그 표면을 울퉁불퉁한 요철구조로 형성할 수 있다. 상기 텍스처 가공공정은 포토리소그라피법(photolithography)을 이용한 식각공정, 화학용액을 이용한 이방성 식각공정(anisotropic etching), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)을 이용한 홈 형성 공정 등을 통해 수행할 수 있다.
이와 같은 텍스처 가공공정을 상기 하부전극(200)에 수행할 경우 입사되는 태양광이 태양전지 외부로 반사되는 비율은 감소하게 되며, 그와 더불어 입사되는 태양광의 산란에 의해 태양전지 내부로 태양광이 흡수되는 비율은 증가하게 되어, 태양전지의 효율이 증진되는 효과가 있다.
다음, 도 9b에서 알 수 있듯이, 상기 하부전극(200) 사이 및 상기 하부전극(200) 상에 반도체층(300)을 형성하고, 상기 반도체층(300)을 포함한 기판(100) 전면에 투명도전층(400)을 형성한다.
상기 반도체층(300)은 최외곽의 하부전극(200)의 전면 상에 형성하지 않고 최외곽의 하부전극(200)의 일부분 상에 형성함으로써, 상기 투명도전층(400)이 최외곽의 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성되도록 한다.
따라서, 상기 반도체층(300)은 최외곽의 하부전극(200)의 소정부분에 해당하는 영역을 쉐도우 마스크(Shadow Mask) 등을 이용하여 마스킹 한 상태에서, 실리콘계 등의 반도체물질을 플라즈마 CVD법 등을 이용하여 P형 반도체층, I형 반도체층 및 N형 반도체층을 순서대로 적층함으로써 PIN구조로 형성할 수 있다.
상기 투명도전층(400)은 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, Ag와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
다음, 도 9c에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부(350)를 형성한다.
상기 콘택부(350)는 레이저 스크라이빙법을 이용하여 형성할 수 있다.
다음, 도 9d에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400)을 포함한 기판(100) 전면에 상부전극층(500a)을 형성한다.
상기 상부전극층(500a)은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속을 스퍼터링(Sputtering)법을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 상부전극층(500a)은 상기 콘택부(350)에도 형성하여, 상기 콘택부(350)를 통해 상기 상부전극층(500a)과 상기 하부전극(200)이 연결된다.
다음, 도 9e에서 알 수 있듯이, 상기 상부전극층(500a), 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부(450), 및 박막형 태양전지를 회로연결부와 셀부로 나누기 위한 격리부(550)를 형성한다.
이 공정에 의해 상기 상부전극층(500a)은 상기 콘택부(350)를 통해 상기 하부전극(200)과 연결되며, 상기 분리부(450)에 의해 이격되는 복수 개의 상부전극(500)으로 형성된다.
상기 분리부(450) 및 격리부(550)는 레이저 스크라이빙법을 이용하여 형성할 수 있다.
그리고, 상기 회로연결부에서, 상기 상부전극(500) 상에 연결부재(600)를 형성한다.
상기 연결부재(600) 형성공정은 상기 회로연결부의 상부전극(500) 상에 솔더볼 또는 납땜과 같은 전도성 접착제(610)을 형성하고, 상기 전도성 접착제(610) 상에 버스라인(630)을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 상기 버스라인(630) 형성공정은 Ag, Al, Ag+Al, Ag+Mg, Ag+Mn, Ag+Sb, Ag+Zn, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu, Ag+Al+Zn 등과 같은 금속을 스크린인쇄법(screen printing), 잉크젯인쇄법(inkjet printing), 그라비아인쇄법(gravure printing) 또는 미세접촉인쇄법(microcontact printing)을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 연결부재(600) 형성공정은 상기 회로연결부의 상부전극(500) 상에 전도성 테이프를 형성하는 공정으로 이루어질 수도 있다.
이하에서 설명하는 도 10a 내지 도 10e, 도 11a 내지 도 11e, 도 12a 내지 도 12e에 따른 박막형 태양전지의 제조방법은 회로연결부의 형성공정을 제외하고 전술한 도 9a 내지 도 9e에 따른 제조공정과 동일하므로, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제2실시예에
따른 박막형 태양전지의 제조방법
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 10a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 전면에 소정간격으로 이격되는 복수개의 하부전극(200)을 형성한다.
다음, 도 10b에서 알 수 있듯이, 상기 하부전극(200) 사이 및 상기 하부전극(200) 상에 반도체층(300)을 형성하고, 상기 반도체층(300)을 포함한 기판(100) 전면에 투명도전층(400)을 형성한다.
상기 반도체층(300)은 최외곽의 하부전극(200)의 전면 상에 형성하지 않고 최외곽의 하부전극(200)의 일부분 상에 형성함으로써, 상기 투명도전층(400)이 최외곽의 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성되도록 한다.
다음, 도 10c에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부(350)를 형성한다.
다음, 도 10d에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 상에 상부전극층(500a)을 형성한다.
상기 상부전극층(500a)은 최외곽의 투명도전층(400) 상에는 형성하지 않아, 추후 공정에서 회로연결부의 연결부재(600)가 상기 투명도전층(400) 상에 형성될 수 있도록 한다.
다음, 도 10e에서 알 수 있듯이, 상기 상부전극층(500a), 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부(450)를 형성하고, 상기 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 박막형 태양전지를 회로연결부와 셀부로 나누기 위한 격리부(550)를 형성한다.
이 공정에 의해 상기 상부전극층(500a)은 복수 개의 상부전극(500)으로 형성 된다.
그리고, 상기 회로연결부에서, 상기 투명도전층(400) 상에 연결부재(600)를 형성한다.
제3실시예에
따른 박막형 태양전지의 제조방법
도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 제3실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 11a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 전면에 소정간격으로 이격되는 복수개의 하부전극(200)을 형성한다.
다음, 도 11b에서 알 수 있듯이, 상기 하부전극(200) 사이 및 상기 하부전극(200) 상에 반도체층(300)을 형성하고, 상기 반도체층(300) 상에 투명도전층(400)을 형성한다.
상기 반도체층(300)은 최외곽의 하부전극(200)의 전면 상에 형성하지 않고 최외곽의 하부전극(200)의 일부분 상에 형성하고, 상기 투명도전층(400) 또한 기판(100)의 최외곽에는 형성하지 않음으로써, 후술하는 상부전극층(500a)이 상기 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성되도록 한다.
다음, 도 11c에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부(350)를 형성한다.
다음, 도 11d에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400)을 포함한 기판(100) 전면에 상부전극층(500a)을 형성한다.
상기 상부전극층(500a)은 상기 반도체층(300) 및 투명도전층(400)이 형성되 지 않은 최외곽의 하부전극(200)의 나머지 부분에도 형성한다.
다음, 도 11e에서 알 수 있듯이, 상기 상부전극층(500a), 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부(450)를 형성하고, 상기 상부전극층(500a) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 박막형 태양전지를 회로연결부와 셀부로 나누기 위한 격리부(550)를 형성한다.
이 공정에 의해 상기 상부전극층(500a)은 복수 개의 상부전극(500)으로 형성된다.
그리고, 상기 회로연결부에서, 상기 상부전극(500) 상에 연결부재(600)를 형성한다.
제4실시예에
따른 박막형 태양전지의 제조방법
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 제4실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 12a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 전면에 소정간격으로 이격되는 복수개의 하부전극(200)을 형성한다.
다음, 도 12b에서 알 수 있듯이, 상기 하부전극(200) 사이 및 상기 하부전극(200) 상에 반도체층(300)을 형성하고, 상기 반도체층(300)을 포함한 기판(100) 전면에 투명도전층(400)을 형성한다.
상기 반도체층(300)은 최외곽의 하부전극(200)의 전면 상에 형성하지 않고 최외곽의 하부전극(200)의 일부분 상에 형성함으로써, 상기 투명도전층(400)이 최외곽의 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성되도록 한다.
상기 반도체층(300)은 후술하는 회로연결부에는 형성되지 않도록 전술한 9b에서보다 최외곽의 하부전극(200)의 더 작은 일부분 상에 형성된다.
다음, 도 12c에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부(350)를 형성한다.
다음, 도 12d에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400)을 포함한 기판(100) 전면에 상부전극층(500a)을 형성한다.
다음, 도 12e에서 알 수 있듯이, 상기 상부전극층(500a), 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부(450)를 형성하고, 상기 상부전극층(500a) 및 투명도전층(400)의 소정부분을 제거하여 박막형 태양전지를 회로연결부와 셀부로 나누기 위한 격리부(550)를 형성한다.
이 공정에 의해 상기 상부전극층(500a)은 복수 개의 상부전극(500)으로 형성된다.
그리고, 상기 회로연결부에서, 상기 상부전극(500) 상에 연결부재(600)를 형성한다.
이하에서 설명하는 도 13a 내지 도 13e, 도 14a 내지 도 14e, 및 도 15a 내지 도 15e에 따른 박막형 태양전지의 제조방법은 회로연결부의 형성공정을 제외하고 전술한 도 12a 내지 도 12e에 따른 제조공정과 동일하므로, 동일한 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제5실시예에
따른 박막형 태양전지의 제조방법
도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 제5실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조 공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 13a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 전면에 소정간격으로 이격되는 복수개의 하부전극(200)을 형성한다.
다음, 도 13b에서 알 수 있듯이, 상기 하부전극(200) 사이 및 상기 하부전극(200) 상에 반도체층(300)을 형성하고, 상기 반도체층(300)을 포함한 기판(100) 전면에 투명도전층(400)을 형성한다.
상기 반도체층(300)은 최외곽의 하부전극(200)의 전면 상에 형성하지 않고 최외곽의 하부전극(200)의 일부분 상에 형성함으로써, 상기 투명도전층(400)이 최외곽의 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성되도록 한다.
다음, 도 13c에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부(350)를 형성한다.
다음, 도 13d에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 상에 상부전극층(500a)을 형성한다.
상기 상부전극층(500a)은 최외곽의 투명도전층(400) 상에는 형성하지 않아, 추후 공정에서 회로연결부의 연결부재(600)가 상기 투명도전층(400) 상에 형성될 수 있도록 한다.
다음, 도 13e에서 알 수 있듯이, 상기 상부전극층(500a), 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부(450)를 형성하고, 상기 투명도전층(400)의 소정부분을 제거하여 박막형 태양전지를 회로연결부와 셀부로 나누기 위한 격리부(550)를 형성한다.
이 공정에 의해 상기 상부전극층(500a)은 복수 개의 상부전극(500)으로 형성된다.
그리고, 상기 회로연결부에서, 상기 투명도전층(400) 상에 연결부재(600)를 형성한다.
제6실시예에
따른 박막형 태양전지의 제조방법
도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 제6실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 14a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 전면에 소정간격으로 이격되는 복수개의 하부전극(200)을 형성한다.
다음, 도 14b에서 알 수 있듯이, 상기 하부전극(200) 사이 및 상기 하부전극(200) 상에 반도체층(300)을 형성하고, 상기 반도체층(300) 상에 투명도전층(400)을 형성한다.
상기 반도체층(300)은 최외곽의 하부전극(200)의 전면 상에 형성하지 않고 최외곽의 하부전극(200)의 일부분 상에 형성하고, 상기 투명도전층(400) 또한 기판(100)의 최외곽에는 형성하지 않음으로써, 후술하는 상부전극층(500a)이 상기 하부전극(200)의 나머지 부분 상에 형성되도록 한다.
다음, 도 14c에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부(350)를 형성한다.
다음, 도 14d에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400)을 포함한 기판(100) 전면에 상부전극층(500a)을 형성한다.
상기 상부전극층(500a)은 상기 반도체층(300) 및 투명도전층(400)이 형성되지 않은 최외곽의 하부전극(200)의 나머지 부분에도 형성한다.
다음, 도 14e에서 알 수 있듯이, 상기 상부전극층(500a), 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부(450)를 형성하고, 상기 상부전극층(500a)의 소정부분을 제거하여 박막형 태양전지를 회로연결부와 셀부로 나누기 위한 격리부(550)를 형성한다.
이 공정에 의해 상기 상부전극층(500a)은 복수 개의 상부전극(500)으로 형성된다.
그리고, 상기 회로연결부에서, 상기 상부전극(500) 상에 연결부재(600)를 형성한다.
제7실시예에
따른 박막형 태양전지의 제조방법
도 15a 내지 도 15e는 본 발명의 제7실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도이다.
우선, 도 15a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 전면에 소정간격으로 이격되는 복수개의 하부전극(200)을 형성한다.
다음, 도 15b에서 알 수 있듯이, 상기 하부전극(200) 사이 및 상기 하부전극(200) 상에 반도체층(300)을 형성하고, 상기 반도체층(300) 상에 투명도전층(400)을 형성한다.
상기 반도체층(300)은 최외곽의 하부전극(200)의 전면 상에 형성하지 않고 최외곽의 하부전극(200)의 일부분 상에 형성하고, 상기 투명도전층(400) 또한 기 판(100)의 최외곽에는 형성하지 않는다.
다음, 도 15c에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정 부분을 제거하여 전극간 연결을 위한 콘택부(350)를 형성한다.
다음, 도 15d에서 알 수 있듯이, 상기 투명도전층(400) 상에 상부전극층(500a)을 형성한다.
상기 상부전극층(500a)은 상기 반도체층(300) 및 투명도전층(400)과 마찬가지로 기판(100)의 최외곽에는 형성하지 않는다.
다음, 도 15e에서 알 수 있듯이, 상기 상부전극층(500a), 투명도전층(400) 및 반도체층(300)의 소정부분을 제거하여 단위셀로 나누기 위한 분리부(450)를 형성하여, 상기 상부전극층(500a)을 복수 개의 상부전극(500)으로 형성한다.
그리고, 상기 회로연결부에서, 상기 하부전극(200) 상에 연결부재(600)를 형성한다.
도 1a 내지 도 1f는 종래 복수 개의 단위셀로 분리된 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도.
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도.
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도.
도 8은 본 발명의 제7실시예에 따른 박막형 태양전지의 개략적인 단면도.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 제1실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도.
도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 제3실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 제4실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도.
도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 제5실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도.
도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 제6실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도.
도 15a 내지 도 15e는 본 발명의 제7실시예에 따른 박막형 태양전지의 제조공정을 도시한 단면도.
<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>
100: 기판 200: 하부전극
300: 반도체층 350: 콘택부
400: 투명도전층 450: 분리부
500a: 상부전극층 500: 상부전극
550: 격리부 600: 연결부재
610: 전도성 접착제 630: 버스라인
Claims (20)
- 반도체층을 사이에 두고 형성된 하부전극 및 상부전극을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지에 있어서,상기 박막형 태양전지는 그 일측에 형성된 격리부를 경계로 하여 상기 격리부의 외측에 형성되는 회로연결부 및 상기 격리부의 내측에 형성되는 셀부를 포함하여 이루어지며,상기 회로연결부는 기판 상에 형성된 하부전극 및 상기 하부전극과 전기적으로 연결되어 상기 하부전극을 외부의 회로와 연결되도록 하는 연결부재를 포함하여 이루어지고, 상기 하부전극과 상기 연결부재 사이에는 투명도전층 및 상부전극 중 적어도 하나로 이루어진 도전물이 형성되어 상기 도전물에 의해 하부전극과 상기 연결부재가 연결되고,상기 하부 전극과 상기 연결부재 사이에는 레이저스크라이빙에 의한 콘택부가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 제1항에 있어서,상기 도전물은 상기 하부전극 상에 형성된 투명도전층 및 상기 투명도전층 상에 형성된 상부전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 제1항에 있어서,상기 도전물은 상기 하부전극 상에 형성된 투명도전층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 제1항에 있어서,상기 도전물은 상기 하부전극 상에 형성된 상부전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 도전물은 상기 하부전극과 상기 연결부재 사이의 일부분에 형성되어 있고, 상기 하부전극과 상기 연결부재 사이의 나머지 부분에는 반도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 반도체층을 사이에 두고 형성된 하부전극 및 상부전극을 포함하여 이루어진 박막형 태양전지에 있어서,상기 박막형 태양전지는 그 일 측변에 형성되는 회로연결부 및 상기 회로연결부의 내측에 형성되는 셀부를 포함하여 이루어지며,상기 회로연결부는 기판 상에 형성된 하부전극 및 상기 하부전극 상에서 상기 하부전극과 직접 연결되어 상기 하부전극을 외부의 회로와 연결되도록 하는 연결부재를 포함하여 이루어지고,상기 하부 전극과 상기 연결부재 사이에는 레이저스크라이빙에 의한 콘택부가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 제6항에 있어서,상기 회로연결부에는 상기 하부전극 및 상기 연결부재 이외에 다른 구성은 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 제1항 또는 제6항에 있어서,상기 연결부재는 전도성 접착제 및 상기 전도성 접착제 상에 형성된 버스라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 제1항 또는 제6항에 있어서,상기 연결부재는 전도성 테이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지.
- 격리부를 경계로 하여 상기 격리부의 외측에 형성되는 회로연결부 및 상기 격리부의 내측에 형성되는 셀부를 포함하여 이루어진 박막형 태양전지의 제조방법에 있어서,기판 전면에 소정간격으로 이격되는 복수 개의 하부전극을 형성하는 공정;상기 복수 개의 하부전극 상에 차례로 반도체층, 투명도전층 및 상부전극을 형성하여 상기 셀부를 형성하는 공정;상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 도전물을 형성하고 상기 도전물 상에 연결부재를 형성하여 상기 회로연결부를 형성하는 공정; 및상기 셀부와 회로연결부를 분리하기 위한 격리부를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,상기 최외곽의 하부 전극과 상기 연결부재 사이에는 레이저스크라이빙에 의한 콘택부가 형성되지 않은 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
- 삭제
- 제10항에 있어서,상기 회로연결부를 형성하는 공정은상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 차례로 투명도전층 및 상부전극을 형성하여 투명도전층과 상부전극으로 이루어진 도전물을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,상기 회로연결부의 도전물을 구성하는 투명도전층과 상부전극은 상기 셀부의 투명도전층과 상부전극과 동일한 공정으로 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
- 제10항에 있어서,상기 회로연결부를 형성하는 공정은상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 투명도전층을 형성하여 투명도전층으로 이루어진 도전물을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,상기 회로연결부의 도전물을 구성하는 투명도전층은 상기 셀부의 투명도전층과 동일한 공정으로 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
- 제13항에 있어서,상기 회로연결부를 형성하는 공정은상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극 상에 상부전극을 형성하여 상부전극으로 이루어진 도전물을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,상기 회로연결부의 도전물을 구성하는 상부전극은 상기 셀부의 상부전극과 동일한 공정으로 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,상기 회로연결부를 형성하는 공정은 상기 도전물을 형성하는 공정 이전에 상기 복수 개의 하부전극 중 최외곽의 하부전극의 일부분 상에 반도체층을 형성하는 공정을 추가로 포함하고,상기 회로연결부의 반도체층은 상기 셀부의 반도체층과 동일한 공정으로 형 성하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
- 제10항에 있어서,상기 격리부를 형성하는 공정은 상기 셀부의 분리부를 형성하는 공정과 동일한 공정에서 수행하는 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,상기 연결부재를 형성하는 공정은 전도성 접착제를 도포하는 공정 및 상기 전도성 접착제 상에 버스라인을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
- 제10항에 있어서,상기 연결부재를 형성하는 공정은 전도성 테이프를 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막형 태양전지의 제조방법.
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2007
- 2007-10-08 KR KR1020070100761A patent/KR101405018B1/ko active IP Right Grant
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