KR101417213B1 - 태양전지 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층; 및 상기 광 흡수층을 관통하며, 상기 후면 전극층과 상기 전면 전극층을 전기적으로 연결하는 접속 배선을 포함하며, 상기 접속 배선은 금속 입자를 포함한다.
Description
실시예는 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.
CIGS 박막 태양전지는 Bulk 태양전지와는 다르게 패터닝 공정(TH1 내지 TH3)을 이용하여 직렬로 연결된 다수개의 태양전지 단위 셀들로 구성된다. 이 때, 가장 중요한 패터닝 공정은 TH2 공정이다. 상기 TH2 패턴은 접속 배선을 통하여 전면 전극과 후면 전극이 접촉하는 부분으로써, TH2 부분의 접촉여부에 따라 직렬 저항(Rs)은 큰 영향을 받는다. 접속 배선과 후면 전극의 접촉 저항이 커지면, 직렬 저항(Rs)이 증가하고, 결국 태양전지의 변환 효율이 낮아지는 문제가 있다.
실시예는 컨택 저항이 감소됨으로써, 광-전 변환 효율이 향상된 태양전지 모듈 및 이의 제공방법을 제공하고자 한다.
제 1 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 배치되는 전면 전극층; 및 상기 광 흡수층을 관통하며, 상기 후면 전극층과 상기 전면 전극층을 전기적으로 연결하는 접속 배선을 포함하며, 상기 접속 배선은 금속 입자를 포함한다.
제 2 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층; 상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층을 관통하며, 상기 후면 전극층과 상기 전면 전극층을 전기적으로 연결하는 접속 배선; 및 상기 접속 배선을 둘러싸는 금속층을 포함한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법은 지지기판 상에 후면 전극층을 형성하는 단계; 상기 후면 전극층 상에 광 흡수층을 형성하는 단계; 상기 광 흡수층을 관통하는 제 2 관통홈을 형성하는 단계; 상기 제 2 관통홈에 금속 입자를 형성하는 단계; 및 상기 광 흡수층 상에 접속 배선 및 전면 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 금속 입자를 포함하는 접속 배선을 제공한다. 이에 따라, 접속 배선과 후면 전극층의 컨택 저항 및 태양전지 셀들간의 직렬 저항(Rs)은 감소될 수 있으며, 태양전지의 광-전 변환효율은 향상될 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 도시한 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 태양전지의 단면을 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지는 지지기판(100), 후면 전극층(200), 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500), 전면 전극층(600), 접속 배선(700) 및 금속 입자(800)을 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가지며, 상기 후면 전극층(200), 상기 광 흡수층(300), 상기 버퍼층(400), 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 전면 전극층(600), 상기 접속 배선(700) 및 상기 금속 입자(800)을 지지한다. 상기 지지기판(100)은 투명할 수 있고, 리지드하거나 플렉서블할 수 있다.
상기 지지기판(100)은 절연체일 수 있다. 예를 들어, 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. 이와는 다르게, 상기 지지기판(100)의 재질로 알루미나와 같은 세라믹 기판, 스테인레스 스틸, 유연성이 있는 고분자 등이 사용될 수 있다.
상기 후면 전극층(200)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 후면 전극층(200)은 도전층이다. 상기 후면 전극층(200)은 몰리브덴(Mo), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 가운데, 특히 몰리브덴(Mo)은 다른 원소에 비해 상기 지지기판(100)과 열팽창 계수의 차이가 적기 때문에, 접착성이 우수하여 박리현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 후면 전극층(200)은 제 1 관통홈(TH1)을 포함한다. 상기 제 1 관통홈(TH1)에 의하여, 상기 후면 전극층(200)은 다수개의 후면 전극들(210, 220..)로 구분될 수 있다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면 전극층(200) 상에 배치된다. 상기 광 흡수층(300)은 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ 화합물을 포함한다. 예를 들어, 상기 광 흡수층(300)은 구리-인듐-갈륨-셀레나이드계(Cu(In, Ga)(Se, S)2; CIGSS계) 결정 구조, 구리-인듐-셀레나이드계 또는 구리-갈륨-셀레나이드계 결정 구조를 가질 수 있다.
상기 광 흡수층(300)은 상기 후면 전극층(200)의 일부를 노출시키는 제 2 관통홈들(TH2)을 포함하며, 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해서 다수 개의 광 흡수부들(310, 320..)은 정의될 수 있다. 즉, 상기 광 흡수층(300)은 상기 제 2 관통홈들(TH2)에 의해서, 다수개의 광 흡수부들(310, 320..)로 구분된다.
상기 제 2 관통홈들(TH2)은 상기 제 1 관통홈들(TH1)에 인접하여 형성된다. 즉, 상기 제 2 관통홈들(TH2)의 일부는 평면에서 보았을 때, 상기 제 1 관통홈들(TH1)의 옆에 형성된다. 상기 제 2 관통홈들(TH2)의 폭은 약 40 ㎛ 내지 약 150 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 제 2 관통홈(TH2)에는 접속 배선(700)이 갭필되어 배치될 수 있다. 이와 관련하여서는, 하기에서 언급할 접속 배선(700)과 함께 상세히 서술하도록 한다.
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 버퍼층(400)의 두께는 약 50 ㎚ 내지 약 150 ㎚ 일 수 있으며, 상기 버퍼층(400)의 에너지 밴드갭은 약 2.2 eV 내지 2.4 eV 일 수 있다.
상기 고저항 버퍼층(500)은 상기 버퍼층(400) 상에 배치된다. 상기 고저항 버퍼층(500)은 불순물이 도핑 되지 않은 징크 옥사이드(i-ZnO)를 포함한다. 상기 고저항 버퍼층(500)의 에너지 밴드갭은 약 3.1 eV 내지 약 3.3 eV 일 수 있다. 또한, 상기 고저항 버퍼층(500)은 생략될 수 있다.
상기 전면 전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(600)은 상기 광 흡수층(300) 상의 고저항 버퍼층(500)과 직접 접촉하여 배치될 수 있다.
상기 전면 전극층(600)은 투광성 전도성 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 전면 전극층(600)은 n 형 반도체의 특성을 가질 수 있다. 이 때, 상기 전면 전극층(600)은 상기 버퍼층(400)과 함께 n 형 반도체층을 형성하여 p 형 반도체층인 상기 광 흡수층(300)과 pn 접합을 형성할 수 있다. 상기 전면 전극층(600)은, 예를 들어, 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)로 형성될 수 있다. 상기 전면 전극층(600)의 두께는 약 100 nm 내지 약 500 nm 일 수 있다.
상기 전면 전극층(600)은 제 3 관통홈들(TH3)을 포함하며, 상기 제 3 관통홈(TH3)에 의해서 다수 개의 전면 전극들(610, 620..)로 구분된다. 또한, 상기 제 3 관통홈(TH3)에 의하여 다수개의 태양전지 셀들(C1, C2..)이 정의될 수 있다.
상기 접속 배선(700)은 상기 전면 전극층(600)과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 언급한 투명한 도전물질을 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 적층 시킬 때, 상기 투명한 도전물질이 상기 제 2 관통홈(TH2) 내부에 갭필 되어, 접속배선(700)을 형성할 수 있다.
상기 접속 배선(700)은 상기 제 2 관통홈들(TH2) 내측에 배치된다. 즉, 상기 접속 배선(700)은 상기 광 흡수층(300)을 관통하게 배치된다. 또한, 상기 접속 배선(700)는 상기 전면 전극층(500)으로부터 하방으로 연장되며, 상기 후면 전극층(200)에 접속된다.
상기 접속배선(700)은 상기 후면 전극층(200)과 상기 전면 전극층(600)을 전기적으로 연결시킨다. 예를 들어, 상기 접속 배선(700)은 제 1 태양전지 셀(C1)의 전면 전극(610)으로부터 연장되어, 상기 제 1 태양전지 셀(C1)과 인접한 제 2 태양전지 셀(C2)의 후면 전극(220)에 접속되며, 이에 따라 상기 제 21 태양전지 셀(C1)과 상기 제 2 태양전지 셀(C2)은 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 접속 배선(700)은 금속 입자(800)를 포함한다. 상기 금속 입자(800)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 금속 입자(800)은 도트(dot), 와이어, 로드, 튜브, 또는 요철 형태일 수 있다. 더 자세하게, 상기 금속 입자(800)은 도트 형태일 수 있다.
상기 금속 입자(800)는 Ag, Au, Al, Pt, Ni, Ti, Cu 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 물질로 제조될 수 있다. 더 자세하게, 상기 금속 입자(800)는 Au 또는 Pt 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 금속 입자의 평균 직경은 약 10 nm 내지 약 100 nm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 금속 입자들은 수십 나노 미터 내지 수백 나노 미터의 크기로 형성되는 바, 상기 접속 배선(700)을 통과하는 전자들과의 접촉면적을 넓힐 수 있다.
상기 금속 입자(800)는 다수개일 수 있으며, 이 때 다수개의 금속 입자들은 상기 접속 배선(700) 내에서 서로 다른 분포를 가질 수 있다.
일 구현예로, 상기 금속 입자들(800)의 분포는 상기 후면 전극층(200)으로부터 멀어질수록 감소할 수 있다. 도 1을 참조하면, 상기 금속 입자들(800)은 상기 접속 배선(700)과 상기 후면 전극층(200)의 계면에만 형성되어 있으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 금속 입자들(800)은 상기 접속 배선(700)의 내부 또는 상기 접속 배선(700)과 상기 광 흡수층(300)의 계면에도 형성될 수 있다.
다른 구현예로, 상기 금속 입자들(800)는 상기 접속 배선(700)과 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해 노출되는 후면 전극층(200)의 계면에 가장 많이 분포될 수 있다. 더 자세하게, 상기 금속 입자(800)는 상기 접속 배선(700)과 상기 제 2 후면 전극(220)의 계면에 가장 많이 분포될 수 있다. 이에 따라, 상기 접속 배선(700)과 상기 제 2 후면 전극(220)의 컨택 저항 및 태양전지 셀들간의 직렬 저항(Rs)은 감소될 수 있으며, 태양전지의 광-전 변환효율은 향상될 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 상기 다수개의 금속 입자들(800)은 단일층으로 형성되어 있으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 본원은 상기 다수개의 금속 입자들(800)이 다수개의 층으로 형성된 형태도 포함한다.
도 2는 제 2 실시예에 따른 태양전지 모듈의 단면을 도시한 단면도들이다. 도 2를 참조하면, 접속 배선(700) 상에는 금속층(810)이 형성된다. 상기 금속층(810)의 두께는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것으 아니다.
상기 금속층(810)은 상기 접속 배선(700)을 둘러싸며 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 금속층(810)은 상기 접속 배선(700)과 상기 전면 전극층(600)이 연결되는 영역을 제외한 상기 접속 배선(700)의 모든 영역에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속층(810)은 상기 접속 배선(700)과 상기 후면 전극층(200)의 사이 및 상기 접속 배선(700)의 측면과 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의해 노출되는 광 흡수층(300)의 측면 사이에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 금속층(810)은 상기 접속 배선(700)과 상기 후면 전극층(200)의 컨택 저항을 향상시킬 뿐만 아니라, 상기 접속 배선(700)과 상기 광 흡수층(300)의 계면을 따라 이동하는 전자의 이동을 보다 용이하게 할 수 있다.
도 3 내지 도 7은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 제조방법을 도시하는 단면도들이다. 본 제조방법에 관한 설명은 앞서 설명한 태양전지 모듈에 대한 설명을 참고한다.
도 3를 참조하면, 지지기판(100) 상에 후면 전극층(200)이 형성된다. 상기 후면 전극층(200)은 PVD(Physical Vapor Deposition) 또는 도금의 방법으로 형성될 수 있다.
상기 후면 전극층(200)을 형성하는 단계는 상기 지지기판 상에 후면 전극 물질을 도포하는 단계; 및 상기 후면 전극을 제 1 관통홈(TH1)으로 패터닝 하는 단계를 포함한다. 상기 후면 전극층(200)은 상기 제 1 관통홈(TH1)을 포함한다. 즉, 상기 후면 전극층(200)은 상기 제 1 관통홈(TH1)에 패터닝 될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 관통홈(TH1)의 폭은 약 80 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 상기 후면 전극층(200) 상에 광 흡수층(300), 버퍼층(400), 고저항 버퍼층(500)을 형성한다.
상기 광 흡수층(300)은 예를 들어, 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 셀레니제이션(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.
이후, 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. 또한, 상기 버퍼층(400) 상에 징크 옥사이드가 스퍼터링 공정 등에 의해서 증착 되고, 상기 고저항 버퍼층(500)이 형성된다.
도 4를 참조하면, 상기 광 흡수층(400), 상기 버퍼층(500) 및 상기 고저항 버퍼층(600)에는 제 2 관통홈(TH2)이 형성된다. 즉, 상기 제 2 관통홈(TH2)은 상기 광 흡수층(400), 상기 버퍼층(500) 및 상기 고저항 버퍼층(600)을 관통한다. 상기 제 2 관통홈(TH2)은 기계적인(mechnical) 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 제 2 관통홈(TH2)의 폭은 약 80 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제 2 관통홈(TH2)에 의하여, 상기 후면 전극층(200)의 일부가 노출된다.
도 5를 참조하면, 금속 입자(800)를 상기 제 2 관통홈(TH2)에 선택적으로 형성한다. 상기 금속 입자(800)는 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법으로 제조될 수 있다. 더 자세하게, 상기 금속 입자(800)는 전해, 무전해도금 또는 전자빔증착, 스퍼터링과 같은 물리기상증착(PVD), 화학기상증착(CVD), 금속염 상태의 희석액을습식코팅(딥, 스핀, 스프레이 코팅)한 후 소성하는 등의 방법으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 소성 온도 또는 소성 시간에 따라 상기 금속 입자(800)의 크기 및 형상 등이 결정될 수 있다.
상기 금속 입자(800)를 제조하는 일 구현예로, 상기 제 2 관통홈(TH2)과 대응하는 개구부를 포함하는 포토레지스트층을 상기 광 흡수층(300) 상에 정렬시키고, 스퍼터링 또는 화학기상증착법(CVD)에 의해 상기 제 2 관통홈에만 선택적으로 금속 물질을 증착한 후, 상기 금속 물질을 소성함으로써 금속 입자(800)를 제조할 수 있다.
이어서, 도 6에서와 같이, 상기 고저항 버퍼층(500), 상기 제 2 관통홈(TH2) 상에 투명한 도전물질을 적층하여 전면 전극층(600)을 형성한다. 예를 들어, 상기 전면 전극층(600)은 RF 스퍼터링 방법으로 ZnO 타겟을 사용하여 증착 하는 방법과 Zn 타겟을 이용한 반응성 스퍼터링, 그리고 유기금속화학증착법 등으로 형성될 수 있다.
상기 접속 배선(700)은 상기 전면 전극층(600)이 형성하는 과정에서 함께 형성된다. 즉, 투명한 도전물질을 상기 고저항 버퍼층(500) 상에 적층 시키는 과정에서, 상기 투명한 도전물질은 상기 제 2 관통홈(TH2)의 내부에도 갭필되어 상기 접속배선(700)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 접속배선(700)은 상기 후면 전극층(200)과 상기 전면 전극층(600)을 의해 전기적으로 연결시킨다.
이어서, 도 7을 참조하면, 상기 전면전극층(600)은 제 3 관통홈들(TH3)에 의해 관통된다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)은 기계적인(mechnical) 방법으로 형성할 수 있으며, 상기 후면전극층(200)의 일부가 노출된다. 예를 들어, 상기 제 3 관통홈들(TH3)의 폭은 약 80 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제 3 관통홈들(TH3)에 의하여, 상기 전면 전극층(600)은 다수개의 전면 전극들(610, 620..)로 구분될 수 있고, 복수개의 태양전지 셀들(C1, C2, C3..)은 정의될 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 (14)
- 지지기판 상에 배치되는 후면 전극층;
상기 후면 전극층 상에 배치되는 광 흡수층;
상기 광 흡수층 상에 배치되는 버퍼층;
상기 버퍼층 상에 배치되는 고저항 버퍼층;
상기 고저항 버퍼층 상에 배치되는 전면 전극층;
상기 광 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 고저항 버퍼층을 관통하며, 상기 후면 전극층의 일부를 노출시키는 제 2 관통홈; 및
상기 제 2 관통홈 내에 갭필되고, 상기 후면 전극층과 상기 전면 전극층을 전기적으로 연결하는 접속 배선을 포함하며,
상기 접속 배선 상에는 금속층이 형성되고,
상기 금속층은,
상기 접속 배선과 상기 후면 전극층의 사이 및 상기 접속 배선의 측면과 상기 제 2 관통홈에 의해 노출되는 상기 광 흡수층의 측면 사이에 형성되고,
상기 금속층은 상기 제 2 관통홈 내에서 상기 후면 전극층의 상면 및 상기 광 흡수층의 측면과 직접 접촉하고,
상기 접속 배선은 상기 제 2 관통홈 내에서 상기 금속층과 직접 접촉하는 태양전지 모듈.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 태양전지 모듈은,
상기 지지기판 상에 배치되는 제 1 후면 전극, 상기 제 1 후면 전극 상에 배치되는 제 1 광 흡수부 및 상기 제 1 광 흡수부 상에 배치되는 제 1 전면 전극을 포함하는 제 1 태양전지 셀을 포함하고,
상기 지지기판 상에 배치되는 제 2 후면 전극, 상기 제 2 후면 전극 상에 배치되는 제 2 광 흡수부 및 상기 제 2 광 흡수부 상에 배치되는 제 2 전면 전극을 포함하는 제 2 태양전지 셀을 포함하며,
상기 접속 배선은 상기 제 1 광 흡수부를 관통하고, 상기 제 1 전면 전극과 상기 제 2 후면 전극을 전기적으로 연결하는 태양전지 모듈.
- 삭제
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- 제 1 항에 있어서,
상기 금속층의 두께는 1㎛ 내지 10㎛ 인 태양전지 모듈.
- 삭제
- 삭제
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| KR20090107803A (ko) * | 2008-04-10 | 2009-10-14 | 주성엔지니어링(주) | 박막형 태양전지 및 그 제조방법 |
| KR20110001813A (ko) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
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